虚拟网络化测控仪器技术分析
虚拟仪器技术分析与设计
STOP
Conditioning A/D
TI/O Timing
ROM
DISPLAY
AND C ONTR OL
礟
PROCESSOR BUS 礟Math
Hale Waihona Puke MEMORYD/A488 PORT
DI/O
虚拟仪器 用户定义功能
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1.2 虚拟仪器的组成
• 虚拟仪器的组成包括 ： 硬件 软件
两个基本要素
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这些报告是由下而上内容不断浓缩的(见图18-3)。
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图18-2
多
决策委员会 业主
项目 报告
项目领导
项目报告
子项目领导 分包商
按子项目、承包商
工程小组
按单位工程、技术
部门、专业领域、工程种类
详细资料、按工作包、成本项目
图18-2
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图18-3
子项1报告 概 况 进成质 度 本 量…
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1.1 虚拟仪器的基本概念
Virtual Instrument，VI 什么是虚拟仪器?
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。
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虚拟仪器概念的理解
插入
仪器卡
软面板
计算机
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1．信息载体通常有： (l)纸张，如各种图纸、各种说明书、合同、信件、表格等； (2)磁盘、磁带，以及其他电子文件； (3)照片，微型胶片， X光片； (4)其它，如录相带、电视唱片、光盘等；
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虚拟仪器技术简介
虚拟仪器的发展方向
• 虚拟仪器的标准化、模块化、网络化。 • 网络技术应பைடு நூலகம்到虚拟仪器领域中是虚拟 仪器发展的大趋势。 • 21世纪的仪器应具有参与性。 • 21世纪的仪器应最大限度实现绿色化。
虚拟仪器的应用领域
• • • • • 应用于生产检测 应用于研究和分析 应用于过程控制和工业自动化 应用于机器监控 图象处理（机械视觉技术）
虚拟仪器的特点
（1）硬件标准化模块化，强调“软件即仪器”的 新概念。 （2）系统集成化，打破了传统仪器小而全的现状。 （3）仪器自定义，便于工作和管理。 （4）程序设计图形化（G语言），计算可视化。 （5）内嵌丰富的数据信号处理功能 （6） 基于计算机网络技术和接口技术，利用虚拟 仪器技术可方便地实现测量、控制过程的网络化。
本书的结构
• 第1-2章：Labview 入门，前面板和程序框图设计方法，这是 Labview编程最基本技能。 • 第3章：程序结构 • 第4章： 数组、簇、波形 • 第5章：图形控件和图形数据显示 • 第6章：Express VI • 第7章：字符串和数据文件 • 第8章：硬件内容：数据采集及信号调理 • 第9章：数据分析与处理 第10章：动态程序控制 • 第11-20章：专题内容： • 第11章：仪器控制、 • 第15章：频率测量 • 第19章：网络应用
模拟仪器->数字化仪器->智能仪器; 单台仪器->层叠式仪器系统阶段 从80年代进入虚拟仪器系统时代, 虚拟仪器技术是21世纪仪器的发展方向！ 虚拟仪器将在许多品种和领域内逐步取代 传统硬件仪器，使成千上万种传统仪器演 变为计算机软件！
The Software is The Instrument!
虚拟仪器的构成及分类
测控技术与仪器的发展及特点分析
测控技术与仪器的发展及特点分析测控技术是一门现代高科技技术，随着物联网、人工智能和大数据技术的发展和普及，其应用领域不断扩大。
测控技术可应用于各领域的自动化、智能化和信息化，实现全过程的监测、控制、检测、调节和反馈，为工业制造、医疗保健、航空航天、环境监测、军事防卫等领域提供全方位支持。
测控技术的发展经历了几个阶段。
最初的测量技术主要是机械式的、手工式的，如手工测量仪器、游标卡尺、千分尺等。
20世纪60年代，电子技术的发展，仪器和测控系统开始电气化。
数字技术和微处理器技术的应用，使得仪器和测量系统变得更加智能化和高效化，例如：智能测距仪、数字多用表。
21世纪，物联网技术的出现，为测控技术带来了新的发展机遇。
现在，测控技术已经可以融合多种技术，如传感器技术、无线通信技术和云计算技术，形成新的智能传感测控系统。
测控技术的特点有以下几个方面：一、自动化特点。
随着自动化水平的不断提高，测控技术已经可以实现自动化控制、自动化调节、自动化检测和自动化反馈。
通过智能化传感器、智能化测量仪器和智能化监测系统，可以实现工业生产的自动化管理和控制。
二、多功能特点。
现代测控技术已经可以实现多种功能，不仅可以进行测量、监测、调节，同时还能实现多种检测方法和数据分析技术，如模糊控制技术、神经网络技术和图像处理技术等，可应对复杂的工艺、环境和设备状态要求。
三、高精度特点。
随着技术的不断进步，测控技术的精度和准确性不断提高，现代测量设备的测量精度已经可以达到亚微米级别。
高精度仪器的出现和使用，为实现高质量和高可靠性的生产提供了坚实的保障，且在新材料、生物医学等领域有重要应用。
四、信息化特点。
现代测控技术可以与计算机网络相连接，实现信息共享和远程监测，通过各种传感器对物体环境进行采集和处理，生成海量数据，利用大数据技术进行分析和研究，在科学研究、资源管理、环保监测等方面具有重要作用。
总之，测控技术的发展和应用为工业制造、医疗保健、环境监测、国土安全、军事防卫等领域带来了新的机遇和挑战，同时推动着精确度、稳定性、多样性、高效性和智能化的综合提升，加速了技术创新和产业升级的进程。
测控技术与仪器的发展及特点分析
测控技术与仪器的发展及特点分析测控技术与仪器是现代科技领域中一个重要的分支，其在各个领域中都占据着不可或缺的地位。
测控技术与仪器的发展与特点分析，对于我们更加深入地了解其优缺点，从而更好地应用于现代生产和工程设计中，具有着重要意义。
随着科技的不断进步和社会的不断发展，测控技术与仪器得到了迅速的发展。
从人工实验到计算机控制的自动化实验，再到从传统模拟信号到数字信号处理，测控技术与仪器的发展趋势不断向着精度、速度、自动化等方向不断发展。
现代测控技术与仪器发展的主要特点如下：1.自动化程度高现代测控技术与仪器为实验提供了强大的辅助和控制能力，自动控制能够消除控制参数频繁调整的繁琐和错误，提高实验的准确性和可靠性。
同时，自动控制也可以使实验过程无需人工干预，自动采集和处理数据，提高工作效率和工作效益。
2.精度高测控技术与仪器的精度是医学、工程、科研等领域的重要性能指标。
现代测量技术和仪器随着计算机、传感器等技术的不断发展，其精度的提高也在不断提高。
3.多样性随着物理、化学、生物、环境等相关学科的不断发展，逐渐形成了多种测控技术与仪器，例如，光学测量技术、力学测试技术、化学测试技术、生物测试技术等。
4.集成化现代测量技术与仪器采用数字化、集成化设计，并且将计算机技术和信号处理技术应用于测量仪器中，在提高仪器精度的同时，实现了数据的实时监控和处理。
5.网络化现代测控技术与仪器已经向着网络化、智能化方向快速发展。
通过网络连接，能够使多个仪器之间互相协作，实现数据的共享和实时监控。
二、测控技术与仪器的研究方向1.高速测量技术研究目前，随着科学研究和产业快速发展的需求，高速测量技术逐渐显示出其重要作用。
高速测量技术研究的关键在于提高测量速度和精度。
传统的测量技术相对于非接触式测量技术来说，其测量精度和效率都有局限性，不适用于一些特殊材料的测量。
因此，非接触式测量技术研究引起了广泛的关注。
3.智能化测量技术随着传感器技术、计算机技术、虚拟仪器技术和智能化健康监测技术的发展，智能化测量技术在医疗、生物和环境等领域的应用逐渐成为热点研究领域。
9.1 虚拟仪器技术概述
第八章虚拟仪器设计8.1 虚拟仪器技术随着计算机技术的高度发展，传统仪器开始向计算机化的方向发展。
虚拟仪器是20世纪90年代提出的概念，是现代计算机技术、仪器技术及其它新技术完美结合的产物。
虚拟仪器的提出与发展，标志着21世纪自动测试与电子测量仪器技术发展的一个重要方向。
8.1.1 虚拟仪器的概念传统仪器一般是一台独立的装置，从外观上看，它一般由操作面板、信号输入端口、检测结果输出这几个部分组成。
操作面板上一般有一些开关、按钮、旋钮等。
检测结果的输出方式有数字显示、指针式表头显示、图形显示及打印输出等。
从功能方面分析，传统仪器可分为信号的采集与控制、信号的分析与处理、结果的表达与输出这几个部分。
传统仪器的功能都是通过硬件电路或固化软件实现的，而且由仪器生产厂家给定，其功能和规模一般都是固定的，用户无法随意改变其结构和功能。
传统仪器大都是一个封闭的系统，与其它设备的连接受到限制。
另外，传统仪器价格昂贵，技术更新慢（周期为5至10年），开发费用高。
随着计算机技术、微电子技术和大规模集成电路技术的发展，出现了数字化仪器和智能仪器。
尽管如此，传统仪器还是没有摆脱独立使用和手动操作的模式，在较为复杂的应用场合或测试参数较多的情况下，使用起来就不太方便。
由于以上这些原因，使传统仪器很难适应信息时代对仪器的需求。
那么如何解决这个问题呢？可以设想，在必要的数据采集硬件和通用计算机支持下，通过软件来实现仪器的部分或全部功能，这就是设计虚拟仪器的核心思想。
所谓虚拟仪器，就是在通用的计算机平台上定义和设计仪器的功能，用户操作计算机的同时就是在使用一台专门的电子仪器。
虚拟仪器以计算机为核心，充分利用计算机强大的图形界面和数据处理能力，提供对测量数据的分析和显示功能。
随着计算机技术的快速发展、CPU处理能力的增强、总线吞吐能力的提高以及显示技术的进步，人们逐渐意识到，可以把仪器的信号分析和处理、结果的表达与输出功能转移给计算机来完成。
测控技术与仪器的发展及特点分析
测控技术与仪器的发展及特点分析测控技术与仪器是现代科学技术的重要组成部分，它们的发展经历了多个阶段，并呈现出了一些特点。
本文将对测控技术与仪器的发展及特点进行分析。
测控技术与仪器的发展可以追溯到古代时期，例如古代的天文观测仪器和地震仪器。
现代测控技术与仪器的发展始于19世纪末20世纪初的电学与磁学测量技术的出现。
随着科学研究和工业技术的进一步发展，测控技术与仪器开始涉及更广泛的领域，包括物理学、化学、生物学、医学等。
现如今，测控技术与仪器已经成为科学研究、工程技术和生产制造的关键工具。
1. 自动化：随着信息技术的快速发展，测控技术与仪器实现了自动化和智能化。
自动化测量系统能够实现远程控制和远程监测，减少了人工干预，提高了测量的准确性和效率。
2. 高精度和高灵敏度：现代测控技术与仪器的精度和灵敏度不断提高，可以实现对微小变化和微弱信号的准确测量。
现代光谱仪可以测量非常微弱的光信号，精确地分析样品的成分和结构。
3. 多功能性：现代测控技术与仪器具有多功能性，可以同时实现多种测量和检测任务。
多功能电子测试仪器可以同时测量电压、电流、电阻、频率等多个参数，满足不同的实验和生产需求。
4. 高速度和大容量：随着计算机技术的飞速发展，测控技术与仪器的数据采集、处理和存储能力大大提高。
现代测控技术和仪器可以实现高速度的数据采集和处理，快速获取和分析大量的实验数据。
5. 远程操作和通信：现代测控技术与仪器可以实现远程操作和通信。
一些无人机测量系统可以实现对远程或难以进入的地区进行测量和监测，实现远程遥感和环境监测。
6. 系统集成和开放性：随着各类测控技术的发展和成熟，越来越多的测控设备和仪器实现了系统集成和开放性。
不同品牌、不同类型的设备和仪器可以进行数据共享和互联互通，提高了系统的灵活性和扩展性。
测控技术与仪器的发展经历了多个阶段，具有自动化、高精度、高灵敏度、多功能性、高速度、大容量、远程操作和通信以及系统集成和开放性等特点。
测控技术与仪器的发展及特点分析
测控技术与仪器的发展及特点分析测控技术是指利用各种测量和控制手段来实现对某一对象或系统的测量和控制的技术。
在现代工业和科学领域中，测控技术在生产、科研和质量控制等方面起着至关重要的作用。
本文将从测控技术与仪器的发展和特点两个方面进行分析。
测控技术的发展经历了从人工测控到机械测控，再到电子测控和计算机测控的演变过程。
从人工测控到机械测控，主要依靠简单的机械仪器来实现对对象的测量和控制。
电子测控技术的出现，使测控系统具备了自动化的能力，增强了测控系统的精度和可靠性。
随着计算机技术的迅速发展，计算机测控技术应运而生，使测控系统具有了更高的智能化和自主性。
计算机的强大处理能力也大大提高了测控系统的运算速度和数据处理能力。
测控仪器作为测控技术的载体，也经历了从机械仪器到电子仪器再到计算机仪器的演进过程。
机械仪器主要是指利用机械结构、传动和测量原理来实现测量和控制的仪器，例如简单的刻度尺、游标卡尺等。
电子仪器使用了电子元器件和技术，通过电信号的处理来实现测量和控制的功能，例如示波器、信号发生器等。
计算机仪器则是在电子仪器的基础上加入了计算机处理单元，可以通过软件程序来实现复杂的测量和控制操作，例如计算机数控机床、计算机测量仪器等。
1. 迅速发展：随着科学技术的不断进步和产业的快速发展，测控技术和仪器得到了广泛的应用和推广，不断涌现出新的测控方法和新型仪器。
智能传感技术的出现使得测控系统具备了更高的自动化程度和智能化水平。
2. 多样化：测控技术与仪器在不同领域和行业中具有多样化的应用。
在制造业中，测控技术和仪器被广泛应用于产品质量检测和工艺控制；在环境监测中，测控技术和仪器可以用于检测大气、水质以及土壤等环境参数；在医学和生物科学领域，测控技术和仪器用于生物体的测量和控制等。
3. 高精度和高稳定性：随着科学技术的不断提高，测控技术和仪器的精度和稳定性也得到了大幅提高，可以实现更精确和可靠的测量和控制。
光学、激光、超声波等高精度的测量技术的应用，有效提高了测量精度和测量范围。
测控技术与仪器的发展及特点分析
测控技术与仪器的发展及特点分析一、测控技术的发展历程随着科学技术的不断进步，测量和控制技术在各个领域中发挥着越来越重要的作用，成为推动社会进步和经济发展的重要力量。
测控技术是指利用各种仪器和设备进行数据采集、信号处理、控制和监测的技术手段。
它在工业生产、环境监测、航空航天、军事应用等领域中起着至关重要的作用。
在测控技术的发展历程中，可以分为以下几个阶段：1. 传统测控技术时期：在早期，测控技术主要依靠手工操作和简单的机械仪器进行数据采集和控制。
人们通过手工编制数据表格、绘制曲线图表等方式进行数据处理和分析。
这个时期的测控技术主要应用于工业生产领域，主要用于产品质量控制和生产过程监测。
2. 电子测控技术时期：20世纪初，随着电子技术的发展，出现了各种电子仪器和设备，如示波器、频率计、数字万用表等。
这些设备的出现使得数据采集和处理更加方便和准确，提高了测控技术的精度和效率。
电子测控技术开始逐渐应用于航空航天、军事和科研领域，推动了这些领域的快速发展。
3. 计算机测控技术时期：20世纪60年代，计算机技术的发展使得测控技术迈上了一个新的台阶。
计算机以其强大的数据处理和控制能力，使得测控技术的应用范围得到了大幅度扩展，同时也提高了测控系统的智能化和自动化水平。
计算机测控技术的出现为工业控制、环境监测、医疗诊断等领域带来了革命性的变化。
4. 智能化测控技术时期：近年来，随着人工智能、大数据和云计算等新技术的兴起，测控技术正朝着智能化、网络化和集成化方向发展。
通过引入先进的传感器、智能控制算法和互联网技术，实现了测控系统的智能化和自适应控制，为各行各业的发展注入了新的动力。
二、测控仪器的发展变化测控仪器是测控技术的核心载体，是实现测控功能的重要工具。
随着测控技术的不断发展，测控仪器也经历了从传统仪器到现代智能化仪器的演变。
1. 传统测控仪器时期：在早期，测控仪器主要是一些简单的机械测量仪器，如卡尺、千分尺、游标卡尺等。
测控技术与仪器专业就业前景分析
测控技术与仪器专业就业前景分析测控技术与仪器是一门融合了电子、光学、精密机械、计算机、自动控制等多学科知识的交叉性专业。
随着科技的不断进步和工业的快速发展，该专业的就业前景十分广阔。
首先，从行业需求的角度来看，测控技术与仪器专业在众多领域都有着广泛的应用。
在工业生产领域，如机械制造、汽车、电子等行业，需要大量的测控技术人才来保障生产过程的自动化、智能化以及产品质量的精确检测。
以汽车制造为例，从零部件的加工到整车的装配，都离不开精密的测量与控制技术，以确保每个环节的精度和质量达到标准。
在航空航天领域，测控技术更是发挥着至关重要的作用。
航天器的发射、运行轨道的监测以及各种仪器设备的性能检测，都依赖于先进的测控技术。
例如，卫星的姿态控制、通信信号的监测等，都需要专业的测控人员进行设计、开发和维护。
能源领域也是测控技术与仪器专业的用武之地。
无论是传统的石油、煤炭等能源的开采和加工，还是新兴的太阳能、风能等清洁能源的开发利用，都需要对能源的生产过程进行精确的测量和控制，以提高能源的利用效率和生产安全性。
在医疗领域，各种医疗设备的研发、生产和维护都离不开测控技术。
从常见的血压计、血糖仪到复杂的医疗影像设备，都需要测控技术来保证其准确性和可靠性。
其次，从就业岗位的类型来看，测控技术与仪器专业的毕业生可以从事多种工作。
研发工程师是一个重要的岗位方向。
他们负责设计和开发新的测控系统和仪器设备，需要具备扎实的专业知识和创新能力。
比如，在一家仪器制造企业，研发工程师可能会参与新一代智能传感器的研发，通过运用先进的材料和工艺，提高传感器的精度和稳定性。
测试工程师也是常见的岗位之一。
他们主要负责对产品进行性能测试和质量检测，确保产品符合相关标准和要求。
在电子企业中，测试工程师会使用专业的测试设备对芯片的性能进行检测，分析测试数据，找出可能存在的问题，并提出改进方案。
技术支持工程师则负责为客户提供技术支持和解决方案。
当客户在使用产品过程中遇到问题时，技术支持工程师需要迅速响应，帮助客户解决问题。
测控技术与仪器专业的现状分析
Electronic technology・ 电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 133【关键词】测控技术与仪器专业 信息技术 系统化研究目前应用领域中所使用的仪器仪表已经将信息技术融入其中，实现了综合性的功能，包括收集信息，对于信息进行存储和传输，以及信息的技术处理和控制等等，都已经涵盖在仪器仪表的功能当中，使仪器仪表发展成为综测控技术与仪器专业的现状分析文/徐博合性的测控系统。
从测控技术的发展趋势来看，在高端科学技术和信息技术的带动下，测控技术逐渐发展成为以计算机为核心，建立了虚拟网络化空间，从而实现了远程化和集成化，并逐渐向微型化发展。
相应地，在测控技术与仪器专业教育上，应社会需求而发生了转向。
1 测控技术与仪器专业的国内发展概况中国设立仪器类的专业于建国初期首先在天津大学筹建，当时被命名为“精密机械仪器”专业，相关的专业在浙江大学被筹建起来，为“光学仪器”。
所聘请的是国外的知名专家前来教学，培养了众多专业人才，为中国在本专业技术领域的发展奠定了良好的基础。
随着中国国民经济的发展，诸多的大学，包括清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学以及长春理工大学都陆续地将仪器仪表专业建立了起来。
进入到20世纪60年代，中国设立仪器仪表专业的院校已经超过了30所，同时在此时期还在天津大学成立了仪器仪表类教材编委会。
至此，中国在仪器仪表专业领域已经进入到系统化研究领域，并在仪器仪表专业下设立了3个专业，即自动化仪表专业、光学仪器专业以及精密仪器专业。
随着中国工业化发展，能源、国防和航空航天领域广泛地应用仪器仪表，其中渗入了各种高端的科技成果，结合测控技术，使这门专业成为了集观察、测量与计算等等功能于一体的综合性工具。
进入到20世纪末期，国家教育部规定，将与测控技术相关的10几门专业进行重新组合，成为测控技术与仪器专业，这一专业在当时是仪器科学与技术学科领域中的一门本科专业。
测控技术与仪器的智能化技术运用
测控技术与仪器的智能化技术运用随着科技的不断发展，越来越多的测控技术与仪器开始应用智能化技术。
智能化技术以提高测控设备的自动化、智能化程度，增强数据采集与处理能力，实现高效、稳定、快速的测量和监测等目的。
本文旨在探讨测控技术与仪器智能化技术的运用及其在各个领域中的应用。
1.1提高测量准确度传统的测控技术需要人工参与，其结果容易受到人为因素的干扰，从而影响测量结果的准确性。
而智能化技术的应用可以提高仪器的自动化程度，从而消除人为因素的干扰，使测量结果更加准确。
智能化技术的应用可以使测量过程更加高效、稳定。
智能化主控制端可以自适应地调节测量参数，选择适宜的测量方法，以提高测量效率和精度。
1.3联网化控制和数据传输测控技术和仪器的智能化应用可以实现测控设备的网络化控制和数据传输，使其可以远程控制，以提高测量效率和效果。
此外，智能化测控系统可以将采集到的数据实时传输到云端，为后续分析提供更多的数据支持，优化数据分析的效率。
2.1智能化测控技术在生产制造领域的应用智能化测控技术在生产制造领域的应用主要包括测量和控制自动化、过程监控等方面。
例如，利用智能化自动化控制技术和自适应控制技术，可以实现对生产过程中的关键环节进行精准控制，使生产制造更加稳定，具有更高的生产效率和产品质量。
智能化测控技术在医疗领域的应用主要包括医疗设备的自动调节、医疗数据采集与分析等方面。
例如，利用智能化技术提高医疗设备的自动化程度，可以降低医疗事故的发生率，提高医疗安全；而利用智能化的数据采集和分析技术，可以实时监测医疗过程中的各项指标，为医生提供更加全面的参考和决策依据。
智能化测控技术在城市管理领域的应用主要包括城市交通管理、绿化、环境监测等方面。
例如，通过智能化的交通信号控制系统，可以提高城市道路的通行效率，缓解城市交通拥堵问题；而采用智能化的城市绿化监测系统，可以实时监测城市植被的生长情况和环境状况，为城市绿化管理提供更加科学的依据。
测控技术与仪器的发展及特点分析
测控技术与仪器的发展及特点分析一、引言测控技术与仪器是现代科学技术领域中的重要组成部分，它是现代工程技术、生产技术和科学研究中必不可少的一种手段。
测控技术与仪器的发展已经成为人类认识自然、改造自然和服务社会的重要手段。
随着科学技术的不断发展，测控技术与仪器的应用领域不断拓宽，其功能和性能也不断提升。
本文将对测控技术与仪器的发展历程进行回顾，并对其特点进行分析。
二、历史发展1. 测控技术与仪器的起源测控技术与仪器的起源可以追溯到古代，最早的测量工具是太阳表、日晷、水平仪等简单的测量工具。
随着人类社会的不断发展，科学技术的日益进步，工业和农业的迅猛发展，测控技术与仪器也得到了迅速发展。
18世纪末，随着蒸汽机、轧钢机和纺织机械的发明，机械工业得到了迅猛的发展，同时也促进了测控技术与仪器领域的发展。
19世纪中叶，电气技术的出现和发展，使得测控技术与仪器的发展迈入了一个崭新的阶段。
20世纪以来，随着计算机、通讯技术和控制技术的不断发展，测控技术与仪器的应用领域和性能也得到了巨大的提升。
随着人类对自然和社会的认识不断深入，对测控技术与仪器的需求也日益增长。
测控技术与仪器的发展历程可以大致划分为三个阶段：机械化阶段、电气化阶段和数字化、智能化阶段。
在机械化阶段，测控技术与仪器主要依靠机械、光学和流体等物理原理进行测量和控制。
这一阶段以机械式测量仪器和机械控制仪器为主，其特点是结构简单、可靠性高，但精度不高、测量范围狭窄、操作复杂等问题。
在数字化、智能化阶段，测控技术与仪器与计算机、通信技术相结合，使得仪器设备具有了智能化、网络化和数字化的特性。
这一阶段的测控技术与仪器具有高精度、高可靠性、高稳定性、高自动化程度等特点，可以满足复杂、精密、高速的测量和控制要求，广泛应用于工业、农业、医疗、国防等领域。
三、特点分析1. 高精度测控技术与仪器具有高精度的特点，可以满足精密、高要求的测量和控制需求。
通过使用先进的传感器、精密的机械结构和高精度的电子元件，测控技术与仪器可以实现微小量的测量和控制，满足高精度的要求。
虚拟仪器在测控技术与仪器专业教学中的应用探讨
关键词 ： 测控 技 术 与仪 器专业 ； 虚拟仪 器 ； 学应 用 教
作者简介 ： 牛群峰 （９４ ） 男 １７一 ， ，河南洛 阳人 ，河４．￣大学电气工程学院，副教授，工学博士，主要研究方向 ： ３－ Ｚ 虚拟仪器技术、
动态信号 测试 与分析。（ 河南 郑州 ４ ００） ５ ０７
数 量 的合 理 配 置 研 究 等。课 程 实践 设 计要 求 写 出 ： 题 、摘 要 、 标
里 之 外” 的魅 力 。
参考文献 ：
［韩 伯棠 管理运 筹 学【 ． 京： ｊ ］ Ｍ 北 高等教 育出 社 ，０ ５ 】 版 ２０
［］ ２薛伟霞 经管类运筹学教学中 “ 三位一体” 创新探讨【】 Ｊ． 现代
该专业旨在培养从事信息测量与控制工程电气工程粮食工程电子工程机械工程领域有关的信息处理工业检测智能仪器及传感技术机电一体化技术等方面的研究开发设计和制造的应用型工程技术人才主要学习测控仪器设计与制ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工程所必需的基本理论知识信息的获取传输处理与控制知识电子设备计算机控制与信息技术等宽广的工程技术方面的知识
将 软件 的应 用 引 入 到 课 堂 教 学 ，理 论与 应 用 相 结 合， 丰 富教 学 注 重 培 养 分析 问题 与 解 决 问题 的 能 力 和 自主学 习能力 的教 学 模 运 内容 ，提高学习兴趣，使学生 能基本 掌握管理 ＷＩ ＱＳ Ｎ Ｂ软件 式 的 转 变 ，使 学 生 感 受 到 运 筹 学 “ 筹 于 帷 幄 之 中，决 胜 于 千 和 管 理 运筹 学 ２０ 件 常用 的命 令和 功 能 。 ．软 课 程实 践 设 计 要 求学 生收 集现 实 生 活 的资 料 或 根 据 提 供 的 选 题 建 议 ，理 论 联 系 实 际 ，提 出 问题 并 给 予 解 决 ，要 求 选 题 具 有 创新 性 ，尽量 具 有 可行 性 。一 般 给 出十几 个 选 题 ，让 学 生 从 中选 一 个 ，如 医 院护 士 （ 场 营 业员 、小 区保 安 、食 堂 服 务 员 ） 商
测控技术与仪器的发展及特点分析
测控技术与仪器的发展及特点分析测控技术与仪器是当今科技领域中至关重要的一部分，它涉及到各行各业中的数据采集、处理与控制等方面。
随着科技的不断发展，测控技术与仪器也在不断创新与进步。
本文将对测控技术与仪器的发展历程以及特点进行分析。
一、测控技术与仪器的发展历程测控技术是指对系统、过程或者产品进行测量、监测、控制和调节的技术手段，它在工业生产、环境保护、医疗卫生、交通运输等方面都有着广泛的应用。
测控仪器是实现测控技术的工具，它包括传感器、采样器、数据处理器、执行器等多种设备。
测控技术与仪器的发展历程可以追溯到古代的天文观测仪器、地理测量仪器等，但是真正的测控技术在工业革命时期开始快速发展。
19世纪末，工业革命的到来催生了机械制造业的快速发展，工业生产对于精密的测量和控制需求逐渐增强。
于是，各种新型的测控仪器被开发出来，比如蒸汽机的调速器、煤气灯的自动点火装置等。
20世纪初，随着电气技术的快速发展，测控仪器的种类更加丰富，比如电流表、电压表、示波器、逻辑分析仪等，在电工、电子和通信等领域都有广泛应用。
20世纪中叶以后，随着数字技术、计算机技术和通信技术的不断进步，测控技术与仪器进入了数字化、智能化的新阶段。
各种传感器、信号处理器、控制器以及各种智能算法的应用，使得测控技术与仪器的性能得到了显著提高，应用领域也得到了不断拓展。
至今，随着物联网、人工智能等新技术的兴起，测控技术与仪器正迎来新一轮的技术革新与发展。
1.精度高：现代测控仪器的精度通常可以达到几十分之一甚至几百万分之一，这保证了测量和控制的准确性。
2.灵敏度高：测控仪器对于微小信号、微小变化的灵敏度很高，它能够准确地感知环境的变化，并做出及时的反应。
3.快速性：在实时控制和数据处理方面，现代测控仪器具有很高的响应速度和处理速度，能够满足各种快速控制和数据采集的需求。
4.全面性：现代测控仪器通常具备多种功能，并且可以同时实现多种测量和控制任务，这使得测控技术能够更好地适应复杂多变的工程环境。
虚拟仪器技术及应用综述
供） 的传统仪 器 的限制 。可见 ， 软件 技术在这 里又有新 的 内涵 ， 即软 件就是 仪器 。 ２ 虚 拟仪器 与传统 仪器 的比较 独立 的传统仪 器 ， 如示波器 和波形发生 器 ， 能强 例 性 大 ， 是价格 昂贵 ， 被 厂 家 限定 了功 能 ， 能完成 一 件 但 且 只
件， 他们在一起共 同完成传统仪器的功能。虚拟仪器代 表着从传统硬件为主的测量系统到以软件为中心的测量
系统 的根本 性转 变 。以软件为 主的测量 系统 充分利用 了
案。您可以使用虚拟仪器以满足您特定 的需要 ， 因为有 安装在 Ｐ Ｃ机上 的应用软件 和一系列可选 的插入式 硬
件， 您无需 更换整 套设备 ， 即能完 成新 系统 的开 发。
正关 键所 在 。新 的 以软件 为 中心的虚拟仪 器系统为用 户 提供 了创 新 技 术 并 大 幅 降低 了生 产成 本 。有 了虚 拟 仪 器， 工程师 和科学 家就 可 以完 全根 据 自己的需 求 组建 测
量 和 自动 化 系统 ， 不用 再 受 功 能 固定 （ 全 由厂 家 提 而 完
基于 Ｐ Ｃ机 的虚拟仪器系统 ， 诞生 以来就充分利用 了现成 即用的 Ｐ Ｃ机所带来的最新科技。这些科技和性
图 １ 虚拟仪器的系统结构
能上的优势迅速缩短了独立的传统仪器和 Ｐ Ｃ机之间的
距离 ， 包括 功能强 大 的处 理器 （ Ｐｎｉ ）操作 系统 及 如 ｅｔｍ４ 、 ｕ ４ 虚拟仪 器测控 软件结构 及其软 件开 发平 台
常用台式计算机和工作平 台的计算、 显示和互联网等诸 ３ 虚 拟仪 器结构概 述 从构成要素讲 ， 虚拟仪器系统是由计算机、 测控软件 多用于提高工作效率的强大功能。虽然 Ｐ Ｃ机和集成 电 路技术在过去的 ２ 年里有显著的发展和提高 ， ０ 但是 ， 软 件才是在功能强大的硬件基础上创建虚拟仪器系统的真
不断发展中的虚拟仪器技术
传 统 的 测 控仪 器 以硬 件 为 主 ， 价格贵、 功 能不 易扩 展 、 技术 更 新 慢 、 开 发维 护 费 用 高。 在 这 种 情 况 下 近年 产 生 出 了虚拟 仪 器 ， 它是在软硬件 结合的方式下 ， 利 用 计 算 机 实现的一种仪 器系统 。 它 实 质上 是 利 用 计 算机来模拟传 统仪器的控制面 板 ， 利 用 硬 件 完 成信 号 的 采 集 、 测量和调理 ， 用专 用 的 虚 拟 仪 器设 计 与分 析 软 件 对 所 采集 的各 种 信 号 数据 进 行 运 算 、 分析 和 处 理 ， 从 而完 成 各种测试功能的一种计算 机系统。
一
１． １ ． ２虚 拟 仪 器 技术 的应 用 虚拟仪 器技术应 用前景 广泛 。 总 体 上 说， 虚 拟 仪 器是 测 量 ／测试 领 域 的 一个创 新 概念 ， 适 应 了现 代 测 试 系 统 网络 化 、 智 能化 发 展趋 势 。 它 在 工 业 自动 化 、 仪 器制 造 和 实 验室方面有广泛的应用 。 １ ． １ ． ３ 虚 拟 仪 器 的 优 点 虚拟仪 器作为一 种新 型的仪 器种类 ， 具有以下优 点 ： （ １ ） 丰 富和 增 强 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 集中交给计算 机来处理 ， 使 得组建系统变得更加 灵活、 简单。 （ ２ ） 突 出了 “ 软件就是仪器” 。 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 很 多 分 立 式 模 拟 硬件 ， 加 上标 准 化 总线 的使 用 ， 使 仪 器 的测 量精度、 测量 速 度 和 可 重 复性 都 大 大 提 高 。 （ ３ ） 仪 器 由用 户 自己 定 义 。 通过可 重用源代码 库 ， 可 以 很 方 便 地 修 改 仪 器 功 能和 面板 ， 设 计 仪 器 的通 信 、 定
测控技术与仪器的发展及特点分析
测控技术与仪器的发展及特点分析测控技术和仪器在现代工业生产、科学研究和实验室测试中扮演着重要角色。
随着科学技术的不断进步，测控技术和仪器的发展不断取得突破性进展。
本文将从发展历程、特点及应用领域等方面进行分析。
测控技术和仪器的发展历程可追溯到人类开始进行科学实验和观察的时期。
最早的测控技术和仪器是简单的观察工具，例如直尺、天平等。
随着科学研究的深入，测控技术和仪器逐渐演化为更加复杂的仪器和设备，例如显微镜、计时器等。
在20世纪初，电子技术的发展催生了现代测控技术和仪器的诞生。
电子仪器的出现给测量、控制和实验提供了更为准确和可靠的工具。
测控技术和仪器的特点主要表现在以下几个方面。
测控技术和仪器具有高精度和高可靠性。
现代仪器能够在微小尺度下进行测量和控制，这对于工业生产和科学研究具有重要意义。
测控技术和仪器具有自动化和智能化的特点。
通过搭载各种传感器、处理器和通讯设备，现代仪器能够实现自动化采集、处理和传输数据，大大提高了工作效率。
测控技术和仪器具有多功能性。
现代仪器有着各种不同的测量和控制功能，能够适应不同领域和任务的需求。
测控技术和仪器具有可扩展性和模块化设计。
仪器设备通常采用模块化设计，可以根据需求进行扩展和升级，提高了设备的灵活性和可用性。
测控技术和仪器的应用领域非常广泛。
在工业生产方面，测控技术和仪器广泛应用于自动化生产线、质量控制和安全监测等领域。
在科学研究方面，测控技术和仪器用于各种实验室测试和数据采集，帮助科学家进行分析和研究。
在医疗和环境保护方面，测控技术和仪器用于医学诊断、生物实验和环境监测等领域。
虚拟仪器
虚拟仪器虚拟仪器技术是20世纪90年代发展并兴起的一项新技术，主要应用于自动测试、过程控制、仪器设计和资料分析等领域，其基本思想就是在测试系统或仪器设计中尽可能地用软件代替硬件。
虚拟仪器（VI）的出现是仪器测试测量领域的一个突破，代表着仪器测试测量发展的最新方向和潮流实现了测试测量技术和计算机技术的真正融合，是计算机技术和现代测量技术高速发展共同孕育出的一项新技术。
1.虚拟仪器的概念虚拟仪器是随着计算机技术、现代测量技术、电子仪器技术的发展而产生的一种新型仪器，是现代计算机系统和仪器系统技术相结合的产物，它推动着传统仪器朝着数字化、模块化、虚拟化、网络化的方向发展。
自1986年美国国家仪器公司（National Instruments,简称NI）提出虚拟仪器（Virtual Instrument,简称VI）的概念以来，虚拟仪器这种计算机操作的模块化仪器系统在世界范围内得到了广泛的认同和应用。
通常使用的测量仪器基本上由三部分组成：数据获取、数据处理与分析、数据的显示。
传统仪器是将这三部分装入在一个仪器仪表机箱内，而虚拟仪器则是一种功能意义上的仪器，是具有仪器功能的软硬件组合它并不强调物理上的实现形式，所以虚拟仪器是指通过应用程序将通用计算机与功能模块硬件结合起来，充分利用计算机系统强大的数据处理能力，在基本仪器设备配件的支持下，利用软件完成资料的采集、控制、资料分析和处理以及测试结果显示的测试测量系统。
它大大突破了传统仪器在数据处理、显示、传送、存储等方面的局限性，使用户可以简单、方便地对仪器进行维护、扩展和升级。
众所周知，电子测试自动化是测量仪器发展的主要方向，随着现代科学技术的不断发展，测试项目日益增多，测量范围越来越大，对测试速度精度的要求也越来越高，这些都需要测量仪器和测试方法不断改进和完善，而虚拟仪器系统的特点正适合了这个时代的潮流。
在虚拟仪器系统中，用户使用相同的硬件系统，而只需将具有一种或多种功能的通用模块相互组合，就能设计出不同的仪器系统；同时通过有好的图形接口来操作虚拟仪器的面板就如同操作真实仪器一样方便，而虚拟仪器的“虚拟”在很大程度上也体现在这种模仿真实仪器操作面板的虚拟面板上。
测控技术与仪器的发展及特点分析
测控技术与仪器的发展及特点分析测控技术是指对各种物理量、化学量和生物量进行测量、控制和监测的工程技术。
随着信息技术、微电子技术和传感技术的飞速发展，测控技术和仪器也得到了快速迭代和创新。
1. 精度和稳定性的提高：精度和稳定度是测量控制的重要指标，随着技术的进步，各类测控仪器的精度和稳定性将得到更大提高，尤其是在生命科学、制药、刑侦等高精度领域。
2. 自动化和智能化：测控领域的自动化、智能化趋势日益明显，各类测控仪器均充分考虑人机交互、远程控制等特性，增强了仪器的自动化程度、集成度和功能性。
3. 微型化、便携化和多功能化：随着芯片集成和微电子技术的迅速发展，使得各类测控仪器具备小型化、轻量化、多功能化等优点，大大方便了使用者的操作和携带。
4. 非接触性和非破坏性：接触式测量容易干扰、破坏被测物体等缺点，因此无接触式非破坏性测量技术得到广泛应用，如光学测量、激光测量、红外测量等。
1. 精度高：精度是测量控制的基本指标，各种测控技术和仪器都极为注重其精度和稳定性，以确保实验结果的准确性和可靠性。
2. 实时性强：测控仪器往往与被测物体处于连续互动中，在短时间内收集大量数据并进行处理和输出，因此实时性至关重要。
3. 自动化程度高：自动化程度高的仪器不仅能自动识别、自动采集数据，还能自动分析、自动输出，有效提高实验效率。
4. 反应灵敏：灵敏度是一个测控仪器的重要性能指标，取决于其传感器的响应速度和信号处理技术的精度，能够及时反映出被测物体的变化，具备良好的控制效果。
5. 可靠性高：各种测控仪器都经过严格的质量控制和测试，具备良好的稳定性和可靠性。
此外，在仪器使用和维护过程中，遵循正确的方法和操作流程，也能够有效提高仪器的可靠性和使用寿命。
总之，随着科技的不断进步，测控技术和仪器将不断得到创新和发展，具备更高的精度、更强的实时性、更高的自动化程度、更高的灵敏度和更高的可靠性，将不断推动各种科研领域的不断发展。
测量技术与仪器发展的新趋势——网络化
测量技术与仪器发展的新趋势——网络化1. 引言20世纪70年代以来，计算机、微电子等技术迅猛发展。
在它们的推动下，同时也是为适应现代化工农业生产甚至战争的新需求，测量技术与仪器不断进步，相继诞生了智能仪器、PC仪器、VXI仪器、虚拟仪器及互换性虚拟仪器等微机化仪器及其自动测试系统，计算机与现代仪器设备间的界限日渐模糊，测量领域和范围不断拓宽。
近10年来，以Internet 为代表的网络技术的出现以及它与其他高新科技的相互结合，不仅已开始将智能互联网产品带入现代生活，而且也为测量与仪器技术带来了前所未有的发展空间和机遇，网络化测量技术与具备网络功能的新型仪器应运而生。
2. 计算机、微电子、通信和网络等技术是网络化测量技术与仪器产生并迅速发展的强劲支撑2.1“计算机就是仪器”自从迅猛发展的计算机技术及微电子技术渗透到测量和仪器仪表技术领域，便使该领域的面貌不断更新。
相继出现的智能仪器、总线仪器和虚拟仪器等微机化仪器，都无一例外地利用计算机的软件和硬件优势，从而既增加了测量功能，又提高了技术性能。
由于信号被采集变换成数字形式后，更多的分析和处理工作都由计算机来完成，故很自然使人们不再去关注仪器与计算机之间的界限。
近年来，新型微处理器的速度不断提高，采用流水线、RISC结构和cachE等先进技术，又极大提高了计算机的数值处理能力和速度。
在数据采集方面，数据采集卡、仪器放大器、数字信号处理芯片等技术的不断升级和更新，也有效地加快了数据采集的速率和效率。
与计算机技术紧密结合，已是当今仪器与测控技术发展的主潮流。
对微机化仪器作具体分析后，配以相应软件和硬件的计算机将能够完成许多仪器、仪表的功能，实质上相当于一台多功能的通用测量仪器。
这样的现代仪器设备的功能已不再由按钮和开关的数量来限定，而是取决于其中存储器内装有软件的多少。
从这个意义上可认为，计算机与现代仪器设备日渐趋同，两者间已表现出全局意义上的相通性。
据此，有人提出了“计算机就是仪器”、“软件就是仪器”的概念。
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虚 拟 网络 化 测 控 仪 器 技 术 分 析
晁 云 瑞 ，崔发 瑞 ，王一 鸣
（ 沈阳理工大学 ． 辽 宁 沈 阳 １ １ ０ １ ５ ９ ）
摘 要： 随 仪 器概 念 的 产 生 引起 了 测控 技 术 的 革 新 ， 而互 联 网 络 技 术 又给 虚 拟 仪 器 的发 展 注 入 了新 的 活
２ ． ３ 提 高资源 共 享率
随 着 互 联 网 络 技 术 的 发 展 使 测 控 数 据 信 息 资 源 共 享
进入一个新的 阶段 ， 虚拟 网络化仪 器测控 技术有效的利用 互联网功能将测控 数据发布 到 Ｗｅ ｂ页面上 ，用 户利用计
算 机 或 手 机 等 互 联 网 设 备 随 时 都 能 读 取 数 据 和 应 用 信 息
元 微 小 型 化 和 智 能 化 的 测 控 仪 器 成 为 未 来 测 控 领 域 发 展 的新 趋 势例 。
感器 网络 协调应用 ． 对被测 目标实 行全方位 监查测控 ， 以
数 据 库 为 数 据 中心 ， 由多 个 模 块 负 责 数 据 的 提 交 、 使 用 和 安 全 管 理 。 同时 计 算 机 有 强 大 的 硬 件 资 源 和 丰 富 的 软 件
据 自己的需要 进行选择 和更换 ，少量 的硬件投 资和软件
升 级 就 能 够 实 现 测 控 系 统 的 更 新 与 改 进 。利 用 计 算 机 网 络 化 技 术 构 建 的 自动 化 测 试 系统 ，可 以 对 测 控 数 据 进 行 远程 收集 、 存储 和传输 打 印 。 同 时进行远 程状 态监 测 、 故 障诊 断 ， 提 高 测 控 仪 器 的 更 新 和 工 作 效 率 】 。
２ ． ２ 功 能更 加强 大 深入融 合 了计算 机 网络 技术的虚 拟 网络 化仪器 测控
技术 ， 采用标 准总线计算 机平 台 、 功 能 强 大 的 软 件 和 应 用 总线 技 术 的模 块 化 仪 器 设 备 将 是 未 来 的发 展 趋 势 。 这 将
资源 ， 可 以实 时地对测 控数 据进行 收集 、 分析 和 处理 ． 极 大 的提高数据管理 的效率 ，实 现测控数据 的结构 化和独 立性 ，技 术人员通 过图形用户 界面很容易 进行操作 和控 制， 增强 了测控仪器 系统 的性能 。 １ 。 ２ 提 高测 控仪 器 工作效 率 虚拟 网络化测 控仪器 的硬件 和软件 系统都是 模块化
关键词 ： 虚拟仪器 ； 网络 化 测 控 ； 技 术 分 析 中 图分 类号 ： Ｐ ２ ０ ９ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ３ ８ ７ ２ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ — ０ １ ０ ０ — ０ ２
１ 虚 拟 网 络化 测 控 仪 器 技 术 特 点
１ ． ４ 实现 测控 仪器 信息 资源 共 享
虚 拟 网 络 化 测 控 仪 器 通 过 计 算 机 网 络 系 统 进 行 控
制 ，将一 台仪器采集 的数 据信息可 以通过互联 网络传 输
到 其 他 结 点 上 的仪 器 或 计 算 机 进 行 分 析 和处 理 ，还 可 以
等， 未来 虚拟 网络化测控仪 器将在 国防 、 工业 、 农业 、 教育 等众多领域 的应用得 到深度 和广度 的扩大 。 为提高 各行业
２． ４ 应 用 更 加 广 泛
用 防护 ， 确保 测控数据不 被篡改 和流失 ， 增强测 控仪器 系
统 的安 全性 。
将 计算 机 网 络 技 术 与 仪 器 测 控 技 术 紧 密 相 联 ， 促 进 虚
拟网络化仪器测控技术 的进一步拓展 和延 伸 ， 使虚拟 网络
化 测 控 仪 器 技 术 在 更 多 的领 域 得 到 广 泛 的 应 用 ， 比如 网络 化 医疗 系 统 、 远 程教 育 、 电子商 务 、 远 程 数 据 采 集 与 控 制
１ ． １ 增强 测控 仪器 系统 的性 能
虚 拟 网 络 化 测 控 仪 器 是 依 靠 计 算 机 网 络 技 术 由 多传
研成果 ， 虚 拟 网络化 测控仪器 技术在其 功能性 、 灵活性 和
安全性不断提高的基础上更加追求智 能化 ， 通 过 计 算 机 网
络技术强大信息处理能力使测控仪器更加 轻巧易操作 ， 单
力， 高性 价 比 和 开放 性 的 优 势使 虚 拟 网络 化 测 控 仪 器 成 为 新 的经 济增 长 点 ， 在 人 们 的 生 活 中 和各 行 业 各 领 域 中发 挥 着 重要 的 作 用 ． 具 有 极 大 的 市 场潜 力和 发 展 前 景 。本 文 对 虚 拟 网 络化 测 控 仪 器技 术 进 行 分 析 ， 展 现 了传 统 仪 器与 测 控 无 法 比拟 的 优 势
１ ． ３ 增 强测 控仪 器 系统的 安全 性
虚拟 网络化测控 仪器通过数据 库管理 系统和操 作 系
统 进 行 测 控 数 据 进 行 维 护 和 管 理 ．可 以 利 用 管 理 模 块 对
用 户 的 访 问进 行 授 权 和 限 制 ，利 用 各 种 防 护 软 件 进 行 应
资源 。虚拟 网络化测控仪器 还能通 过互联 网强大 的功 能 实 现测 控仪器 的远程操作 ，计算机模 块化管 理推 动测控 仪器 系统 实现信 息资源的全 球共享［ ３ １ 。
的生 产 效 率 和技 术 革 新 做 出 贡 献 。
可重复使用 的 ， 具有开放性 和互换性 的特点 ， 方 便 用 户 根
使测 控仪器 系统更加容 易实现升 级 、 扩充 和确保安 全性 ， 推动测控仪 器逐步实现集成化 、 网络化 、 远程化 和虚拟化 ， 提 高测控仪 器技术的实践性 ， 在降低投资成本 的基础上增
强测 控 仪 器 系 统 的 功 能 和 性 能 。