虚拟仪器(哈工大)第一章 自动测试技术与虚拟仪器概述
虚拟仪器概述
据“国际自动化仪表”杂志1999年预测：到21世纪前十年，全世界将有 50%的仪器仪表为虚拟仪器，其生产厂家将超过千家，产品将达到数千种。 市场占有率将达到电测仪器仪表的50%以上。
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虚拟仪器概述
1.1 虚拟仪器的概念
传统仪器 厂商定义功能
虚拟仪器 用户定义功能
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虚拟仪器概述
仪器技术的发展过程
虚拟仪器是在计算机上显示传统仪器面板，它将 硬件电路完成的信号调理和处理功能由计算机程序完 成。
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框图窗口 前面板窗口
图标
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虚拟仪器概述
控件选板
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虚拟仪器概述
控件选板
n 控件选板在前面板显示，它包含创建前面板 时可用的全部对象。控件选板中的基本常用 控件可以以现代（modern）、经典 （classic）和系统（system）三种风格显 示。
n 当鼠标移到某个对象或函数上时，上下 文帮助窗口就会显示相应的帮助信息。
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联机帮助文档
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虚拟仪器概述
联机帮助文档
n 当单击Context Help窗口中Detailed help会弹出相应的完整的帮助信息。这 是一个Windows标准风格的帮助窗口， 包含了LabVIEW全部的帮助信息。
虚拟仪器第一章
第1章主要内容机 械 学 院 王 见 vi@ 机 械 学 院 王 见 vi@ 机 械 学 院 王 见 vi@ 虚拟仪器系统基础1.1仪器仪表的发展进程虚拟仪器(Virtual Instrument，简称VI)是日益发展的计算机硬 、软件和总线技术在向其它相关技术领域密集渗透的过程中，与测 试技术、仪器仪表技术密切结合共同孕育出的一项全新的成果。
20 世纪中期，美国国家仪器公司（National Instruments Corporation 简称NI）首先提出了虚拟仪器的概念，认为虚拟仪器是由计算机硬 件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通讯及图形用户界 面的软件组成的测控系统，是一种由计算机操纵的模块化仪器系统 。
如果再作进一步说明，那么虚拟仪器是一种以计算机作为仪器统 一硬件平台，充分利用计算机独具的运算、存储、回放、调用、显 示以及文件管理等基本智能化功能，与传统仪器的专业化功能和软 件化的面板控件结合起来融为一体，这样便构成了一台从外观到功 能都完全与传统硬件仪器一致，同时又充分享用计算机智能资源的 全新的仪器系统。
由于仪器的专业化功能和面板控件都是由软件形 成，因此国际上把这类新型的仪器称为“虚拟仪器”。
有的资料上甚 至直接将虚拟仪器这种形式称为“软件即仪器”。
仪器仪表的发展进程与虚拟仪器机 械 学 院 王 见虚拟仪器的概念 虚拟仪器的软件系统 虚拟仪器的开发系统 虚拟仪器总线系统vi@1.2 虚拟仪器基本概念虚拟仪器的实质是利用I/O接口设备完成信 号的采集与传输，利用计算机强大的软件功能机 械 学 院 王 见 vi@1.2.1 虚拟仪器基本概念“虚拟”二字主要包括以下两方面的含义。
完成信号的运算、分析与存储，利用计算机显 示器模拟传统仪器的控制面板，并以多种形式 表达输出测试结果。
仪器面板是虚拟的 仪器功能由软件编程来实现1.2.2虚拟仪器的构成1.2.2.1 基于PC机平台的虚拟仪器 基于PC机的虚拟仪器的基本构成如下图所示。
虚拟仪器概述
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范例查找器
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范例查找器
LabVIEW提供了大量的范例，这些范例 几乎包含了LabVIEW所有功能的应用实 例，并提供了大量的综合应用实例。
在菜单栏中选择Help->Find Examples 选项可以打开范例查找器。
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编辑前面板
Control Panel
STOP
Conditioning
DISPL AND
CONTR
A/D
TI/O Timing
D ROM
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仪器技术的发展过程
虚拟仪器是在计算机上显示传统仪器面板，它 将硬件电路完成的信号调理和处理功能由计算机程 序完成。
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仪器技术的发展过程
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实时上下文帮助窗口
显示VI 路径
锁定上下 文相关帮 助
更多帮助 信息
单击此处访问 更详细的联机 帮助
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实时上下文帮助窗口
选择菜单栏中Help->Show Context Help选项或按下Ctrl+H，就会弹出 Context Help窗口。
当鼠标移到某个对象或函数上时，上下 文帮助窗口就会显示相应的帮助信息。
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1.2 什么是LabVIEW?
LabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument），即虚拟仪器。
LabVIEW的核心概念就是“软件即是仪 器”，即虚拟仪器的概念。
虚拟仪器
对虚拟仪器的认识院系：电子信息工程学院级别：2010级班级：测控技术与仪器1班姓名：刘旻学号：20101527121日期：2013年12月15日1．测量测试技术与虚拟仪器测试与测量是人类认识客观世界的最基本方法。
仪器是实现测试与测量的工具。
种类繁多的各种仪器仪表, 已经历了传统仪器阶段和虚拟仪器阶段。
传统仪器的缺点是灵活性差, 没有摆脱独立使用、手动操作的模式, 难以胜任复杂的多参数、多任务的测试要求。
随着科学技术的发展, 传统的仪器已经不适应快速、复杂的多参数的测试与测量, 迫切要求测试、测量技术不断改进与完善。
由于微型计算机技术、超大规模集成电路的飞速发展, 仪器的功能和组成也发生了质的变化。
计算机处于核心地位, 计算机软件技术和测试仪器更紧密结合成了一个有机整体, 仪器的结构概念和设计观点等都发生了突破性的变化。
在上述的背景下, 20 世纪80年代中期, 美国NI 公司提出了全新概念的仪器——虚拟仪器。
2．虚拟仪器的基本概念虚拟仪器是现代计算机技术和仪器技术深层次结合的产物。
虚拟仪器充分利用了计算机的运算、存储、运算、回放显示及文件管理等智能化功能, 同时把传统仪器的专业化功能和面板控件软件化, 使之与计算机结合构成一台功能完全与传统硬件仪器相同, 同时又充分享用了计算机软硬件资源的全新的虚拟仪器系统。
虚拟仪器的虚拟二字主要体现在如下两个方面。
(1) 虚拟仪器的面板是虚拟的虚拟仪器的各种面板和面板上的各种控件是由软件来实现的。
用户通过对键盘或鼠标来对控件操作, 从而完成对仪器的操作控制。
(2) 虚拟仪器的测试功能是由软件来控制硬件实现的与传统仪器相比, 虚拟仪器的最大特点是其功能由软件定义, 可以由用户根据应用需要进行软件的编写, 选择不同的应用软件就可以形成不同的虚拟仪器。
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量设备来满足完整的测试需求，而连接和集成这些不同设备总是要耗费大量的时间。
虚拟仪器设计.pptx
➢ （5）因此，软件是虚拟仪器的核心，NI 提出“软件即 仪器”（The software is the instrument）。
第6页
《虚拟仪器技术》
➢ 与传统仪器相比，虚拟仪器技术特点： ➢ （1）功能强、性价比高、开放性（可扩充性）好；
✓ 充分利用计算机丰富的软硬资源。 ✓ 仪器功能可通过软件灵活设计（基于相同的硬件，
通过软件设计可实现不同的虚拟仪器）。 ✓ 仪器升级方便，性价比高（一机多用）。 ✓ 基于计算机网络技术，可实现“网络化虚拟仪器”。 ➢ （2）操作方便； ✓ 通过图形用户界面（GUI）操作虚拟仪器面板。 ➢ （3）硬件模块化、系列化； ✓ 基于仪器总线技术，设计出模块化、系列化硬件。
第四代仪器系统 虚拟仪器
模拟式自动测试系统 第一代测试系统 第二代测试系统 第三代测试系统
数字化
标准化
模块化
扫描 测试系统
专用 测试系统
GPIB 仪器系统
模块化 仪器系统
及系统
软件仪器自定义 型
特定设计专用型 台式仪器积木型 模块仪器集成型
第9页
《虚拟仪器技术》
（2）仪器与自动测试系统总线技术
➢ 总线（bus）：信号或信息传输的公共路径。
Vi 输入电路
D
RAM
控制系统
《虚拟仪器技术》
PC机
第3页
➢ 虚拟数字电压表
➢ 基于虚拟仪器的 温度检测与控制
《虚拟仪器技术》
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
虚拟仪器技术
计算机科学与技术系/ zjtcm
完美的集成 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。 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， 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 量设备来满足完整的测试需求， 量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 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， I/O设备提供了标准的接口 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、运动和分布式I/O等等， I/O等等 据采集、视觉、运动和分布式I/O等等，帮助用户轻松地将 多个测量设备集成到单个系统，减少了任务的复杂性。 多个测量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， 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， 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 NI的结构可以使开发者们快速创建测试系统 的结构可以使开发者们快速创建测试系统， 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。 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，您的系统可以更具竞争性， 架带来的好处，您的系统可以更具竞争性，因为您可以更高 效地设计和测试高质量的产品， 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 。
Graphical User Interface Hardcopy Output File I/O
计算机科学与技术系/ zjtcm
Virtual Instrumentation-Computer Bascm
第1章 虚拟仪器概述
第20页
《虚拟仪器技术》
（1）基于PC总线的虚拟仪器 内置PC总线（如ISA、PCI、PC/104）的通用数据采 集卡 （DAQ，Data AcQuisition）。 （2）基于GPIB通用接口总线的虚拟仪器 国际标准（IEEE488.1和IEEE488.2），技术成熟； 但其数据传输速度一般低于500Kb/s，对测试速度要求 很高的场合不太适用。 （3）基于VXl总线的虚拟仪器 具有模块化、系列化、通用化、“即插即用”及VXI 仪器的互换性和互操作性。 但价格相对较高，适合于高端的测试领域。 （4）基于PXI总线的虚拟仪器 兼容PCI总线产品。 集CompactPCI的高性能和VXI可靠性，性价比最好。
第10页
《虚拟仪器技术》
通过总线技术，可实现： 模块化硬件设计； 标准化；
便于生产、维护（维修）、升级；
较好的经济性。
第11页
《虚拟仪器技术》
仪器与自动测试系统几种常用总线的比较
摘自：Evaluating PXI and VXI Platforms for your Measurement and Automation Needs，NI
（5）因此，软件是虚拟仪器的核心，NI 提出“软件 即仪器”（The software is the instrument）。
第6页
《虚拟仪器技术》
与传统仪器相比，虚拟仪器技术特点：
（1）功能强、性价比高、开放性（可扩充性）好； 充分利用计算机丰富的软硬资源。
仪器功能可通过软件灵活设计（基于相同的硬件， 通过软件设计可实现不同的虚拟仪器）。
3. 虚拟仪器通用硬件平台的构成形式
通常为带有某种标准总线接口的各种测试设备（分立式 或模块式仪器），主要有PC总线的数据采集模块（PCDAQ）、GPIB总线仪器、VXI总线仪器模块、PXI总 线仪器模块、RS-232串口、USB接口仪器等类型，或多 种类型的组合。
虚拟仪器概述60534
主控计算机
三、虚拟仪器特点
– 功能强、性价比高、开放性（可扩充性）好； • 充分利用计算机丰富的软硬资源。 • 仪器功能可通过软件灵活设计（基于相同的硬件， 通过软件设计可实现不同的虚拟仪器）。 • 仪器升级方便，性价比高（一机多用）。 • 基于计算机网络技术，可实现“网络化虚拟仪器”。
– 操作方便； • 通过图形用户界面（GUI）操作虚拟仪器面板。
AND C ONTR OL
礟
PROCESSOR BUS
M 礟
MEMORY
D/A
488 P
DI
一、虚拟仪器概念
仪器主要特征
• 利用丰富的计算机资源 – 处理器、内存、硬盘、显示器
• 结合仪器硬件的测量和控制功能 – 各种总线形式（GPIB\VXI\PXI\LXI…）
• 通过软件实现数据的分析处理、表达显示 – VPP\VISA\DAQ\IVI\VB\VC\LabVIEW\CVI
通过软件实现数据的分析处理表达显示vppvisadaqivivbvclabviewcvi硬件为基础软件为核心仪器功能仪器面板可定义虚拟仪器主要特征htpxi3730任意波形发生器软面板htpxi4484同步数据采集卡软面板htpxi4442高速数据采集卡软面板虚拟仪器举例1电子测量仪器electronicinstruments及自动测试系统automatictestsystemats的发展仪器与自动测试系统总线技术的发展第一代测试系统模拟仪器第一代电子仪器数字仪器智能仪器个人仪器数字化计算机化模块化第二代电子仪器第三代电子仪器第四代电子仪器虚拟仪器及系统第四代仪器系统软件仪器自定义仪器模块嵌入计算机中计算机嵌入到仪器中扫描测试系统专用测试系统gpib仪器系统模块化仪器系统数字化标准化模块化第二代测试系统第三代测试系统模拟式自动测试系统特定设计专用型台式仪器积木型模块仪器集成型虚拟仪器形成背景2仪器与自动测试系统总线技术的发展片内总线
虚拟仪器
虚拟仪器应用程序 （软面板、各种功能模块）数据采集通信接口 Nhomakorabea信号处理
操作系统 VISA库 DAQ I/O库
虚 硬件（显示器与旋钮） 拟 仪 器 软 结果表达 件 结 构 与仪器控制
虚拟仪器
硬件（电子线路）
仪器接口
计算机软件（算法）
计算机
仪器接口 仪器接口
计算机硬件
仪器接口
虚拟仪器 （显示器与虚拟旋钮） 硬件结构
2. LabVIEW LabVIEW 是实验室虚拟仪器平台（Laboratory Virtual instru-ment Engeneering Workbench） 的简称, 也是目前应用最广、发展最快、功能最 强的图形化软件开发集成环境。 LabVIEW的产生来源于NI公司的创始人特鲁查 德博士的创新设想：能否为财务人员设计的电子 表格软件一样，为广大测试工程师和科技人员开 发一个基于数据流图来设计程序的工具软件。经 过几年的研究，在20世纪80年代中期，首次提出 测试软件由多层虚拟
• 虚拟仪器（Virtual Instrument，VI）构成的新 概念。一个VI可以由更底层的多个VI组成。底层 VI代表了最基本的计算、I/O操作与界面设计功能， 各层VI有相同的结构形式，每个VI都有用户接口 组件。
虚拟仪器模型、图形界面和结构化数据流程图 编程是LabVIEW的三大核心技术。1990年，结构化 数据流程图和虚拟仪器面板获得两项美国专利。 作为编写程序的语言，除了编程方式不同， LabVIEW具备编程语言的所有特点，因此被称为G 语言。
软件就是仪器
——虚拟仪器技术
一、什么是虚拟仪器
所谓“虚拟仪器”，就是在通用计算机上，用 借助于计算机和数据采集模块通过软件设计能 通用接口总线连接硬件数据采集或控制模块，通 够实现真实仪器的测量功能，但确不是一个实在 过软件编程控制硬件模块进行控制或测量，并利 在的、有模有样的真实的测量仪器。 用软件实现仪器的测量和分析功能。
第一章虚拟仪器简介(1)
图 标
名称
功
能
Operate
用于操作前面板的控制和显示。使用
１
Value （ 操 它向数字或字符串控制中键入值时，
作值）
工具会变成标签工具
２
Position/S 用于选择、移动或改变对象的大 ize/Select 小。当它用于改变对象的连框大
（选择） 小时，会变成相应形状。
w LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232、 和RS-485、USB2.0 、PCI、PXI、PCMCIA 协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它 还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标 准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。
第一章虚拟仪器简介(1)
w 图形化的程序语言，又称为“Ｇ”语言。使用这种语
可以启动和停止工作。
w 前面板是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板，这 一界面上有用户输入和显示输出两类对象，具体表现有 开关、旋钮、图形以及其他控制（control）和显示对 象（indicator）。
w 显然，并非简单地画两个控件就可以运行，在前面板后 还有一个与之配套的流程图。
第一章虚拟仪器简介(1)
w 如果将VI与标准仪器相比较，那么前面板上的东西就是 仪器面板上的东西，而流程图上的东西相当于仪器箱内 的东西。在许多情况下，使用VI可以仿真标准仪器，不 仅在屏幕上出现一个惟妙惟肖的标准仪器面板，而且其 功能也与标准仪器相差无几。
第一章虚拟仪器简介(1)
三、LabVIEW的操作模板
包括工具（Tools）模板、控制（Controls）模 板和函数（Functions）模板。
w 工具模板（Tools Palette）
第一章虚拟仪器概述
信号调理
DAQ 卡
GPIB 接口仪器
GPIB 接口卡
计
测
算
控
VXI/PXI 接口模块
机
对
软
象
串行口仪器/PLC
件
系 现场总线设备
统
其他计算机硬件板卡
硬件的主要功能：是获取真实世界中的被 测信号。
(采集、传输、存储处理和输入/输出等)
按照测控功能硬件的不同，VI可分为 GPIB、VXI、PXI、DAQ和LXI等标准体系结 构。
美国国家仪器公司(National Instruments Corp. 简称NI)于1986年提出。
概念：虚拟仪器是指在以通用计算机为核心的 硬件平台上，由用户自己设计定义，具有虚拟 的操作面板，测试功能由测试软件来实现的一 种计算机仪器系统。
虚拟仪器一词中“虚拟”有以下两方面的含义：
（1）虚拟仪器面板； （2）由软件编程来实现仪器的功能。
虚拟仪器1
1． 仪器 仪表发展的四个阶段 划分
第四代：智能仪器 以 微电子技术 微处理器（单片机） 的普及发展，产 生以微处理器为核心的第四代仪器—— 智能式仪器的迅速普及 特点： 既能进行自动测试，又是有一 定的数据处理功能，称智能化
测量单元
ADC
操作键盘控制
波测信号
标准I/O 接口
结果输出 显示
“软件完成仪器功能”
3 虚拟仪器的特点
3）仪器的功能是用户根据需要由软件 来定义的，而不是事先由厂家定义好的。
“仪器功能用户定义”
3 虚拟仪器的特点
4）仪器的性能改进和功能都是只需相 关软件设计更新，而不需购买新的仪器。
“仪器改进只需软件更新”
3 虚拟仪器的特点
5）研制周期较传统仪器大为缩缺
2、 目前 （也称第五代） 虚拟 仪器时代
2、 目前 （也称第五代） 虚拟仪器时代 八十年代以来（ 1987年） 计算机技术 普及，用PC 机来开发新一代的自动测试 仪器，或自动测试系统——PC测量系统， PC 仪器（ 也成为虚拟仪器）（Personal instrument/ Personal instrumentation system） Vertual Instr.
4 虚拟仪器应用的一个实例：
4 虚拟仪器应用的一个实例： 通过下面一个实例，应用虚拟仪器系统 来说明上述虚拟仪器的特点和优势，建 立一个虚拟仪器应用完整概念。
液压装置动态特性测试：
4 虚拟仪器应用的一个实例：
输入量 1） 原理： 一个液压位置伺服装置，通 过跟踪测量系统 的（输入量、输出量） 提取信息 分析出系统的 （时域 频域 ）特性
6.1 虚拟仪器概述
工程振动测试技术在前面介绍的仪器相对虚拟仪器来说一般称为物理仪器，独立的物理仪器（滤波器、信号发生器等），在出厂时就被厂家限定了功能，其功能对这台仪器来说都是不能更换的。
虚拟仪器主要是通过计算机语言编程在计算机上实现测试仪器功能的软件，它是利用数字信号分析中的基本原理，运用图形化语言编制的软件（虚拟仪器），是目前实验测试手段发展的一个主要方向之一。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）虚拟仪器的起源在20世纪70年代，那时就提出了虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）的概念。
近年来计算机技术高速发展，数据采集和分析处理技术迅速发展，使得计算机数据采集分析变得比较容易。
由于具有价格优势和升级更新优势。
所以在振动测试领域逐步取代物理仪器。
近年来，图形化编程语言得到了迅速发展，使得计算机编程更加简单。
图形化编程语言一般是为虚拟仪器使用的模块化语言。
只需将各个图标连在一起创建各种流程图表，即可完成虚拟仪器程序的开发。
在普通计算机上，即可实现虚拟仪器编程。
虚拟仪器的组成虚拟仪器是在计算机的基础上，增加相关硬件和软件就可构建而成。
虚拟仪器组成框图一、模块化的I/O硬件硬件是虚拟仪器的基础，虚拟仪器的硬件平台主要包括计算机和I/O接口设备两大部分。
I/O设备主要包括数据采集设备、输出控制设备，也包括机械插件、插槽、电缆等。
二、高效的软件软件是虚拟仪器的核心，可实现数据采集、分析、处理、显示等功能，用户可通过虚拟仪器操作面板实现对仪器设备的控制和应用。
计算机编程语言有许多种，近年来，图形化编程语言得到了迅速发展，使得计算机编程更加容易简单。
图形化编程语言就是用计算机编程语言编制的子程序，然后用图形化来表示，就像windows系统面板一样，便于应用时调用。
进入这个开发环境，只要调出几个图标，连上线，就构成一台虚拟仪器。
下面以DasyLab为例进行介绍。
DasyLab是一个Windows操作系统下的数据采集、过程控制和分析系统，它可以利用Windows提供的全部功能和图形接口。
简述虚拟仪器
简述虚拟仪器一、虚拟仪器1.1虚拟仪器的发展近年来，虚拟仪器技术在国际上发展非常迅速。
这要归功于虚拟现实技术的发展，该技术虚拟化仪器模式——虚拟仪器，特别适用于当今越来越复杂的测试需求。
虚拟仪器技术突破了传统电子仪器以硬件为主体的模式，将日益普及的计算机技术与传统的仪器仪表技术结合起来，使用户利用计算机、一组软件和极少的必需硬件，就可在屏幕上虚拟出与传统仪器相似的显示面板，使用者通过鼠标和键盘操纵面板上的虚拟按钮、开关、旋钮来实现传统仪器的各种功能操作，通过面板上的虚拟显示屏、数码显示器和指示灯了解仪器的状态读取或打印测量结果，方便灵活地完成对被测试测量的采集、分析、判断、显示及数据存储等。
1.2虚拟仪器的概述虚拟仪器就是以计算机作为仪器统一的硬件平台，充分利用计算机的运算、存储、回放、调用、显示及文件管理等智能化功能，同时把传统仪器的专业化功能和面板控件软件化，使之与计算机结合构成一台从外观到功能都完全与传统硬件仪器相同，同时又充分享用了计算机智能资源的全新仪器系统。
1.3虚拟仪器的特点（1）智能化程度高，处理能力强虚拟仪器的处理能力和智能化程度主要取决于仪器软件水平。
用户完全可以根据实际应用需求，将先进的信号处理算法、人工智能技术和专家系统应用于仪器设计与集成，从而将智能仪器水平提高到一个新的层次。
（2）．复用性强，系统费用低应用虚拟仪器思想，用相同的基本硬件可构造多种不同功能的测试分析仪器，如同一个高速数字采样器，可设计出数字示波器、逻辑分析仪、计数器等多种仪器。
这样形成的测试仪器系统功能更灵活、更高效、更开放、系统费用更低。
通过与计算机网络连接，还可实现虚拟仪器的分布式共享，更好地发挥仪器的使用价值。
（3）. 可操作性强，易用灵活虚拟仪器面板可由用户定义，针对不同应用可以设计不同的操作显示界面。
使用计算机的多媒体处理能力可以使仪器操作变得更加直观、简便、易于理解，测量结果可以直接进入数据库系统或通过网络发送。
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ATS的三大发展阶段 ATS的三大发展阶段
20世纪60年代，以数据采集系统为主的 第一代测试系统。 20世纪70年代，以标准总线的出现为标 志的第二代自动测试系统。其中最具代 表的两种CAMAC（Computer Aided Measurement And Control）和GPIB (General Purpose Interface Bus)总线系统 20世纪80年代中期，虚拟仪器的出现。
虚拟仪器系统
2.2 虚拟仪器的基本功能
信号调理与采集功能 SCXI(Signal Conditioning eXtensions for Instruments) DAQ(Date AcQuisition) 数据分析和处理功能 参数设置和结果表达
2.3虚拟仪器的构成 2.3虚拟仪器的构成
通用仪器硬件平台(简称硬件平 台) 应用软件
测试技术包括四部分
测量原理 测量所依据的物理原理 测量方法 依据原理完成测量的具体方 式。 测量系统 完成具体测量任务的各种仪器 仪表所构成的实际系统 数据处理 测量的精度和可信度在很大 程度上与数据处理密切相 关。
1.2 自动测试系统
定义 ：把以计算机为核心，能够在程序 控制下，自动完成特定测试任务的仪器 系统称为自动测试系统（Automatic Test System, ATS）。
2.1 什么是虚拟仪器 什么是虚拟仪器
所谓虚拟仪器, 即是以计算机为基础 , 配以相应测试功能的硬件作为信号输入 输出的接口, 完成信号的采集、测量与 调理,从而完成各种测试功能的一种计算 机化仪器系统。
仪器概念的转换
虚拟仪器概念理解
虚拟的仪器面板。 由软件编程来实现仪器功能。虚拟仪器Fra bibliotek传统仪器的比较
虚拟仪器( vi ) 传统仪器 硬件是关键 软件是核心 软件使得开发与维护费 开发与维护开销高 用降至最低 技术更新周期短（1~2年） 技术更新周期长 用户自定义仪器功能 厂商定义仪器功能 开放、灵活可与计算机 封闭固定 同步发展 与网络及其它周边设备 功能单一、互联有限的 方便互联的面向应用的 独立设备 系统
1.1 测试技术的发展
测量和测试是人们描述对客观事物认识 过程的两个基本术语。 测量是人们认识客观世界最基本的方法。 测量的过程就是把待测量直接或间接地 与另一类已知量进行比较，用已知量作 为计量单位，求得待测量的过程。 测试一般泛指生产和科学试验中经常进 行的满足一定精度要求的试验性测量过 程。
虚拟仪器软件开发平台 虚拟仪器软件开发平台
基于文本式编程语言开发工具 VC++,VB,C++Build,LabWindows/CVI， Delphi等。 基于图形化编程语言开发工具 : LabVIEW（NI 公司） HP VEE （HP 公司）
2.4 虚拟仪器的发展方向
网络技术应用到虚拟仪器领域中是虚拟仪器发 展的大趋势。 展的大趋势。 网络化虚拟仪器特征：是将虚拟仪器、 网络化虚拟仪器特征：是将虚拟仪器、外部设 被测试点以及数据库等资源纳入网络, 备、被测试点以及数据库等资源纳入网络, 实 现资源共享, 共同完成测试任务。 现资源共享, 共同完成测试任务。 网络化虚拟仪器适合异地或远程控制、 网络化虚拟仪器适合异地或远程控制、数据采 故障监测、报警等 集、故障监测、报警等。
1.3 仪器技术的发展
仪器是人类认识世界的基本工具，也是 信息社会人们获取信息的主要手动之一。 仪器的发展经历了四个阶段： 模拟仪器 数字化仪器 智能仪器 虚拟仪器。
仪器技术的发展方向
智能化 虚拟化 网络化 小型化
2 虚拟仪器概述
2.1 2.2 2.3 2.4 什么是虚拟仪器 虚拟仪器的基本功能 虚拟仪器的构成 虚拟仪器的发展方向
虚拟仪器的构成方式 虚拟仪器的构成方式
I/O接口设备 PC-DAQ板
GPIB仪器 测 控 对 象 计 算 机
串口仪器
VXI模块
PXI模块
虚拟仪器的软件
1．应用程序（包含两方面功能的程序） : 实现虚拟面板功能的软件程序 ； 定义测试功能的流程图软件程序。 2．I/O 接口仪器驱动程序：完成特定外部 硬件设备的扩展、驱动与通信。
本章小结
测试技术及其仪器发展的状况及方向 虚拟仪器的概念及基本特点 虚拟仪器的构成
课程名称：虚拟仪器技术 选用教材: 电子工业出版社 《LabVIEW7实用教程》
推荐教材
1、LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计 清华大学出版社 2、LabVIEW7 EXPRESS 使用技术教程 中国铁道出版社
第一章
虚拟仪器概述
1 测试与仪器 2 虚拟仪器概述 3 小结
1 测试与仪器
1.1 测试技术的发展 1.2 自动测试系统 1.3 仪器技术的发展