浅析虚拟仪器

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1、浅谈虚拟仪器摘要:简要的介绍了测量仪器的发展历史及各个阶段仪器的特点；详细介绍了虚拟仪器的基本原理、结构和与传统仪器相比的性能优点。同时还介绍了虚拟仪器的应用状况及未来展望。关键词:仪器技术；虚拟仪器；标准化Abstract:Brieflyintroducethedevelopmenthistoryofmeasuringinstrument,andthecharacteristicoftheinstrumentinallstages.Thebasicprinciple,structureofthevirtualinstrumentandtheadvantagesofvi

2、rtualinstrumentwhicharedifferentfromthetraditionalinstrumentareintroducedindetail.Atthesametime,applicationandfutureexpectationsofthevirtualinstrumentisintroducedbriefly.Keywords:Instrumenttechnology;Virtualinstrument;Standardization0引言随着中国经济技术的发展，中国制造取得了巨大的成就，到处可见“MadeInChina”的标签，已经被公认为

3、“世界工厂”。然而这只是表明了我国现在是制造大国，而不是制造强国。21世纪是信息化的时代，处处充斥着“互联网+”，制造业也毫不例外的要跟互联网结合起来形成新的模式——“互联网+制造”，形成了新的制造理念——智能制造。智能制造的发展离不开测量仪器技术的发展，“没有测量就没有鉴别，科学技术就不能进步”，可以这样说，人类制造技术的发展史书也可以看作是一部测量仪器的发展史书。现在仪器的发展可追溯到十九世纪二十年代，随着科学技术的发展，工业化程度的不断加深，测量仪器在各个行业中如雨后春笋般出现，并取得了巨大的发展，也使得智能制造成为了可能。测量仪器的发展到今天，主要分为模拟仪器、

4、数字化仪器、智能化仪器和虚拟化仪器这四个阶段：第一阶段是模拟仪器，通常也被称为磁机械式仪器或者常规仪器，这类仪器我们在一些实验室和教学课堂上仍然可以看到，例如指针式万用表，晶体管电压表等等。基本结构都是电磁机械式的，并借助指针来显示测得的结果，是以电磁感应基本定理为基础的指针仪器仪表。第二阶段是数字化仪器，它的核心部件是模拟信号和数字信号的转换器，这类仪器现在被广泛应用，例如数字电压表、数字频率等。这类仪器仪表主要是将模拟信号的测量转化为数字化新号测量，并最终以数字信号输出结果，特别适合用于快速相应和较高准确度的测量。第三阶段是智能化仪器，它是以单片机为主体，将计算机技

5、术与测量控制技术相结合组成的“智能化测量控制系统”。相对于传统的仪器仪表具有操作自动化、自测功能、数据处理功能、友好的人机对话能力、可编程操作能力等优点，然后它的这些功能块全部以硬件形式存在，无论是进行开发还是运用都缺乏灵活性，而且需要较大的投资。第四阶段是虚拟化仪器，虚拟化仪器的出现具有划时代的非凡意义，是将来仪器发展的重要方向。它融合了现代计算机软、硬件技术、通信技术和测量技术，其核心部件是软件，利用软件来控制高性能的模块化硬件，完成各种测试、测量和自动化的应用。1虚拟仪器的产生及基本原理虚拟仪器出现在上个世纪——计算机技术、软件技术、总线技术、网络技术、微电子技术

6、的发展，及其在电子测量技术与仪器领域中的应用，使新测试理论、测试方法、测试技术不断出现，仪器与系统的结构不断推陈出新，电子测量仪器及自动测试系统的结构也发生了质的变化，功能与性能得到不断提高。计算机软件技术和仪器计算机（计算机PC机处于核心地位）与测试系统更紧密结合成了一个有机整体成了一个有机整体。在上述的情况下提出了全新概念的仪器——虚拟仪器。虚拟仪器技术最早是由美国国家仪器公司（简称NI）于1986年提出来的，这是对传统仪器概念上的重大突破。它的基本原理是以计算机为硬件平台，使原来需要硬件实现的各种仪器功能尽可能的软件化，利用高效灵活的软件控制高性能的硬件来完成各种

7、测试、测量和自动化的应用，以便最大限度的降低系统成本，增强系统功能与灵活性。用形象语言来概括虚拟仪器的原理，即“软件就是仪器”。所谓虚拟仪器，就是以计算机为核心的硬件平台上，其功能由用户设计和定义，具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。它的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果；利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理；利用I/O接口设备完成信号的采集、测量和调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。使用者利用鼠标或键盘操作虚拟面板，就如同使用一台专用