虛擬儀器系統(tǒng)概念是對傳統(tǒng)儀器概念的重大突破，是計算機系統(tǒng)與儀器系統(tǒng)技術相結合的產物。它利用計算機系統(tǒng)的強大功能，結合相應的硬件，大大突破傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、傳送、處理等方面的限制，使用戶可以方便地對其進行維護、擴展、升級等。

　　虛擬儀器系統(tǒng)可以廣泛地應用在通訊、自動化、半導體、航空、電子、電力、生化制藥、和工業(yè)生產等各種領域。

　　現(xiàn)有的虛擬儀器系統(tǒng)按硬件工作平臺主要可分為基于PC總線的虛擬儀器、基于VXI的虛擬儀器、基于PXI的虛擬儀器，所應用場合不同各有其特點。

　　虛擬儀器技術就是利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。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，標準的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應用的需求。這也正是NI近30年來始終引領測試測量行業(yè)發(fā)展趨勢的原因所在。只有同時擁有高效的軟件、模塊化I/O硬件和用于集成的軟硬件平臺這三大組成部分，才能充分發(fā)揮虛擬儀器技術性能高、擴展性強、開發(fā)時間少，以及出色的集成這四大優(yōu)勢。

　　虛擬儀器技術的三大組成部分，首先是高效的軟件，軟件是虛擬儀器技術中最重要的部份。使用正確的軟件工具并通過設計或調用特定的程序模塊，工程師和科學家們可以高效地創(chuàng)建自己的應用以及友好的人機交互界面。NI公司提供的行業(yè)標準圖形化編程軟件——LabVIEW，不僅能輕松方便地完成與各種軟硬件的連接，更能提供強大的后續(xù)數(shù)據(jù)處理能力，設置數(shù)據(jù)處理、轉換、存儲的方式，并將結果顯示給用戶。此外，NI?提供了更多交互式的測量工具和更高層的系統(tǒng)管理軟件工具，例如連接設計與測試的交互式軟件SignalExpress、用于傳統(tǒng)C語言的LabWindows/CVI、針對微軟Visual?Studio的Measurement?Studio等等，均可滿足客戶對高性能應用的需求。有了功能強大的軟件，您就可以在儀器中創(chuàng)建智能性和決策功能，從而發(fā)揮虛擬儀器技術在測試應用中的強大優(yōu)勢。其次是模塊化的I/O硬件，面對如今日益復雜的測試測量應用，NI提供了全方位的軟硬件的解決方案。無論您是使用PCI,?PXI,?PCMCIA,?USB或者是1394總線，NI都能提供相應的模塊化的硬件產品，產品種類從數(shù)據(jù)采集、信號條理、聲音和振動測量、視覺、運動、儀器控制、分布式I/O到CAN接口等工業(yè)通訊，應有盡有。NI高性能的硬件產品結合靈活的開發(fā)軟件，可以為負責測試和設計工作的工程師們創(chuàng)建完全自定義的測量系統(tǒng)，滿足各種獨特的應用要求。目前，NI已經達到了每2個工作日推出一款硬件產品的速度，大大拓寬了用戶的選擇面：例如NI新近推出的新一代數(shù)據(jù)采集設備——先期推出的20款M系列DAQ卡，就為數(shù)據(jù)采集領域設定了全新的標準。最后是用于集成的軟硬件平臺。NI首先提出的專為測試任務設計的PXI硬件平臺，已經成為當今測試、測量和自動化應用的標準平臺，它的開放式構架、靈活性和PC技術的成本優(yōu)勢為測量和自動化行業(yè)帶來了一場翻天覆地的改革。由NI發(fā)起的PXI系統(tǒng)聯(lián)盟現(xiàn)已吸引了68家廠商，聯(lián)盟屬下的產品數(shù)量也已激增至近千種。PXI作為一種專為工業(yè)數(shù)據(jù)采集與自動化應用度身定制的模塊化儀器平臺，內建有高端的定時和觸發(fā)總線，再配以各類模塊化的I/O硬件和相應的測試測量開發(fā)軟件?，您就可以建立完全自定義的測試測量解決方案。無論是面對簡單的數(shù)據(jù)采集應用，還是高端的混合信號同步采集，借助PXI高性能的硬件平臺，您都能應付自如。這就是虛擬儀器技術帶給您的無可比擬的優(yōu)勢。

　　同時，虛擬儀器技術的四大優(yōu)勢

　　一、性能高

　　虛擬儀器技術是在PC技術的基礎上發(fā)展起來的，所以完全“繼承”了以現(xiàn)成即用的PC技術為主導的最新商業(yè)技術的優(yōu)點，包括功能超卓的處理器和文件I/O，使您在數(shù)據(jù)高速導入磁盤的同時就能實時地進行復雜的分析。此外，不斷發(fā)展的因特網和越來越快的計算機網絡使得虛擬儀器技術展現(xiàn)其更強大的優(yōu)勢。

　　二、擴展性強

　　NI的軟硬件工具使得工程師和科學家們不再圈囿于當前的技術中。得益于NI軟件的靈活性，只需更新您的計算機或測量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無需軟件上的升級即可改進您的整個系統(tǒng)。在利用最新科技的時候，您可以把它們集成到現(xiàn)有的測量設備，最終以較少的成本加速產品上市的時間。

　　三、開發(fā)時間少

　　在驅動和應用兩個層面上，NI高效的軟件構架能與計算機、儀器儀表和通訊方面的最新技術結合在一起。NI設計這一軟件構架的初衷就是為了方便用戶的操作，同時還提供了靈活性和強大的功能，使您輕松地配置、創(chuàng)建、發(fā)布、維護和修改高性能、低成本的測量和控制解決方案。

　　四、無縫集成

　　虛擬儀器技術從本質上說是一個集成的軟硬件概念。隨著產品在功能上不斷地趨于復雜，工程師們通常需要集成多個測量設備來滿足完整的測試需求，而連接和集成這些不同設備總是要耗費大量的時間。NI的虛擬儀器軟件平臺為所有的I/O設備提供了標準的接口，幫助用戶輕松地將多個測量設備集成到單個系統(tǒng)，減少了任務的復雜性。

　　虛擬儀器技術不斷地擴展其功能及應用范圍?，F(xiàn)在LabVIEW不僅能在PC上開發(fā)測試程序，而且可以在嵌入式處理器和FPGA上設計硬件。這一技術也將最終提供這樣的一個獨立環(huán)境，使用戶可以從設計測試系統(tǒng)到定義硬件的功能，如圖3所示。測試工程師將能使用合適的功能來進行系統(tǒng)級的設計。當他們需要定義專門的測量功能時，他們也將可以用同樣的軟件工具來“細化”到合適的級別以定義測量的功能。例如，工程師可以開發(fā)LabVIEW程序來使用模塊化儀器進行某些測量，如DC電壓和上升時間。當工程師需要開發(fā)專門的測量時，他們也可以使用LabVIEW對原始的測量數(shù)據(jù)進行分析，從而開發(fā)出專門的測量，比如峰值檢測。如果在某些情況下他們需要使用一些新的硬件功能來實現(xiàn)測量，如定制的觸發(fā)，那么他們可以用LabVIEW定義一個觸發(fā)和濾波方案，并嵌入到儀器卡上的FPGA中。

　　虛擬儀器技術已成為測試、工業(yè)I/O和控制和產品設計的主流技術，隨著虛擬儀器技術的功能和性能已被不斷地提高，如今在許多應用中它已成為傳統(tǒng)儀器的主要替代方式。隨著PC、半導體和軟件功能的進一步更新，未來虛擬儀器技術的發(fā)展將為測試系統(tǒng)的設計提供一個極佳的模式，并且使工程師們在測量和控制方面得到強大功能和靈活性。