什么是虚拟仪器？与传统仪器的比较分析

1.虚拟仪器

虚拟仪器是结合具有优良性能的测试测量硬件，借助相应的开发平台编写具有虚拟操作面板的测试软件来完成人机交互功能，按照实际需求完成测试测量的技术。20世纪80年代，NI公司创新性地提出虚拟仪器(VI)这一概念，“软件即仪器”的理念表明VI核心为借助软件来实现仪器的部分或者是全部功能。

2.虚拟仪器的构成

虚拟仪器主要由硬件和软件两部分组成，其中硬件是基础，软件为核心。虚拟仪器硬件一部分是各种型号的通用类型计算机，如笔记本电脑和台式机等，用来搭载软件部分，另一部分是直接或间接接触待检测部件的测试用硬件。软件部分包括通用计算机的操作系统、驱动程序和操作软件，驱动程序用来连接并控制测试用硬件，操作软件通过友好的人机界面使用户与虚拟仪器系统完成交互，它在虚拟仪器中十分重要，一方面要完成对测试用硬件的控制操作，另一方面完成对硬件采集到的数据的显示、处理。

3.虚拟仪器的种类

按照测试用硬件构成形式来分，典型的虚拟仪器有以下几类：基于通用接口总线(General Purpose Interface Bus，GPIB)的虚拟仪器系统、基于VXI(VME bus extensions for instrumentation)总线式的虚拟仪器系统、基于外围设备互连总线 (PCI extensions for Instrumentation，PXI)的虚拟仪器系统、基于数据采集卡的虚拟仪器系统。

4.虚拟仪器与传统仪器的比较

(1)开发周期短，人机交互能力强

“软件即核心”是虚拟仪器的理念，软件所能提供的一个重要优势就是模块化。着手一个综合性测试测量项目时，开发人员一般地会根据不同功能将任务需求分成几个单元，被拆分的子任务单元更容易开发和测试，同时也减少了完整项目中各子单元的依赖关系，降低了意外发生几率。可以设计不同的虚拟仪器来执行各个子任务，然后再将它们整合集成到一个完整的系统中执行大型测试测量任务。用户在选择好用于测试测量的通用性硬件之后，可以根据自己的功能需求编辑出软件，更容易满足自己的使用风格。当需要对另一个领域进行测试测量时，适当的更换测试硬件甚至是不需要更换，然后对应用软件进行修改，就是另一套不同领域的仪器，大大缩短了研发时间。

(2)灵活性较高，智能化程度高

虚拟仪器的大部分功能都是利用计算机进行软件编程实现的，用户对于虚拟仪器具有二次开发权，可以根据测量测试的实际需求来增加或者减少软件的功能。此外，有了功能强大的软件帮助，可以为仪器设备设置智能化的决策功能。用户可以把一些前沿的算法如神经网络、专家系统等嵌入到虚拟仪器当中，从而提高仪器的智能化程度。

(3)系统开发成本低

虚拟仪器是以软件为核心，硬件部分大多是通用的计算机和适合某领域的测试硬件，这类测试硬件大多也是通用的，只需要按照测试测量的功能需求完成软件的编写就可以实现数据的采集、分析等功能，缩短仪器的上市时间，这就使得虚拟仪器的研发和运维成本较传统仪器大大降低。

以上梳理了虚拟仪器的定义、种类及其与传统仪器的区别，希望对你有所帮助，如果你想了解更多相关内容，敬请关注三个皮匠报告的行业知识栏目。

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