虛擬儀器與傳統儀器解析

所謂虛擬儀器是基于計算機的軟硬件測試平臺，它可代替傳統的測量儀器.虛擬儀器通過軟件將計算機硬件資源與儀器硬件有機的融合為一體，從而把計算機強大的計算處理能力和儀器硬件的測量，控制能力結合在一起，大大縮小了儀器硬件的成本和體積，并通過軟件實現對數據的顯示、存儲以及分析處理。從發展史看，電子測量儀器經歷了由模擬儀器、智能儀器到虛擬儀器，由于計算機性能以摩爾定律（每半年提高一倍）飛速發展，已把傳統儀器遠遠拋到后面，并給虛擬儀器生產廠家不斷帶來較高的技術更新速率。

    虛擬儀器技術的優勢在于可由用戶定義自己的儀器系統，且功能靈活，很容易構建，所以應用面極為廣泛。尤其在科研、開發、測量、檢測、計量、測控等領域更是的好工具。虛擬儀器技術先進，十分符合上流行的“硬件軟件化”的發展趨勢，因而常被稱作“軟件儀器”。它功能強大，可實現示波器、邏輯分析儀、頻譜儀、信號發生器等多種普通儀器全部功能，配以探頭和軟件還可檢測特定系統的參數，如汽車發動機參數、汽油標號、爐窯溫度、血液脈搏波、心電參數等多種數據；它操作靈活，*圖形化界面，風格簡約，符合傳統設備的使用習慣，用戶不經培訓既可迅速掌握操作規程；它集成方便，不但可以和高速數據采集設備構成自動測量系統，而且可以和控制設備構成自動控制系統。

    在儀器計量系統方面，示波器、頻譜儀、信號發生器、邏輯分析儀、電壓電流表是科研機關、企業研發實驗室、大專院所的*測量設備。隨著計算機技術在測繪系統的廣泛應用，傳統的儀器設備缺乏相應的計算機接口，因而配合數據采集及數據處理十分困難。而且，傳統儀器體積相對龐大，多種數據測量時常感到捉襟見肘，手足無措。我們常見到硬件工程師的工作臺上堆砌著紛亂的儀器，交錯的線纜和繁多待測器件。然而在集成的虛擬測量系統中，我們見到的是整潔的桌面，條理的操作，不但使測量人員從繁復的儀器堆中解放出來，而且還可實現自動測量、自動記錄、自動數據處理。其方便之極固不必多言，而設備成本的大幅降低卻不可不提。一套完整的實驗測量設備少則幾萬元，多則幾十萬元。在同等的性能條件下，相應的虛擬儀器價格要低二分之一甚至更多。虛擬儀器強大的功能和價格優勢，使得它在儀器計量領域具有很強的生命力和十分廣闊的前景。

    在測量系統方面，虛擬儀器的發展空間更為廣闊。環顧當今社會，信息技術的迅猛發展，各行各業無不轉向智能化、自動化、集成化。*的計算機應用為虛擬儀器的推廣提供了良好的基礎。虛擬儀器的概念就是用的軟硬件配合計算機實現專有設備的功能，并使其自動化、智能化。因此，虛擬儀器適合于一切需要計算機輔助進行數據存儲、數據處理、數據傳輸的計量場合。測量與處理、結果與分析相脫節的面貌將大為改觀。數據的拾取、存儲、處理、分析一條龍操作，既有條不紊又迅捷快速。推而廣之，一切計量系統，只要技術上可行，都可用虛擬儀器代替，由此可見虛擬儀器應用空間是多么的寬廣。

    在自動控制和工業控制領域，虛擬儀器同樣應用廣泛。決大部分閉環控制系統要求的采樣，及時的數據處理和快速的數據傳輸。虛擬儀器系統恰恰符合上述特點，十分適合測控一體化的設計。尤其在制造業，虛擬儀器的計算能力和巨大數據吞吐能力必將使其在溫控系統、在線監測系統、電力儀表系統、流程控制系統等工控領域發揮更大的作用。