虛擬儀器解釋

　美國國家儀器公司NI（National　Instruments）提出的虛擬測量儀器（VI）概念，引發(fā)了傳統(tǒng)儀器領域的一場重大變革，使得計算機和網絡技術得以長驅直入儀器領域，和儀器技術結合起來，從而開創(chuàng)了“軟件即是儀器”的先河。

　　虛擬儀器是一種概念儀器，迄今為止，業(yè)界還沒有一個明確的國際標準和定義。虛擬儀器，實際上就是一種基于計算機的自動化測試儀器系統(tǒng)。業(yè)界一般認為，所謂虛擬測量儀器，就是采用計算機開放體系結構取代傳統(tǒng)的單機測量儀器，對各種各樣的數據進行計算機處理、顯示和存儲。虛擬儀器的突出優(yōu)點在于能夠和計算機技術結合，從而開拓了更多的功能，具有很大的靈活性，由于虛擬儀器的設備利用率高、維修費用低、能夠獲得較高的經濟效益。用戶購買了這種虛擬儀器，就不必再擔心儀器會永遠保持出廠時既定的功能模式，用戶可以根據實際生產環(huán)境變化的需要，通過對軟件的不同應用，拓展VI功能，以便適應實際生產的需要。虛擬儀器的另外一個突出的優(yōu)點是能夠和網絡技術結合，能夠通過網絡借助OLE、DDE技術與企業(yè)內部網Intranet聯接，與外界進行數據通信，將虛擬儀器實時測量的數據輸送到Intranet。

　 “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部件來構建虛擬儀器。I／O部件可以是獨立儀器、模塊化儀器、數據采集板（DAQ）或傳感器。NI所擁有的虛擬儀器產品包括軟件產品（如LabVIEW）、GPIB產品、數據采集產品、信號處理產品、圖像采集產品、DSP產品和VXI控制產品等。

　  NI推出的虛擬儀器開發(fā)平臺軟件LabWindows／CVI和LabVIEW，能夠以其直觀簡便的編程方式、眾多的源碼級的設備驅動程序、多種多樣的分析和表達功能支持，為用戶快捷地構筑自己在實際生產中所需要的儀器系統(tǒng)創(chuàng)造了基礎條件。LabVIEW由于能夠為用戶提供簡明、直觀、易用的圖形編程方式，能夠將繁瑣復雜的語言編程簡化成為以菜單提示方式選擇功能，并且用線條將各種功能連接起來，十分省時簡便，深受用戶青睞。與傳統(tǒng)的編程語言比較，LabVIEW圖形編程方式能夠節(jié)省85％以上的程序開發(fā)時間，其運行速度卻幾乎不受影響，體現出了極高的效率。使用虛擬儀器產品，用戶可以根據實際生產需要重新構筑新的儀器系統(tǒng)。例如，用戶可以將原有的帶有RS232接口的儀器、VXI總線儀器以及GPIB儀器通過計算機，聯接在一起，組成各種各樣新的儀器系統(tǒng)，由計算機進行統(tǒng)一管理和操作，以便滿足各種不同的測量、測試和分析系統(tǒng)的需要，還可以將其用于對儀器的監(jiān)控和工業(yè)過程自動化控制，使虛擬儀器能夠在更廣泛的范圍內發(fā)揮更大的作用。

　　VI的工作過程，大致上可以分為數據收集控制、分析和顯示三個部分。VI系統(tǒng)的核心部分是軟件，一般而言，VI的軟件由用戶應用軟件、試驗程序和測量儀器驅動程序等三個部分組成，圖形化編程技術平臺LabVIEW  LabWindows /CVI位于最上層。虛擬儀器技術已經有了一系列的標準規(guī)范，例如VXI、GPIB和VISA等，廣大用戶在選購虛擬儀器系統(tǒng)之時，只要選用符合統(tǒng)一標準的虛擬儀器部件和模塊，就很容易借助標準接口將其連接起來成為一整套虛擬儀器系統(tǒng)。在為了實際需要而擴展功能時，可以重新進行虛擬儀器系統(tǒng)的調整和組裝，并且這種改裝也極其方便，不必淘汰原有的部件和模塊，從而大大地節(jié)省了開支。

　　Agilent對虛擬儀器的定義則另有一番見解，認為虛擬儀器是“將傳統(tǒng)測量儀器中的公共部分（如電源、操作面板、顯示屏幕、通信總線和相關測量功能）集中起來共享，利用計算機及網絡技術，通過軟件與硬件的結合實現多種物理儀器的共享。”

　　獨立儀器只有一塊儀器面板，例如，示波器只有示波器面板，頻譜儀也只有頻譜儀的面板。但是，虛擬儀器的“面板”顯示在PC的屏幕上，儀器的操作是通過鼠標選中不同的按鍵和旋鈕來完成的。根據實際生產的需要，采用不同的軟硬件組合，用戶就能在屏幕上定義自己的儀器，生成各種不同的“儀器面板”。NI國際銷售經理Norman Yee用簡明扼要的一句話，就透徹地說明了虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的根本區(qū)別，他指出：“傳統(tǒng)的獨立儀器由制造商來定義它的功能，而虛擬儀器完全由用戶定義儀器的功能”。

　　與其它基于計算機的自動化測試系統(tǒng)一樣，虛擬儀器是最新的PC技術（例如PentiumⅢ）、先進的測試技術（如VXI／PXI功能模塊儀器）和強大的軟件包等多種技術的大集成。虛擬儀器與傳統(tǒng)獨立儀器的應用領域，既相互交叉又相互補充，相得益彰。在高速度、高帶寬和專業(yè)測試領域，獨立儀器具有無可替代的優(yōu)勢。在中低檔測試領域，虛擬儀器可取代一部分獨立儀器的工作，但完成復雜環(huán)境下的自動化測試是虛擬儀器的拿手好戲，是傳統(tǒng)的獨立儀器難以勝任的。例如，利用虛擬儀器系統(tǒng)可開發(fā)復雜的汽車駕駛室模擬仿真測試臺，并且在開發(fā)時可以獲得極高的工作效率，這對于傳統(tǒng)儀器系統(tǒng)而言，是不可思議的。

　　專家們指出，在這個計算機和網絡時代，利用計算機和網絡技術對傳統(tǒng)的產業(yè)進行改造，已是大勢所趨，而虛擬儀器系統(tǒng)正是計算機和網絡技術與傳統(tǒng)的儀器技術進行融合的產物，因此，在21世紀，虛擬儀器將大行其道，日漸受寵，將會引發(fā)傳統(tǒng)的儀器產業(yè)一場新的革命。