虚拟仪器概念
假如总结哪一项技能在曩昔50年中，对人类日子的影响最大，那肯定是核算机技能。核算机历经50年的开展，现在现已浸透到了日常日子的方方面面。好像日子中的任何一件物品，不与核算机相结合，就无法再立异;而一旦与核算机结合在一起，则会马上迸发出令人瞠目的生机。
传统设备与核算机的结合一般有两个方向，一是以核算机为主体，在核算机上增加某些必要硬件设备，完结传统设备的功用;二是以传统设备为根底，在其上增加核算机软硬件。以电话为例，它的开展方向：一是为核算机装备耳机、麦克风、摄像头号硬件，然后直接经过核算机进行语音、视频通讯;其二，是把外形和功用都减缩后的核算机直接装置到电话上，并在装置上相应的体系和运用软件，成为智能手机。
不管选用哪种交融方法，传统设备的功用都被革命性的增强了，而其本钱却不断下降。比方说，在核算机上，能够把电话的单纯语音通话功用扩展为语音视频沟通，而起每次通讯的边沿本钱简直为零;时下盛行的各种手机，在嵌入核算机设备后，除了用于通话，更能够用来文娱乃至作业。这些都是传统电话所不能比较的。
图 1 传统仪器与虚拟仪器的结构
在测验丈量范畴，测验仪器阅历了与电话及其相似的开展过程。它们或许被植入CPU、内存、装置上软件，具有了核算机的基本功用;或许被拆解开来，取其核心部件刺进到核算机中去，使核算机具有测验功用。这两种开展方向都使得仪器的功用更强壮，速度更快。但其差异之处在于，把仪器移植到核算机上，更多考虑的是下降本钱;而把核算机移植到仪器上，则更多的是为了满意仪器小型化的需求。
在核算机运算才能强壮到必定程度之后，以“虚拟”为前缀的各项技能开端纷繁呈现，比方虚拟现实、虚拟机、虚拟仪器等。虚拟现实是指用核算机体现实在国际;虚拟机是指在一台核算机上模仿多台核算机;相同虚拟仪器是指在核算机上完结仪器的功用。
虚拟仪器的概念是相对于传统仪器来说的。记住曾经上学做物理试验时，常常用到万用表、示波器等仪器，它们每台仪器便是一个固定的方盒子，它们一切的丈量功用都在这个盒子内完结，这便是所谓的传统仪器。而进入到虚拟仪器年代，这种单一功用的方盒子开端逐步被电脑所替代。
传统仪器的方盒子，用户看不到其内部，更无法改动其结构。因而，一台传统仪器一旦脱离它生产线后，其功用和外观就固定下来了。用户只能运用一台传统仪器完结某个功用固定的测验使命。一旦测验需求改动，则有必要再次购买满意新需求的仪器。
而虚拟仪器的最大优势则在于，它除了根底的信号收集部分，其它软硬件悉数选用通用的核算机软硬件设备。这些通用的软硬件设备能够以低价的价格进行晋级，或许被运用者按自己志愿进行装备。比方，在虚拟仪器上，用户能够经过晋级CPU来加速仪器的处理速度、能够自己编写程序来改动仪器的测验功用和交互界面。
虚拟仪器体系的软硬件结构
依照体系中各部分之间的依靠联系，能够把一套虚拟仪器体系区分红几个层次，如图 2所示。最抽象的区分方法是把虚拟仪器体系区分为软件部分和硬件部分。
尽管软件是虚拟仪器体系的主体，但硬件仍然是整个体系最根底的部分。硬件首要担任将被丈量物理信号转化为二进制的数字信号数据，而软件体系一方面担任操控硬件的作业，一方面又担任对收集到的数据进行剖析处理、显现和存储。
图 2 虚拟仪器体系的层次结构
规划虚拟仪器的硬件部分时需求考虑多种要素，以下罗列其间最首要的几个：
* 被丈量物理信号的特性。不同的物理信号需求运用不同类型的传感器将其转化为可供电脑剖析的数字电信号，而不同的传感器又需求装备不同的信号调度模块。某些前期虚拟仪器体系直接经过GPIB等总线与传统仪器相连，运用传统仪器的硬件部分转化和收集被测信号。
* 硬件技能指标。不同层次的数据收集设备能够支撑的采样率、分辨率以及精度等都有不同。一般，一套体系会选取能够满意丈量需求的最低等级硬件或是不超出资金预算的最高等级硬件。
* 满意运用需求。依据虚拟仪器体系作业环境的不同，需求为体系挑选不同品种的运算、操控单元。比方，作业在恶劣环境下的虚拟仪器体系需求选用工业等级核算机作为载体;被放置在工业现场狭小空间内的虚拟仪器需求选用嵌入式体系;需求满意多种丈量功用的虚拟仪器体系能够选用PXI机箱作为载体。
规划虚拟仪器体系的软件部分首要需求考虑的是运用何种开发渠道。开发渠道的挑选，一要考虑体系硬件的约束，二要考虑软件开发的周期和本钱。
某些硬件只支撑特定的开发软件，比方某些嵌入式体系有必要运用Linux操作体系和C编程言语。一般来说依据台式机的虚拟仪器体系对开发软件的支撑更全面，能够挑选Windows或其它操作体系，能够挑选LabVIEW、VB 、VC等各种常用编程言语。这其实也是在硬件规划时应当考虑的要素，挑选虚拟仪器硬件体系的结构时，应当尽量挑选有完善软件支撑的硬件设备。
各种开发软件的适用场合、难易程度都不尽相同。挑选一种最为广泛运用的开发言语，能够进步软件开发功率，节约开发本钱，确保体系质量。
依据TIOBE公司计算的各类编程言语的运用状况，近年来Java、C、C++始终是运用的最为广泛的编程言语。但就测验丈量范畴来说，状况并非如此。在测控范畴，运用最为广泛的编程言语是LabVIEW，它也是开发虚拟仪器体系的首选编程言语。
