全面介紹了虛擬儀器概念的提出，它的基本原理、主要結(jié)構(gòu)和性能特點；回顧了虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展歷史，簡要介紹了各階段虛擬儀器的基本特點；對國內(nèi)外虛擬儀器技術(shù)的應用研究現(xiàn)狀作了詳細闡述；最后，展望了未來虛擬儀器技術(shù)的應用研究。

　　虛擬儀器 （Virtual Instrument，VI） 是20世紀80年代末由美國國家儀器公司 （National Instru-ments Corporation，NI）提出的新概念 ， 是對傳統(tǒng)儀器概念上的重大突破 。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完成各種測試、測量和自動化的應用。一個典型的倒子是在計算機上插數(shù)據(jù)采集卡，然后用軟件在屏幕上生成儀器面板，用軟件來進行信號分析的處理，實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器的功能。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(shù)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

　　與傳統(tǒng)測量儀器相比，虛擬儀器技術(shù)有著許多自己獨特的特點與優(yōu)勢，以下列出其一部分特點：

　　①虛擬儀器具有開發(fā)與維護費用低的特點。

　　②虛擬儀器具有傳統(tǒng)儀器所無法比擬的強大信號處理能力。因為虛擬儀器可以充分利用計算機強大的軟件資源，對信號靈活地進行計算、分析、判斷、處理、顯示或輸出等。

　?、厶摂M儀器由用戶自定義儀器功能， 而傳統(tǒng)儀器一經(jīng)設計、制造完成后， 就很難改變。

　?、芴摂M儀器具有技術(shù)更新周期短的特點，大約為1-2年。

　?、萏摂M儀器開放、靈活，可與計算機同步發(fā)展，可靈活地與網(wǎng)絡及其周邊設備實現(xiàn)互聯(lián)

　　目前虛擬儀器技術(shù)已經(jīng)普遍被應用于測試測量與工業(yè)自動化領域，包括電子測控、電力工程、物礦勘探、醫(yī)療、震動分析、聲學分析、故障診斷及教學科研等多方面

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　　虛擬儀器的起源可以追朔到20世紀70年代，PC機出現(xiàn)以后，儀器級的計算機化成為可能，NI公司已經(jīng)在Macintosh計算機上推出了LabVIEW2.0以前的版本。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完成各種測試、測量和自動化的應用。自1986年問世以來，世界各國的工程師和科學家們都已將NI LabVIEW圖形化開發(fā)工具用于產(chǎn)品設計周期的各個環(huán)節(jié)，從而改善了產(chǎn)品質(zhì)量、縮短了產(chǎn)品投放市場的時間，并提高了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)效率。使用集成化的虛擬儀器環(huán)境與現(xiàn)實世界的信號相連，分析數(shù)據(jù)以獲取實用信息，共享信息成果，有助于在較大范圍內(nèi)提高生產(chǎn)效率。

　　根據(jù)虛擬儀器的發(fā)展過程，截至目前，大致可以分成三個發(fā)展階段：

　　第一階段，利用計算機增強傳統(tǒng)儀器的功能。由于GPIB總線標準的確立，計算機和外界通信成為可能，只需要把傳統(tǒng)儀器通過GPIB和RS-232同計算機連接起來，用戶就可以從測量儀器獲得數(shù)據(jù)，并在計算機上通過各種軟件工具來完成對數(shù)據(jù)的分析處理與顯示。

　　第二階段，開放式儀器。儀器硬件上出現(xiàn)了兩大技術(shù)進步：一是插入式計算機數(shù)據(jù)處理卡 （ plug-in PC-DAQ ）；二是VXI儀器總線標準的確立。

　　第三階段，虛擬儀器框架得到了廣泛認同和采用。軟件領域面向?qū)ο蠹夹g(shù)把任何用戶構(gòu)建虛擬儀器需要知道的東西封裝起來。許多行業(yè)標準在硬件和軟件領域以產(chǎn)生，幾個虛擬儀器平臺已經(jīng)得到認可并逐漸成為虛擬儀器行業(yè)的標準工具。