浅谈虚拟仪器的构成方法及其特点

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虚拟仪器简介

测量仪器发展至今，大体可以分为四个阶段：模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。

模拟仪器：这类仪器是以电磁感应基本定律为基础的指针仪器仪表。

基本结构是电磁机械式的，借助指针来显示最终结果，如指针式万用表、三级管电压表等。

这类仪器在某些实验室仍能看到。

数字化仪器：这类仪器目前相当普及，如数字电压表、数字频率计等。

这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号测量，并以数字方式输出最终结果，适用于快速响应和较高准确度的测量。

智能仪器：这类仪器内置微处理器，既能进行自动测试又具有一定的数据处理功能。

智能仪器的功能模块全部是以硬件和固化的软件的形式存在，无论是开发还是应用，都缺乏灵活性。

虚拟仪器：是现代计算机软、硬件技术和测量技术相结合的产物，是传统仪器观念的一次巨大变革，是将来仪器发展的一个重要方向。

虚拟仪器技术是美国国家仪器公司（National Instruments，NI）在1986年提出的一种构成仪器系统的新概念，其基本思想是：用计算机资源取代传统仪器中的输入、处理和输出等部分，实现仪器硬件核心部分的模块化和最小化；用计算机软件和仪器软面板实现仪器测量和控制功能。

所谓虚拟仪器，就是以计算机为核心的硬件平台上，其功能由用户设计和定义，具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。

虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果；利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理；利用I/O接口设备完成信号的采集、测量和调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。

使用者利用鼠标或键盘操作虚拟面板，就如同使用一台专用测量仪器一样。

因此，虚拟仪器的出现，使测量仪器和计算机的界限模糊了。

虚拟仪器的“虚拟”两字主要包含以下两方面的含义：（1）虚拟仪器的面板是虚拟的。

虚拟仪器面板上的各种“图标”与传统仪器面板上的各种“器件”所完成的功能是相同的。

虚拟仪器设计知识点

虚拟仪器设计知识点虚拟仪器是一种基于计算机软硬件的测量和控制系统，它使用计算机作为中心处理单元，将传感器、执行器和仪器控制信号进行实时的数字处理和分析。

虚拟仪器的设计涉及多个知识点，本文将分别介绍这些知识点，包括虚拟仪器的概念、功能、设计原则以及在不同领域中的应用。

一、虚拟仪器的概念虚拟仪器是一种基于计算机技术的仪器系统，将传统仪器中硬件部分用软件实现，通过计算机控制并完成测量、分析和控制等任务。

虚拟仪器通过软件定义仪器的功能，实时采集、处理和显示数据，具有灵活性、可重构性和可扩展性等特点。

二、虚拟仪器的功能虚拟仪器常见的功能包括测量、分析、控制和数据处理等。

其中，测量功能是虚拟仪器的核心，可以实现各种物理量的测量、采集和监测，如电压、电流、温度等；分析功能可以对采集到的数据进行实时分析和处理，如频谱分析、波形显示等；控制功能可以通过计算机软件实现对执行器的控制和调节，如机器人、自动化生产线的控制等；数据处理功能可以对采集的数据进行处理和存储，如数据录制、数据传输和数据分析等。

三、虚拟仪器的设计原则虚拟仪器的设计需要遵循一些原则，以确保其功能的可靠性和性能的优越性。

首先，应该根据实际需求选择适当的硬件平台和软件开发环境，如选择合适的传感器、执行器和数据采集卡等硬件设备，并结合软件开发平台进行系统设计；其次，需要制定清晰的系统架构和设计规范，确保系统的稳定性和可扩展性；此外，还应考虑虚拟仪器的易用性和人机交互性，提高用户的使用体验。

四、虚拟仪器在不同领域中的应用虚拟仪器的应用广泛涵盖科研、工业控制、教育培训、医疗等领域。

在科研领域，虚拟仪器可以实现对各种物理量的实时测量和数据处理，为科学研究提供可靠的实验平台；在工业控制领域，虚拟仪器可以实现对生产线的监测和控制，提高生产效率和质量；在教育培训领域，虚拟仪器可以模拟实验环境，帮助学生进行实验操作和数据分析；在医疗领域，虚拟仪器可以实现对患者的监护和治疗，提高医疗水平和效率。

虚拟仪器的系统结构.

用户界面软件驱动
02 应用软件
LabView
Agilent VEE
DASYLab
DirectView
ProcessControl
02 示例
THANK YOU FOR WATCHING
虚拟仪器组成---硬件系统构成
I/O 接口设备 PC-DAQ 系统 GPIB 系统被测信号 VXI 系统 PXI 系统串口系统计算机
01 通用硬件平台的基本功能
信号采集（模拟、数字输入）；信号产生（模拟、数字输出）；信号调理（信号幅度、频率、驱动、隔离等）；定时与计数；大容量数据存储。实时信号处理。总线与通信。
VXI
GPIB 等
02 I/O接口软件（VISA库）
I/O接口软件存在于仪器设备（即I/O接口设备）与仪器驱动程序之间，是一个完成对仪器寄存器进行直接存取数据操作，并为仪器设备与仪器驱动程序提供信息传递的底层软件。 VPP规范了虚拟仪器的I/O接口软件的特点、组成、内部结构与实现规范，并将符合VPP规范的虚拟仪器I/O接口软件定义为VISA（虚拟仪器软件结构）软件。
LabVIEW培训
团队：晏凯韩君肖迎春张胜宇
虚拟仪器的系统结构
硬件系统构成软件系统构成
虚拟仪器定义

计算机＋接口＋软件＝虚拟仪器硬件是基础，软件是核心 NI 提出“软件即仪器” （The software is the instrument）。
虚拟仪器的组成结构特点
VISA库，实质就是标准的I/O函数库及其相关规范的总称。 VISA函数库驻留于计算机系统中，是计算机与仪器之间的标准软件通信接口，用以实现对仪器的控制。
02 仪器驱动程序
为简化硬件板卡编程和控制，NI和Agilent 标准化了数百种常用仪器、板卡的驱动，它们已成为虚拟仪器开发平台的一部分，开发时可直接复用这些硬件驱动代码。

虚拟仪器技术

(2)LabVIEW 使用图标表示功能模块，使用图标间的连线表示在各功能模块间的数据传递, 使用为大多数工程师熟悉的数据流程图式的语言书写源程序代码, 这样使得编程过程与思维过程非常相似。
(3)LabVIEW 提供程序调试功能, 可以在源代码中设置断点、单步执行源代码、在源代码中的数据流连线上设置探针, 观察程序运行过程中数据流的变化等。
应用实例
应用实例
概述
阿尔卡特美国公司是全球领先的世界上电信设备制造商领导者之一。位于加州佩塔卢马的接入部，开发 Litespan接入平台一种光纤数字环路载波（DLC）。DLC能够将公司中心机房普通铜线上的业务传递到更远的地方。通过LabVIEW，在相对短的时间内开发了一个全面测试方案。同时测试对每个信道单元的16个ANSI要求的环路和4 条ISDN线路的一个信道单元进行测试时，每项测试所花费的时间为12分钟。由于一些信道单元需要测试某个温度范围内的状况，因而整个测试需要几天的时间。
Allen Klein美国阿尔卡特公司Litespan硬件质量部的一位工程师，在程序中增加了一项功能，使得测试可以全天进行，甚至在周末也行。这项功能极大地扩展丰富了测试平台，提高了测试效率。
虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物，是两门学科最新技术的结晶，融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形软件编程技术于一体。
产品优势
产品优势
虚拟仪器技术的四大优势：
性能高
虚拟仪器技术是在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技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，使您在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。此外，不断发展的因特和越来越快的计算机络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势。

虚拟仪器技术的构成及发展趋势

虚拟仪器技术的构成及发展趋势本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March虚拟仪器技术的构成及发展趋势摘要：上个世纪80年代，美国NI公司的划时代产品LabVIEW诞生，并随后提出“软件就是仪器”的口号，从而开辟了“虚拟仪器技术”的全新测量概念，成为现代测试技术的发展方向。

本文介绍了虚拟仪器技术的定义、特点，构成、以及虚拟仪器系统的发展过程和今后的发展趋势。

关键词：虚拟仪器计算机 LabVIEW I/O 测试技术1.引言虚拟仪器简称VI(Visual Instruments)，是电子测量技术与计算机技术深层次结合的新一代电子仪器。

虚拟仪器就是利用计算机及其测控系统实现传统仪器的功能，并在计算机屏幕上模拟传统仪器的操作面板，实现人机交互，使得人们在操作计算机的同时就像操作自己设计的仪器一样。

虚拟仪器要比传统的电子仪器更为通用，在组建仪器、确定功能和技术更新等方面更为灵活、更为经济，更能适应故障诊断技术对测量技术和测量仪器不断提出的更新、扩展功能和提高性能的要求。

任何测量与控制都离不开仪器仪表,传统的测量仪器模式为:独立的机箱；有面板操作键和旋钮,有信号的输入与输出端口,有测量结果的显示方式，即指针、表头或数码管窗口等。

以往的仪器包括电子测量仪器、分析仪器、生化仪器、医疗电子仪器等称为传统仪器，它的功能和技术指标是由生产厂家定义好的，用户基本上是被动地操作和使用。

计算机机技术的出现和发展，从根本上影响和改变着仪器技术的发展。

由于计算机可以通过其扩展槽、接口板和装置仓等与外部仪器或设备相连接，使外部仪器设备可以共享其丰富的软件资源，这样就大大增加了仪器的功能，提高了仪器的性能。

通过计算机扩展槽或接口板等装置，把计算机的软件资源和硬件资源(数据采集板或模块)与外部的仪器设备连接起来，形成了一类全新的测试仪器设备，人们称这样一种全新的仪器设备为“虚拟仪器”。

浅谈虚拟仪器的构成方法及其特点

浅谈虚拟仪器的构成方法及其特点一、虚拟仪器概念“虚拟仪器技术”(Virtual Instrumentation)的概念由美国国家仪器公司的、具有虚拟仪器面板的、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。

虚拟仪器是利用计算机显示器的显示功能模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果，利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析、处理，虚拟仪器是测控技术和计算机技术深层次相结合的产物，它使测量仪器与计算机的界线模糊了。

虚拟仪器本质上是虚拟现实技术在仪器领域的应用结果。

采用虚拟仪器技术，通过把各种硬软件以及附备件进行合理搭配，就可以将计算机变成一台综合的测试仪器，在各种测试和工业自动化领域中得以应用。

虚拟仪器通常由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。

虚拟仪器中的“虚拟”主要包括以下两方面的含义。

（一）面板虚拟虚拟仪器面板上的各种“控件”与传统仪器面板上的各种“部件”所完成的功能是相同的。

使用者用鼠标操作虚拟仪器面板，看起来就如同使用一台专用测量仪器。

（二）功能由软件编程实现在以计算机为核心组成的硬件平台支持上，通过软件编程设计来实现仪器的测试功能，而且可以通过不同测试功能的软件模块的组合来实现多种测试功能。

于是在硬件平台确定后，出现了“软件就是仪器”的概念。

“软件就是仪器”体现了测试技术与计算机深层次的结合。

二、演变过程与特点（一）测试系统与仪器演变过程越来越复杂的测试条件、高度自动化的工业化大生产、现代航空航天、军事装备和武器系统试验迫切需要功能更强大、成本更低廉、系统更灵活的新一代测试仪器与系统。

从模拟技术向数字技术过渡；从单台仪器向多种功能仪器组合过渡；从简单的功能组合向以计算机为核心的通用虚拟测试平台过渡；测试系统与仪器的功能从过去完全由硬件实现，向部分功能由软件实现过渡；上述这些变化代表了当今电子测试系统与仪器的发展方向。

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。

虚拟仪器的结构和组成方式

虚拟仪器的结构和组成方式虚拟仪器是一种基于计算机技术和软件算法的仪器模拟和模型仿真系统，具有与传统仪器相同的功能和性能。

它由计算机硬件、软件以及人机交互界面等组成，充分利用计算机的强大计算能力和灵活性，实现了仪器的功能和性能仿真。

虚拟仪器的结构可以分为三个主要部分：前端接口、数据处理单元和用户界面。

前端接口用于连接真实世界的物理量和虚拟仪器系统，通常通过传感器、电缆或网络等方式与被测对象或其他外部设备进行连接。

数据处理单元是虚拟仪器系统的核心部分，它包括了数据采集、信号处理、数据分析和控制等功能模块，通过这些模块可以对输入的数据进行处理和分析。

用户界面是虚拟仪器系统与用户进行交互的部分，它提供了直观的操作界面和友好的用户体验，使用户可以方便地控制和监测虚拟仪器系统。

虚拟仪器的组成方式主要包括软件虚拟仪器和硬件虚拟仪器两种。

软件虚拟仪器是通过计算机软件来模拟实现仪器的功能和性能，它能够根据用户的需求进行自定义配置和功能扩展。

软件虚拟仪器通常包括了仪器模型、算法库、数据处理算法和用户界面等组件，通过这些组件的协同工作，实现了对被测对象进行测量、控制和分析等功能。

硬件虚拟仪器是通过硬件电路和逻辑器件来实现仪器的功能和性能，它通常由模拟电路、数字电路和控制器等组件构成，通过这些组件的连接和配置，实现了对被测对象进行数据采集、信号处理和控制等功能。

虚拟仪器的结构和组成方式使得它具有了许多传统仪器所不具备的优势。

首先，虚拟仪器具有更高的灵活性和可扩展性，可以根据实际需求进行自定义配置和功能扩展，而传统仪器通常具有固定的功能和性能。

其次，虚拟仪器可以实现多种测量和控制功能的集成，不仅可以满足单一仪器的需求，还可以实现多个仪器的功能集成，提高了仪器的综合性能。

再次，虚拟仪器具有更高的精度和准确性，由于采用了先进的算法和模型，可以提供更为精确的测量结果和控制效果。

最后，虚拟仪器可以实现远程控制和监测，通过网络和互联网等通信技术，可以实现对远程被测对象的测量和控制，提高了仪器的适用范围和便利性。

虚拟仪器(简称VI)探讨

虚拟仪器(简称VI)探讨摘要:虚拟仪器(简称VI)是电子测量技术与计算机技术深层次结合的、具有很好发展前景的新一类电子仪器。

虚拟仪器要比传统的电子仪器更为通用,在组建和改变仪器的功能和技术性能方面更为灵活、更为经济,更能适应迅猛发展的当代科学技术对测量技术和测量仪器不断提出的更新并扩展功能与性能的要求。

关键词:虚拟仪器硬件软件化软件仪器测控一体虚拟仪器的组成。

由硬件和软件两部分组成,虚拟仪器的硬件主体是电子计算机,通常是个人计算机,也可以是任何通用电子计算机。

为计算机配置的电子测量仪器硬件模块是各种传感器、信号调理器、模拟数字/转换器(ADC)、数字/模拟转换器(DAC)、数据来集器(DAQ)等。

电子计算机及其配置的电子测量仪器硬件模块组成了虚拟仪器测试硬件平台的基础。

虚拟仪器还可以选配开发厂家提供的系统硬件模块,组成更为完善的硬件平台。

虚拟仪器测试软件是虚拟仪器的“主心骨”。

虚拟仪器的概念是1986年由美国国家仪器公司(以下简NI公司)首先提出的。

NI公司在提出虚拟仪器概念并推出第一批实用成果时,就用“软件就是仪器”来表达虚拟仪器的特征,强调软件在虚拟仪器中的极为重要的位置。

但这并不排斥测试硬件平台的重要性。

NI公司从一开始就推出丰富而又简洁的虚拟仪器开发软件。

使用者可以根据不同的测试任务,在虚拟仪器开发软件的提示下编制不同的测试软件,来实现当代科学技术复杂的测试任务。

虚拟仪器和传统性仪器的区别虚拟仪器是通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合为一体,从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量,控制能力结合在一起,大大缩小了仪器硬件的成本和体积,并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。

从发展史看,电子测量仪器经历了由模拟仪器、智能仪器到虚拟仪器,由于计算机性能以摩尔定律(每半年提高一倍)飞速发展,已把传统仪器远远抛到后面,并给虚拟仪器生产厂家不断带来较高的技术更新速率。

虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统,且功能灵活,很容易构建,所以应用面极为广泛。

计算机虚拟仪器技术的概念

计算机虚拟仪器技术的概念一、引言计算机虚拟仪器技术是一种基于计算机硬件平台，结合特定软件，实现测量、数据处理、分析、存储及结果显示等功能的技术。

它广泛应用于各种科研、生产、维修等领域，极大地提高了测试和测量的效率及精确度。

二、基于计算机的硬件平台计算机虚拟仪器技术的硬件基础是计算机硬件平台，包括台式机、笔记本、平板等，这些硬件平台为虚拟仪器的实现提供了基础计算能力。

三、图形化用户界面虚拟仪器的用户界面通常采用图形化方式，这种方式直观、易于理解，用户可以通过鼠标、键盘等输入设备对仪器进行操作和控制。

四、软件驱动的仪器虚拟仪器的核心是软件，它负责实现仪器的各种功能。

通过软件，用户可以设定仪器的工作模式、测量范围、数据处理方式等。

五、数据采集与分析虚拟仪器能够实现数据采集与分析。

它可以接收来自传感器或其他设备的数据，进行存储和分析。

通过软件，用户可以对采集到的数据进行处理和分析。

六、可自定义的仪器功能虚拟仪器的另一个重要特性是可自定义。

用户可以根据自己的需求，编写或修改软件，使仪器具备特定的功能。

这使得虚拟仪器具有极高的灵活性。

七、网络化测量与远程控制借助网络技术，虚拟仪器可以实现远程测量和控制。

用户可以在不同的地点对仪器进行操作，或者将测量数据发送到其他设备上进行处理。

八、模块化与扩展性虚拟仪器通常采用模块化的设计方式，这种方式使得它们可以根据需要进行扩展或缩减。

用户可以根据实际需求，添加或删除功能模块。

总结：计算机虚拟仪器技术是一种灵活且功能强大的测量技术。

通过利用计算机硬件平台和特定软件，它能够实现各种测量任务。

同时，由于其可自定义的特性，用户可以根据自己的需求对仪器进行定制。

此外，网络化测量和远程控制功能使其在实际应用中具有更大的便利性。

模块化的设计方式则使得虚拟仪器可以根据需要进行扩展或缩减。

总的来说，计算机虚拟仪器技术是一种广泛应用于各种科研、生产、维修等领域的先进技术。

虚拟仪器简介

虚拟仪器
测量仪器技术计算机技术
总线技术
全新旳仪器技术
3 虚拟仪器旳特点
1 打破了老式仪器旳封闭性
2 把仪器旳绝大部分硬件变成计算机上旳文件
特点
3 顾客能够自行定义、自行设计、自行组建自己需要旳仪器 4 可将组建旳多种仪器存储在计算机旳仪器库中 5 配以通讯卡和传感器
6 构成功能、性能、外观和操作方式都和老式仪器相同或超出老式仪器旳新型概念仪器系统
利用计算机强大旳软件功能实现信号调理和数据旳运算、分析、处理
利用相应旳接口设备完成信号旳采集、输入/输出，从而完毕多种仪器功能
虚拟仪器和老式仪器旳比较
仪器厂约定义硬件是关键仪器旳功能和规模已固定多为试验室拥有技术更新慢开发和维护费用高价格昂贵系统封闭，与其他设备旳连接受限
基于Linux旳虚拟仪器更轻易满足多任务并行处理及现场检测和控制要求
6 虚拟仪器旳发展趋势
PC-DAQ式虚拟仪器是目前比较流行旳虚拟仪器系统，但是，因为基于PC I总线旳虚拟仪器在插入DAQ时都需要打开机箱等，
比较麻烦
主机上旳PC I插槽有限，再加上测试信号直接进入计算机，多种现场旳被测信号对计算机旳安全造成很大旳威胁
4
5
6
智能化电子仪器仪表
（以大规模和超大规模集成电路为基础）
多功能自动测试系
虚拟仪器技术新阶
统（融合电子测量、段
自动控制和计算机
技术，是基于物理硬件为基础旳老式仪器技术发展旳高
（展二方十一世纪旳发向）
级阶段）
2 虚拟仪器旳基本概念
在以计算机为关键旳硬件平台上配合以相应旳输入/输出口具有计算机显示旳虚拟面板由测试软件来实现测试功能一种计算机仪器系统

虚拟仪器的基本概念、特点和构成

图17-11 三角波基波信号检测VI的前面板图17-12 三角波基波信号检测VI的框图程序
◆思考与练习2
1、LabVIEW应用程序由哪几部分构成？ 2、在上述三角波基波信号检测VI中增加“幅
值”和“相位”测量并进行显示。
项目十七虚拟仪器
[知识链接一] 虚拟仪器的基本概念 [知识链接二] LabVIEW 8.5编程基础
[知识链接一] 虚拟仪器的基本概念
一、虚拟仪器的概念
虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）是计算机技术与仪器技术深层次结合的产物，是对传统仪器概念的重大突破，是仪器领域内的一次革命。
I/O接口设备组成。（2）软件结构虚拟仪器软件由应用程序和I/O接口仪器驱动程序两大部
分构成。应用程序包含实现虚拟面板功能的前面板软件程序和定
义测试功能的流程图软件程序等两个方面的程序。 I/O接口仪器驱动程序用来完成特定外部硬件设备的扩展、
驱动与通信
虚拟仪器的构成方式主要有五种类型
图17-2 虚拟仪器的构成方式
图17-7 控件选板
（3）函数选板
函数选板仅位于程序框图。函数选板中包含创建程序框图所需的VI和函数。按照VI和函数的类型，将VI和函数归入不同子选板中。
图17-8 函数选板
三、LabVIEW中的Express VIs
LabVIEW的最主要特性是其快捷性，主要体现在程序框图窗口的函数选板中包含了许多功能强大的 Express VI（快速VI）。它将过去的基本函数面向应用做了进一步的打包，把常用的测量功能集成于一些简单易用、交互式的VI中。
用户在程序开发过程中，只需在整个程序流程图中简单地调用Express VI程序，并使用属性设置页面配置系统的采集、分析与显示功能，实现应用程序的快速开发与设计，极大地提高了程序开发效率。

虚拟仪器的结构和组成方式

虚拟仪器的结构和组成方式虚拟仪器是一种基于计算机技术的仪器系统，它通过软件模拟实际仪器的功能和性能，提供了一种更加灵活、便捷、可扩展的测试和测量解决方案。

虚拟仪器的结构和组成方式可以分为硬件和软件两个方面。

在硬件方面，虚拟仪器通常由计算机、数据采集卡和外部传感器等组成。

计算机是虚拟仪器的核心部件，它负责处理数据、控制仪器和显示测量结果。

数据采集卡是连接计算机和外部传感器的接口，它负责将传感器采集到的模拟信号转换成数字信号，并传输给计算机进行处理。

外部传感器包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等，它们负责将被测量物理量转换成电信号，并通过数据采集卡传输给计算机。

在软件方面，虚拟仪器通常由测量和控制软件组成。

测量软件用于采集、处理和显示测量数据，它可以提供多种测量方式和数据处理算法，同时支持数据的保存和导出。

控制软件用于控制外部设备和执行测量操作，它可以实现自动化测试、远程控制和仪器校准等功能。

虚拟仪器的软件通常具有友好的用户界面，使操作简单直观，并提供了丰富的测量和分析工具，满足不同应用领域的需求。

虚拟仪器的优势在于其灵活性和可扩展性。

由于虚拟仪器的核心是计算机和软件，因此可以根据实际需求选择适合的硬件配置和软件功能。

同时，虚拟仪器的软件可以进行升级和更新，以适应新的测量要求和技术发展。

此外，虚拟仪器还可以与其他仪器和设备进行联网，实现数据共享和远程控制，提高工作效率和数据的可靠性。

虚拟仪器的应用领域非常广泛。

它可以用于科学研究、工业过程控制、医疗诊断、环境监测等领域。

在科学研究中，虚拟仪器可以提供高精度的测量和分析工具，帮助科学家进行实验和数据处理。

在工业过程控制中，虚拟仪器可以实现自动化生产和质量控制，提高生产效率和产品质量。

在医疗诊断中，虚拟仪器可以进行生物信号的采集和分析，帮助医生进行疾病诊断和治疗。

在环境监测中，虚拟仪器可以实时监测环境参数，并生成相应的报告和预警，保护环境安全和人民健康。

虚拟仪器的原理及发展

虚拟仪器的原理及发展引言电子测试仪器是电子行业的基础，它在电子行业中长期占据着十分重要的地位，它是一个时代的电子行业发展水平的标志，并随着科学技术的发展而不断地更新变化着。

传统的测试仪器由于功能固定，研制生产周期长等缺点，越来越不能满足信息时代的要求。

这就给一种新型的测量仪器提供了极大的发展空间，由于其硬件结构简单，以软件为主实现各种功能，且随计算机的发展不断提高其性能，具有很强的适应性，所以越来越引起世人的高度关注。

本文就虚拟仪器的产生、发展过程、结构原理、性能特点及应用等方面进行详细的介绍，使读者对虚拟仪器有更深入地了解。

1、虚拟仪器的发展主要利用PC技术，只是添加A/D及D/A变换等少许硬件和以软件为主的仪器称为虚拟仪器。

虚拟仪器通过应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来，用户可通过友好的图形界面来操作计算机，就像在操作自己定义、自己设计的一台仪器一样，从而完成对被测试量的采集、分析、判断、显示、数据储存等。

它是在 PC技术的基础上发展起来的，能在数据导入磁盘的同时，实时地进行复杂的分析。

具有高效的性能、强大的扩展功能、节约开发时间，以及完美的集成性能等技术优势。

早在八十年代初，就有人以个人计算机为基础，在微机内部增加一些插件或外附插件箱，将各种测量电路插件接于PC内部总线，加上某些软件来实现传统仪器的功能，这种仪器称为PC仪器或个人仪器。

因为计算机系统的硬软件资源可代替一般自动测试系统和智能仪表中的微处理器、存储器、接口电路和显示器，因而减少了仪器的许多硬件，降低了仪器成本，而且无需对每一种新仪表都从头开始设计，所以该方案一经提出就在仪表界引起极大的轰动。

随着VXI（开放式测量系统）总线系统问世以及PC机的结构的变化，不断推动了虚拟仪表发展。

VXI总线标准是一种全开放型卡式仪表标准，具有灵活适用、性能先进、高速运行、小型便携的特点，适用于模块化设计仪表。

PC机微处理器CPU速度不断提高、采用流水线、RISC结构，大大地提高了测试系统的数值处理能力。

虚拟仪器的概念及其系统软硬件结构

虚拟仪器的概念及其系统软硬件结构虚拟仪器是指利用计算机技术与虚拟现实技术相结合，用软件模拟实现各种实验仪器的功能，从而实现具备仪器特点和功能的虚拟环境的系统。

其核心思想是将实际仪器与计算机技术相结合，利用虚拟环境模拟实际的仪器操作和实验过程。

虚拟仪器的系统软件结构主要包括控制软件、数据处理软件、用户界面软件等。

其中，控制软件负责模拟实际仪器的控制和操作，包括仪器的开机、校准、调试、数据采集和数据输出等功能；数据处理软件用于对采集到的数据进行处理、分析和计算，提供更直观的数据结果；用户界面软件用于与用户进行交互，界面通常模拟实际仪器的外观和控制面板，用户通过界面进行操作和监控。

虚拟仪器的系统硬件结构则由多种硬件设备组成。

首先是计算机硬件，包括主机、显示器、鼠标、键盘等，在虚拟仪器系统中主要负责运行和控制虚拟仪器的软件。

其次是数据采集设备，通常包括传感器、数据采集卡等，用于采集实际环境中的物理参数，并将其转换为计算机可以识别的电信号。

另外还包括运动控制设备，如机械臂、执行器等，用于模拟实际仪器的运动和操作。

虚拟仪器的软硬件结构在实现虚拟化过程中互为依赖、相辅相成。

软件通过对硬件设备进行控制和操作，实现了对虚拟仪器的模拟；硬件设备通过传感器、执行器等与实际世界进行交互，为软件提供输入和输出的接口。

软硬件结构的集成和协同工作使得虚拟仪器在模拟实际仪器的功能和操作过程方面更加精细和真实。

虚拟仪器的应用领域非常广泛，涵盖了物理、化学、生物、医学等多个学科领域。

虚拟仪器的优势在于可以提供安全、高效、低成本的实验环境，消除了传统实验仪器的限制，使得学生和研究人员可以在虚拟环境中进行实验和模拟，加深对实验原理和操作过程的理解。

总之，虚拟仪器是一种将计算机技术与虚拟现实技术相结合的系统软硬件结构，通过软件模拟实现各种实验仪器的功能，为用户提供具备仪器特点和功能的虚拟环境。

其软硬件结构互为依赖，通过控制、采集和交互等功能，实现了对实际仪器的模拟和操作。

虚拟仪器概述

• 控制对象和显示对象在流程图和前面板中都能删除，删除时前后面板控件同时消失。
3.关于连线
• 连线是程序设计中较为复杂的问题。流程图上的每一个对象都带有自己的连线端子，连线将构成对象之间的数据通道。因为这不是几何意义上的连线，因此并非任意两个端子间都可连线，连线类似于普通程序中的变量。数据单向流动，从源端口向一个或多个目的端口流动。
具条上的运行按钮会变成一个折断的箭头，表示程序不能被执行。这时该按钮被称作错误列表。点击它，则LabVIEW弹出错误清单窗口，点击其中任何一个所列出的错误，选用Find功能，则出错的对象或端口就会变成高亮。
• 2．设置执行程序高亮
• 在LabVIEW的工具条上有一个画着灯泡的按钮，这个按钮叫做“高亮执行”按钮上。点击这个按钮使它变成高亮形式，再点击运行按钮，VI程序就以较慢的速度运行，没有被执行的代码灰色显示，执行后的代码高亮显示，并显示数据流线上的数据值。这样，你就可以根据数据的流动状态跟踪程序的执行。
• 一个对象应当是显示对象还是控制对象必须弄清楚，否则无法正确连线。有时他们的图标是相似或相同的，可以根据需要明确规定它是显示对象还是控制对象。方法是将鼠标移到图标上，然后点右键，可出现快速菜单（例见右图）。如果菜单中的第一项是Chang to Control, 说明这是一个显示对象，你可以根据需要，将其变为控制对象。如果菜单中的第一项是Chang to Indicator ,说明这是一个控制对象，你也可以根据需要，将其变为显示对象。
第一部分虚拟仪器概述
• 虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。
• 虚拟仪器主要是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。

虚拟仪器的特点和优势

虚拟仪器的特点和优势与传统仪器相比虚拟仪器具有以下3个特点。

1．不强调物理上的实现形式虚拟仪器通过软件功能来实现数据采集与控制、数据处理与分析及数据的显示这3部分的物理功能。

其充分利用计算机系统强大的数据处理能力，在基本硬件的支持下，利用软件完成数据的采集、控制、数据分析和处理以及测试结果的显示等，通过软、硬件的配合来实现传统仪器的各种功能。

2．在系统内实现软硬件资源共享虚拟仪器的最大特点是将计算机资源与仪器硬件、DSP技术相结合，在系统内共享软硬件资源。

它打破了以往由厂家定义仪器功能的模式，而变成了由用户自己定义仪器功能。

使用相同的硬件系统，通过不同的软件编程，就可实现功能完全不同的测量仪器。

3．虚拟仪器没有常规仪器的控制面板，而是利用计算机强大的除上述特点之外，与传统仪器相比，虚拟仪器还有如下几个方面的优势。

（1）虚拟仪器用户可以才艮据自己的需要灵活地定义仪器的功能，通过不同功能模块的组合可构成多种仪器，而不必受限于仪器厂商提供的特定功能。

（2）虚拟仪器将所有的仪器控制信息均集中在软件模块中，可以采用多种方式显示采集的数据、分析的结果和控制过程。

这种对关键部分的转移进一步增加了虚拟仪器的灵活性。

（3）由于虚拟仪器关键在于软件，硬件的局限性较小，因此与其他仪器设各连接比较容埸实现。

而且虚拟仪器可以方便地与网络、外设及其他应用连接，还可利用网络进行多用户数据共享。

（4）虚拟仪器可实时、直接地对数据进行编辑，也可通过计算机总线将数据传输到存储器或打印机。

这样做一方面解决了数据的传输问题，一方面充分利用了计算机的存储能力，从而使虚拟仪器具有几乎无限的数据记录容量。

（5）虚拟仪器利用计算机强大的（6）虚拟仪器价格低，而且其基于软件的体系结构还大大节省了开发和维护费用。

tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。

仅供参阅！。

虚拟仪器的特点

虚拟仪器的特点：
1、丰富和增加了传统仪器的功能。

虚拟仪器将信号分析、显示、存储、打印和其他管理集中交由计算机来处理，充分利用了计算机强大的数据处理、传输和发布能力，使得组建系统变得更加灵活简单。

2、突出“软件即仪器”的新概念。

传统仪器的某些硬件在虚拟仪器中被软件所代替，由于减少了随时间可能产生漂移，需要定期校准的分立式模拟硬件，加上标准化总线的使用，大大提高了测量精度、测量速度和可重复性。

3、仪器由用户定义。

虚拟仪器通过提供给用户组建自己仪器的可重用的源代码库，可以方便地修改仪器功能和面板，设计仪器的通信、定时和触发功能，实现与外设、网络及其他应用的连接，给了用户充分发挥自己能力和想象力的空间。

4、开放的工业标准。

虚拟仪器硬件和软件都制定了开放的工业标准，用户可以将仪器的设计、使用和管理统一到虚拟仪器标准，使资源的重复利用率提高，功能易于扩展，管理规范，生产维护和开发费用降低。

5、便于构成复杂的测试系统，经济性好。

虚拟仪器既可以作为测试仪器独立使用，又可以通过高速计算机网络构成复杂的分布式测试系统，进行远程测试、监控与故障诊断。

此外，用基于软件体系结构的虚拟仪器代替硬件体系结构的传统仪器，还可以大大节约仪器购买和维护费用。