虚拟仪器是结合具有优良性能的测试测量硬件，借助相应的开发平台编写具有虚拟操作面板的测试软件来完成人机交互功能，按照实际需求完成测试测量的技术。
虚拟仪器也称计算机个人仪器，是当今计算机辅助测试领域的重要技术。虚拟仪器利用强大的图形环境和接口通信功能，建立虚拟仪器面板，完成对仪器的控制、数据分析和显示，代替了传统的仪器并改变了传统仪器的使用方法，用户可以根据自己的需求定义仪器功能，提高仪器的使用功能和效率，大幅降低了仪器的价格和研发周期。
虚拟仪器主要由硬件和软件两部分组成，其中硬件是基础，软件为核心。虚拟仪器硬件一部分是各种型号的通用类型计算机，如笔记本电脑和台式机等，用来搭载软件部分，另一部分是直接或间接接触待检测部件的测试用硬件。软件部分包括通用计算机的操作系统、驱动程序和操作软件，驱动程序用来连接并控制测试用硬件，操作软件通过友好的人机界面使用户与虚拟仪器系统完成交互，它在虚拟仪器中十分重要，一方面要完成对测试用硬件的控制操作，另一方面完成对硬件采集到的数据的显示、处理。
虚拟仪器的特点
1、性能高
虚拟仪器是在PC技术的基础上发展起来的，所以完全“继承”了以现成即用的PC技术为主导的技术优点，包括功能卓越的处理器和文件I／O，在数据导入磁盘的同时能实时地进行复杂的分析。随着数据传输到硬驱功能的不断加强，以及与PC总线的结合，高速数据记录已经较少依赖大容量的本地内存。以一台60G的示波器为例，在采用虚拟仪器技术的情况下，构建这样一台示波器是相当简单的，只要将一台基于PC的数字转换器放置在PC机中，就能以高达每秒IOOMB的速度将数据导入磁盘。
2、扩展性强
NI开发软件极为灵活，只需更新计算机或测试硬件，就能以最少的硬件投资和极少的、甚至无需软件上的升级即可改进整个系统。在利用最新科技的时候可以把它们集成到现有的测试设备，最终以较少的成本加速产品上市的时间。
3、开发周期短
在驱动和应用两个层面上，NI高效的软件构架能与计算机、仪器仪表特点，可轻松地配置、创建、部署、维护和修改高性能、低成本的测试和控制解决方案。
4、完美的集成
虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。随着产品在功能上不断地趋于复杂，工程师们通常需要集成多个测试设备来满足完整的测试需求，但是这些不同设备间的连接和集成总是耗费大量时间，不是轻易可以完成的。NI的虚拟仪器软件平台为所有的I／O设备提供了标准的接口，例如数据采集、视觉、分布式YO等等，帮助用户轻松地将多个测试设备集成到单个系统，减少了任务的复杂性。为了获得最高的性能、简单的开发过程和系统层面上的协调，这些不同的设备必须保持其独立性，同时还要紧密地集成在一起。NI的结构可以使开发者们快速创建测试系统，并随着要求的改变轻松地完成对系统的修改。得益于这一集成式的构架带来的好处，所开发的系统更具竞争性，因为可以更高效地设计和测试高质量的产品，并将它们更快速地投入市场。
虚拟仪器的类型
1、PC总线——插卡型虚拟仪器
这种方式借助于插入计算机内的数据采集卡与专用的软件如LabVIEW相结合（注：美国NI公司的Labview是图形化编程工具，它可以通过各种控件自已组建各种仪器。Labview/cvi是基于文本编程的程序员提供高效的编程工具，通过三种编程语言VisualC++,
VisualBasic,Labviews/cvi构成测试系统，它充分利用计算机的总线、机箱、电源及软件的便利。但是受PC机机箱和总线限制，且有电源功率不足，机箱内部的噪声电平较高，插槽数目也不多，插槽尺寸比较小，机箱内无屏蔽等缺点。另外，ISA总线的虚拟仪器已经淘汰，PCI总线的虚拟仪器价格比较昂贵。
2、并行口式虚拟仪器
最新发展的一系列可连接到计算机并行口的测试装置，它们把仪器硬件集成在一个采集盒内。仪器软件装在计算机上，通常可以完成各种测量测试仪器的功能，可以组成数字存储示波器、频谱分析仪、逻缉分析仪、任意波形发生器、频率计、数字万用表、功率计、程控稳压电源、数据记录仪、数据采集器。美国LINK公司的DSO-2XXX系列虚拟仪器,它们的最大好处是可以与笔记本计算机相连，方便野外作业，又可与台式PC机相连，实现台式和便携式两用，非常方便。由于其价格低廉、用途广泛，特别适合于研发部门和各种教学实验室应用。
3、GBIB总线方式的虚拟仪器
GPIB技术是IEEE488标准的虚拟仪器早期的发展阶段。它的出现使电子测量独立的单台手工操作向大规模自动测试系统发展，典型的GPIB系统由一台PC机、一块GPIB接口卡和若干台BPIB形式的仪器通过GPIB电缆连接而成。在标准情况下，一块GPIB接口可带多达14台仪器，电缆长度可达40米。GPIB技术可用计算机实现对仪器的操作和控制，替代传统的人工操作方式，可以很多方便地把多台仪器组合起来，形成自动测量系统。GPIB测量系统的结构和命令简单，主要应用于台式仪器，适合于精确度要求高的，但不要求对计算机高速传输状况时应用。
4、VXI总线方式虚拟仪器
VXI总线是一种高速计算机总线VME总线在VI领域的扩展，它具有稳定的电源，强有力的冷却能力和严格的RFI/EMI屏蔽。由于它的标准开放、结构紧凑、数据吞吐能力强、定时和同步精确、模块可重复利用、众多仪器厂家支持的优点，很快得到广泛的应用。经过十多年的发展，VXI系统的组建和使用越来越方便，尤其是组建大、中规模自动测量系统以及对速度、精度要求高的场合。有其他仪器无法比拟的优势。然而，组建VXI总线要求有机箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造价比较高。
5、PXI总线方式虚拟仪器
PXI总线方式是PCI总线内核技术增加了成熟的技术规范和要求形成的，增加了多板同步触发总线的技术规范和要求形成的，增加了多板发总线，以使用于相邻模块的高速通讯的局总线。PXI的高度可扩展性。PXI具有8个扩展槽，而台式PCI系统只有3~4个扩展槽，通过使用PCI—PCI桥接器，可扩展到256个扩展槽，台式PC的性能价格比和PCI总线面向仪器领域的扩展优势结合起来，将形成未来的虚拟仪器平台。
虚拟仪器与传统仪器的区别和联系
(1)开发周期短，人机交互能力强
“软件即核心”是虚拟仪器的理念，软件所能提供的一个重要优势就是模块化。着手一个综合性测试测量项目时，开发人员一般地会根据不同功能将任务需求分成几个单元，被拆分的子任务单元更容易开发和测试，同时也减少了完整项目中各子单元的依赖关系，降低了意外发生几率。可以设计不同的虚拟仪器来执行各个子任务，然后再将它们整合集成到一个完整的系统中执行大型测试测量任务。用户在选择好用于测试测量的通用性硬件之后，可以根据自己的功能需求编辑出软件，更容易满足自己的使用风格。当需要对另一个领域进行测试测量时，适当的更换测试硬件甚至是不需要更换，然后对应用软件进行修改，就是另一套不同领域的仪器，大大缩短了研发时间。
(2)灵活性较高，智能化程度高
虚拟仪器的大部分功能都是利用计算机进行软件编程实现的，用户对于虚拟仪器具有二次开发权，可以根据测量测试的实际需求来增加或者减少软件的功能。此外，有了功能强大的软件帮助，可以为仪器设备设置智能化的决策功能。用户可以把一些前沿的算法如神经网络、专家系统等嵌入到虚拟仪器当中，从而提高仪器的智能化程度。
(3)系统开发成本低
虚拟仪器是以软件为核心，硬件部分大多是通用的计算机和适合某领域的测试硬件，这类测试硬件大多也是通用的，只需要按照测试测量的功能需求完成软件的编写就可以实现数据的采集、分析等功能，缩短仪器的上市时间，这就使得虚拟仪器的研发和运维成本较传统仪器大大降低。
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