在計算機和網絡時代，利用計算機和網絡技術對傳統產業進行改造，已是大勢所趨，而虛擬儀器系統正是計算機和網絡技術與傳統的儀器技術進行融合的產物，虛擬儀器（VirtualInstrument，簡稱VI）作為當前自動化儀表領域研究的熱點，正越來越受到人們的廣泛關注。隨著科學技術的不斷發展，傳統儀器日益暴露出一些缺陷和不足。為了改善實驗條件、降低實驗成本、更新實驗內容，把虛擬儀器引入實驗教學已成為一種必然趨勢。對于虛擬儀器應用于高校實驗教學，目前仍處于起步階段，但其顯著的經濟性和實用性已顯示出其巨大的優勢和潛力。近年來，由于虛擬儀器和網絡技術的飛速發展，通過網絡來構建虛擬實驗室已成為可能，遠程教育的學習者通過網絡進行遠程實驗也為時不遠。隨著虛擬儀器的產生和發展，將帶來新型實驗方式的產生，推動教育方式的重大轉變。

利用虛擬儀器技術開發虛擬示波器是各個領域的工程技術人員一直在從事的研究課題，其中涉及的內容一般都是參考一臺物理示波器，通過編程開發出與物理示波器界面和功能相同的虛擬示波器，完全代替傳統示波器。虛擬示波不是使用示波管或熒光屏來顯示波形，而是使用功能強大的微型計算機來完成信號的處理和波形的顯示，利用軟件技術在屏幕上設計出方便、逼真的儀器面板，進行各種信號的處理、加工和分析，用各種不同的方式（如數據、圖形、圖表等）表示測量結果，完成各種規模的測量任務。

目前，伺服控制系統不僅在工農業生產以及日常生活中得到了廣泛的應用，而且在許多高科技領域，如激光加工、機器人、數控機床、大規模集成電路制造、辦公自動化設備、衛星姿態控制、雷達和各種軍用武器隨動系統、柔性制造系統以及自動化生產線等領域中的應用也迅速發展。交流伺服電機屬于航海設備中使用最頻繁的電機，也是其中故障率較高的電機，參數稍微發生變化就會引起系統的抖動，嚴重影響航行安全。對其進行性能測試，對于提高艦船航海設備的維修保障能力有著重要的意義，其中轉速是一個重要性能參數。

1、系統組成及信號流程

本文所設計的轉速測試系統主要包括以下幾個部分：工控機、數據采集卡PCI－6251、驅動放大單元和紅外對管等。控制系統組成框圖如圖1所示：

圖1控制系統組成框圖

伺服電機（激磁電壓U3，控制電壓U4）測試信號流程包括5部分：

(1)工控機通過數據采集卡PCI－6251的AO0和AO1（模擬輸出）輸出兩路嚴格同相交流信號U1和U2；

(2)U1、U2經驅動放大單元進行電壓和功率放大為U3、U4；

(3)U3、U4分別連接到交流伺服電機的激磁端和控制端，電機開始轉動；

(4)電機轉動帶動連接在其中軸上的自制齒輪盤轉動，齒輪盤上的牙齒會間斷性遮擋在紅外對管的二極（5）管發射極和三極管接收極之間，使得三極管輸出脈沖信號；

(5)脈沖信號傳輸至數據采集卡PCI－6251的AI（模擬輸入），并以波形方式顯示在工控機上，同時通過程序得到交流伺服電機的轉速。