PyVISA 教程:用Python控制测量设备

PyVISA 教程:用Python控制测量设备

pyvisaA Python package with bindings to the "Virtual Instrument Software Architecture" VISA library, in order to control measurement devices and test equipment via GPIB, RS232, or USB.项目地址:https://gitcode.com/gh_mirrors/py/pyvisa

1. 项目介绍

PyVISA 是一款强大的开源库,它使Python程序员能够轻松地与各种测量和测试设备通信。这些设备包括但不限于GPIB、RS232、USB、TCP/IP接口的仪器。PyVISA 通过绑定到VISA(Virtual Instrument Software Architecture)库,提供了一种统一的方式来控制和交互这些仪器,无论它们是由哪个制造商生产的。

该项目由社区维护,致力于简化和标准化跨平台的仪器控制。它支持多种后端,包括NI-VISA、PySerial以及纯Python实现(pyvisa-py),这意味着即使在没有特定硬件驱动的情况下,也能使用PyVISA。

2. 项目快速启动

首先确保已经安装了Python。接下来,使用pip安装PyVISA:

pip install PyVISA

然后,你可以尝试一个简单的示例,连接到本地资源并查询其标识:

import visa

rm = visa.ResourceManager()
resources = rm.list_resources()

for resource in resources:
    instrument = rm.open_resource(resource)
    print(instrument.query('*IDN?'))
    instrument.close()

这段代码会查找所有可用的设备,并打印出它们的制造商、模型和其他标识信息。

3. 应用案例和最佳实践

读取数据

以下代码展示了如何从一个GPIB设备读取电压值:

import visa

rm = visa.ResourceManager()
gpib_instrument = rm.open_resource('GPIB0::12::INSTR')

# 设置读取模式和等待时间
gpib_instrument.timeout = 1000  # Set timeout to 1 second

# 读取电压值
reading = gpib_instrument.query.float_value('MEASURE:VOLT?')

print(f"Read voltage: {reading} volts")

gpib_instrument.close()

写入命令

发送命令给设备,例如设定频率:

gpib_instrument.write('FREQUENCY 100MHz')

异步操作

对于长时间运行的任务,可以使用异步操作:

gpib_instrument.query_async('*OPC?')
while not gpib_instrument.async_operation_pending():
    pass
result = gpib_instrument.read_async()

4. 典型生态项目

PyVISA可以与其他Python库协同工作,扩展其功能:

  • scipy: 提供科学计算工具,常常用于数据分析和信号处理。
  • matplotlib: 数据可视化库,可以用于绘制测量结果。
  • pandas: 用于数据分析的强大库,适合管理大量测量数据。
  • numpy: 对数组操作的支持,常用于数学运算和信号处理。
  • pyserial: 作为PyVISA的备选后端,直接处理串口通信。

结合这些库,PyVISA成为了一个完整的实验数据采集和分析解决方案。

完成上述步骤后,你应能顺利使用PyVISA来控制和通信测量仪器。如有进一步的需求或问题,查阅官方文档和社区资源,你会找到更深入的指南和支持。

pyvisaA Python package with bindings to the "Virtual Instrument Software Architecture" VISA library, in order to control measurement devices and test equipment via GPIB, RS232, or USB.项目地址:https://gitcode.com/gh_mirrors/py/pyvisa

创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考

### Python 库 PySerial 和 PyVISA 的对比分析 #### 1. **PySerial** `pyserial` 是一个用于串口通信的第三方库,它提供了简单易用的功能来操作计算机上的串行端口设备。通过 `pyserial` 可以实现与硬件设备(如传感器、控制器等)之间的数据交换。 以下是其主要特点: - 支持多种操作系统下的串口访问功能[^2]。 - 提供了读取 (`read`) 和写入 (`write`) 方法以便于控制外部设备的数据流。 - 配置参数灵活,允许设置波特率 (baudrate)、校验位 (parity)、停止位 (stopbits) 等属性[^3]。 示例代码展示如何初始化并使用 pyserial 进行基本交互: ```python import serial ser = serial.Serial('COM3', baudrate=9600, timeout=1) if ser.is_open: ser.write(b'hello') # 发送字节型消息给连接对象 data_received = ser.read(5) # 尝试接收最多五个字符长度的信息 print(data_received.decode()) ser.close() ``` #### 2. **PyVISA** 相比之下,`pyvisa` 更专注于科学仪器领域中的标准化接口协议——Virtual Instrument Software Architecture(VISA),该架构由 National Instruments 推广普及开来。借助 VISA 技术可以统一管理 GPIB、USB、TCP/IP 或其他类型的总线资源从而简化跨平台编程流程。 核心优势如下所示: - 能够兼容多样的物理传输媒介以及逻辑寻址方式[^4]。 - 自动探测可用资源列表并通过一致性的 API 访问目标装置。 - 嵌套支持 SCPI (Standard Commands for Programmable Instruments),使得命令集更加规范化易于理解执行复杂测试任务。 下面是一个简单的例子说明怎样利用 pyvisa 来操控远程服务器上的一台示波器获取当前屏幕截图保存到本地文件系统当中去: ```python import visa rm = visa.ResourceManager() inst = rm.open_resource('TCPIP::192.168.1.100::INSTR') response = inst.query("*IDN?") # 查询识别号确认链接成功与否 print(response) inst.write(":HARDcopy:PORT FILE; :SAVe:IMAGe 'C:\\path\\to\\save.png'") inst.close() ``` #### 3. **两者的主要差异** | 对比维度 | PySerial | PyVISA | |------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------------------------------------------------------------------------| | 主要用途 | 处理基于 RS-232/UART 协议的标准串行通讯链路 | 实现对各种实验室测量仪器的操作 | | 所需依赖关系 | 不需要额外安装驱动程序即可直接调用 | 很可能需要特定厂商提供的低级驱动层支持 | | 数据格式处理能力 | 用户自行解析接收到原始二进制或者 ASCII 编码字符串 | 内建部分针对 SCPI 文本指令的支持 | 综上所述,在选择具体工具之前应该仔细考虑项目需求范围内的约束条件再做决定[^5]。
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