虛擬儀器這種概念引發(fā)了傳統(tǒng)儀器領(lǐng)域的一場(chǎng)重大變革

虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來(lái)完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化的應(yīng)用。靈活高效的軟件能幫助您創(chuàng)建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺(tái)能滿足對(duì)同步和定時(shí)應(yīng)用的需求。只有同時(shí)擁有高效的軟件、模塊化I/O硬件和用于集成的軟硬件平臺(tái)這三大組成部分，才能充分發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)時(shí)間少，以及出色的集成這四大優(yōu)勢(shì)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的儀器已經(jīng)不適應(yīng)快速、復(fù)雜的多參數(shù)的測(cè)試與測(cè)量，迫切要求測(cè)試、測(cè)量技術(shù)不斷改進(jìn)與完善。由于微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、超大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，儀器的功能和組成也發(fā)生了質(zhì)的變化。計(jì)算機(jī)處于核心地位，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)和測(cè)試儀器更緊密結(jié)合成了一個(gè)有機(jī)整體，儀器的結(jié)構(gòu)概念和設(shè)計(jì)觀點(diǎn)等都發(fā)生了突破性的變化。

20世紀(jì)80年代中期，美國(guó)NI公司提出了全新概念的儀器———虛擬儀器。這種概念引發(fā)了傳統(tǒng)儀器領(lǐng)域的一場(chǎng)重大變革，使得計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以長(zhǎng)驅(qū)直入儀器領(lǐng)域，和儀器技術(shù)結(jié)合起來(lái)，從而開(kāi)創(chuàng)了“軟件即是儀器”的先河。

“軟件即是儀器”這是NI公司提出的虛擬儀器理念的核心思想。從這一思想出發(fā)，基于電腦或工作站、軟件和I/O部件來(lái)構(gòu)建虛擬儀器。I/O部件可以是獨(dú)立儀器、模塊化儀器、數(shù)據(jù)采集板(DAQ)或傳感器。NI所擁有的虛擬儀器產(chǎn)品包括軟件產(chǎn)品(如LabVIEW)、GPIB產(chǎn)品、數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品、信號(hào)處理產(chǎn)品、圖像采集產(chǎn)品、DSP產(chǎn)品和VXI控制產(chǎn)品等。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，虛擬儀器將向以下幾個(gè)方向發(fā)展：

1、新的總線技術(shù)的應(yīng)用

從虛擬儀器構(gòu)成看，總線是連接計(jì)算機(jī)與儀器的紐帶?？偩€的能力直接影響測(cè)試系統(tǒng)的總體水平。虛擬儀器的發(fā)展很大程度上是由于總線技術(shù)的不斷升級(jí)換代的結(jié)果。

2、模塊化、集成化是硬件發(fā)展的主要潮流

硬件標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化使測(cè)試系統(tǒng)組建方便靈活。模塊式結(jié)構(gòu)使測(cè)試系統(tǒng)體積減少、速度提高，從而使測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小型化和微型化真正成為可能。ASIC技術(shù)將被普遍應(yīng)用于儀器與自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng) 中。將儀器儀表的傳感器及其處理、控制和后續(xù)電路等都集成于芯片上已成為可能。

3、IVI技術(shù)的發(fā)展

目前，遵循IVI規(guī)范的驅(qū)動(dòng)程序還是有一些局限性。到現(xiàn)在為止，類驅(qū)動(dòng)器規(guī)范只能統(tǒng)一每一類中80%儀器的功能，而其他20%儀器功能的統(tǒng)一要比前80%艱難得多。而且，9類儀器的類規(guī)范并沒(méi)有包含所有的儀器類。儀器供應(yīng)商和驅(qū)動(dòng)程序的提供者都不能保證具有IVI驅(qū)動(dòng)程序的可互換儀器對(duì)同一個(gè)應(yīng)用程序或同一個(gè)測(cè)量要求會(huì)給出同樣的結(jié)果，互換的可靠性沒(méi)有保障。

4、網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器

計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，可將分散在不同地理位置不同功能的測(cè)試設(shè)備聯(lián)系在一起，使昂貴的硬件設(shè)備、軟件在網(wǎng)絡(luò)上得以共享，減少了設(shè)備重復(fù)投資。人們可從任何地點(diǎn)、在任意時(shí)間獲取到測(cè)量信息(或數(shù)據(jù)),并控制儀器進(jìn)行測(cè)量操作。因此，它與傳統(tǒng)的儀器相比是一個(gè)質(zhì)的飛躍。