2.1.1虚拟仪器的概述

虚拟仪器的概念是由美国NationalInstruments（NI）公司最先提出的。虚拟仪器的优势在于它强大的数据处理，数据分析以及各种硬件设备的支持。软件和硬件的结合使得它在数据处理和分析、测量、传输得到了更加轻松地维护，扩容和升级。

虚拟仪器技术（VirtualInstrument）关键是软件和硬件的结合，这使得它可以更加高效，灵活的完成各种数据处理、测量和控制，同时使得虚拟仪器在各领域运用更加普遍。虚拟仪器从1986年研发开始，NILabVIEW图形开发工具已经用于产品设计周期的各个环节。LabVIEW的图形化编程能使得生产的效率，产品开发的时间得到大大缩减。使用集成的虚拟仪器来采集和分析数据可以获得更多的有效信息，而虚拟仪器的网络化使得信息的共享更加高效，这有助于提高生产的效率，同时使虚拟仪器可以满足用户对于项目的各种需求。

在虚拟仪器系统中信号的输入和输出依赖硬件设备，软件是主要部分。在虚拟仪器的系统中用户可以根据自己的需求来对程序进行修改它的仪器功能，这是虚拟仪器的先进技术。虚拟仪器技术的重要优势在于高效的数据转换和计算机的结合，这使得虚拟仪器不仅仅快速的发展也减低了成本。而随着计算机以及网络的发展和提升，虚拟仪器也在快速发展，使得虚拟仪器发展出更多的运用。

2.1.2虚拟仪器的特点及优势

虚拟仪器有着广泛的运用，如数据的采集、数据的分析、仪器的控制、系统的监控、实验室的测量等，使得虚拟仪器的概念也被大家所熟悉和运用。虚拟仪器是强大的测量仪器，虚拟的含义主要体现仪器的虚拟化，使得一些硬件功能能够用软件实现模拟。这和网络的虚拟存在区别，虚拟仪器不代表虚幻，是实实在在的仪器的模拟运用。

虚拟仪器是基于计算机的功能硬件模块和计算机软件构成的电子测试设备，软件是虚拟仪器最重要部分。软件是直接控制各种硬件的驱动程序，这些标准仪器驱动软件使系统的开发与仪器的硬件变更无关[8]。这是虚拟仪器的最大优点之一，因此仪器的开发和更换时间将大大降低。虚拟仪器是软件和硬件间的模块化通信，定时和触发。而虚拟仪器的模块化使得用户项目程序可以运用在下一个项目程序同时不会丢失现有的硬件和软件资源。虚拟仪器中软件VI的模块化以及系统编程的开放性和前面板的灵活性，使得用户的测试需求可以最大程度的体现在虚拟仪器中，从而进行更改和增减硬件以及软件模块来满足不同的需求。虚拟仪器的开发结构如图2-1所示。

图2-1虚拟仪器开发框图

虚拟仪器在各领域应用广泛主要是虚拟仪器有以下特点：

（1）虚拟仪器最大特点是硬件结合软件，使得测试任务更加灵活，也加强了系统存储功能，传统仪器也得到了完善。

（2）虚拟仪器的强大在于它使得部分硬件实现了软件化，节省成本，节省资源，使得系统更加的灵活;同时虚拟仪器的优点在于它良好的人机交互性使得用户的参与性更加全面，用户对于系统的功能及运用更加了解。

（3）虚拟仪器的优点在于实现了系统的模块化，硬件的软件化，同时节省了仪器的尺寸，可以更方便的构建模块化仪器。

（4）虚拟仪器的功能不同于传统仪器在于它由用户自己决定，不是生产仪器的厂商决定，使得仪器功能更加自由化。虚拟仪器系统都有软件部分和硬件部分。对于同一个任务测试价格肯定低于传统仪器，这不仅仅体现虚拟仪器的价格优势，也体现了虚拟仪器的灵活性。