引言：測(cè)試與測(cè)量是人類認(rèn)識(shí)客觀世界的最基本方法，而儀器是實(shí)現(xiàn)測(cè)試與測(cè)量的工具。儀器伴隨著人類科學(xué)的發(fā)展而不斷進(jìn)步，成為一切科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)，隨著虛擬儀器的出現(xiàn)，為世界儀器產(chǎn)業(yè)注入了新鮮血液并徹底改寫了測(cè)試測(cè)量產(chǎn)業(yè)的發(fā)展格局。

美國NI公司于上世紀(jì)80年代中期提出了全新概念的儀器—虛擬儀器，引發(fā)了傳統(tǒng)儀器領(lǐng)域的一場(chǎng)重大變革。虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的軟硬件測(cè)試平臺(tái)，它可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測(cè)量?jī)x器，如示波器，邏輯分析儀，信號(hào)發(fā)生器，頻譜分析儀等；可集成于自動(dòng)控制，工業(yè)控制系統(tǒng)；可自由構(gòu)建成專有儀器系統(tǒng)。

它由計(jì)算機(jī)，應(yīng)用軟件和儀器硬件組成。無論哪種虛擬儀器系統(tǒng)，都是將儀器硬件搭載到筆記本電腦，臺(tái)式PC或工作站等各種計(jì)算機(jī)平臺(tái)（甚至可以是掌上電腦）加上應(yīng)用軟件而構(gòu)成的。

虛擬儀器的三大組成部分

1.高效的軟件

軟件是虛擬儀器技術(shù)中最重要的部份。使用正確的軟件工具并通過調(diào)用特定的程序模塊，工程師和科學(xué)家們可以高效地創(chuàng)建自己的應(yīng)用以及友好的人機(jī)交互界面。擁有了功能強(qiáng)大的軟件，就可以在儀器中創(chuàng)建智能性和決策功能，從而發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)在測(cè)試應(yīng)用中的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。

2.模塊化的I/O硬件

面對(duì)如今日益復(fù)雜的測(cè)試測(cè)量應(yīng)用，無論是使用PCI， PXI， PCMCIA， USB或者是IEEE 1394總線，都能提供相應(yīng)的模塊化硬件產(chǎn)品，產(chǎn)品種類從數(shù)據(jù)采集及信號(hào)調(diào)理、模塊化儀器、機(jī)器視覺、運(yùn)動(dòng)控制、儀器控制、分布式I/O到CAN接口等工業(yè)通訊，應(yīng)有盡有。

3.用于集成的軟硬件平臺(tái)

虛擬儀器通過軟件將計(jì)算機(jī)硬件資源與儀器硬件有機(jī)的融合為一體，從而把計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算處理能力和儀器硬件的測(cè)量，控制能力結(jié)合在一起，大大縮小了儀器硬件的成本和體積，并通過軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的顯示、存儲(chǔ)以及分析處理。從發(fā)展史看，電子測(cè)量?jī)x器經(jīng)歷了由模擬儀器、智能儀器到虛擬儀器，由于計(jì)算機(jī)性能以摩爾定律飛速發(fā)展，已把傳統(tǒng)儀器遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋到后面，并給虛擬儀器生產(chǎn)廠家不斷帶來較高的技術(shù)更新速率。

測(cè)量?jī)x器的主要功能都是由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示等三大部分組成的。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分析和顯示完全用PC機(jī)的軟件來完成。因此，只要額外提供一定的數(shù)據(jù)采集硬件，就可以與PC機(jī)組成測(cè)量?jī)x器。

在虛擬儀器中，使用同一個(gè)硬件系統(tǒng)，只要應(yīng)用不同的軟件編程，就可得到功能完全不同的測(cè)量?jī)x器。可見，軟件系統(tǒng)是虛擬儀器的核心，軟件就是儀器。

傳統(tǒng)的儀器主要在儀器技術(shù)中用了某種計(jì)算機(jī)技術(shù)，而虛擬儀器則強(qiáng)調(diào)在通用的計(jì)算機(jī)技術(shù)中吸收儀器儀表技術(shù)。由于微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展及其在電子工業(yè)測(cè)量技術(shù)與儀器儀表上的應(yīng)用，新的測(cè)試?yán)碚摗⑿碌臏y(cè)試方法、新的測(cè)試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，在許多方面已經(jīng)沖破了傳統(tǒng)儀器的概念。

作為虛擬儀器核心的軟件系統(tǒng)具有通用性、通俗性、可視性、可擴(kuò)展性和升級(jí)性，能為用戶帶來極大的利益，因此，具有傳統(tǒng)的智能儀器所無法比擬的應(yīng)用前景和市場(chǎng)。

精品推薦：參加美國國家儀器（NI）第十四屆PXI技術(shù)和應(yīng)用論壇，了解下一代虛擬儀器的顛覆式創(chuàng)新設(shè)計(jì)