1.1.1 虛擬儀器定義虛擬儀器（Virtual Instruments）是基于計(jì)算機(jī)的儀器，計(jì)算機(jī)和儀器密切結(jié)合是目前儀器技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。粗略地說，這種結(jié)合有兩種方式。一是將計(jì)算機(jī)裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能儀器。隨著計(jì)算機(jī)功能日益強(qiáng)大、體積日趨縮小，這類儀器的功能也越來越強(qiáng)大。目前，內(nèi)嵌高性能嵌入式系統(tǒng)的儀器儀表就是其典型代表。另一種方式是將儀器裝入計(jì)算機(jī)，以通用計(jì)算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)各種儀器功能，即虛擬儀器的實(shí)現(xiàn)方式。

　　一般來說，儀器系統(tǒng)基本功能主要包括：信息的采樣與控制、信息的分析與處理、信息的表達(dá)與指示。如圖 1-1，虛擬儀器實(shí)現(xiàn)方式中的數(shù)據(jù)采樣、分析和處理由通用計(jì)算機(jī)的軟硬件完成。插入計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采樣、調(diào)理與傳輸；應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)被測信號(hào)的分析、處理，并按需要輸出結(jié)果，包括圖表顯示、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和報(bào)表打印，整個(gè)測控過程僅通過對(duì)軟件界面操作即可完成。虛擬儀器充分利用計(jì)算機(jī)軟件與硬件的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、分析和處理，即達(dá)到了傳統(tǒng)儀器的效果，又突破了傳統(tǒng)儀器在測量速度、測量功能以及適應(yīng)范圍的局限，并能拓展用戶創(chuàng)新想象的空間，從而在儀器功能、處理算法、信息表達(dá)形式上靈活創(chuàng)新。根據(jù)測控項(xiàng)目的不同需求，通過必要的軟件設(shè)計(jì)與硬件增減，用戶就可以設(shè)計(jì)出全新的、獨(dú)屬的測控系統(tǒng)。在虛擬儀器系統(tǒng)中，硬件僅負(fù)責(zé)信號(hào)的輸入與輸出，軟件才是整個(gè)儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵和靈魂，所以有 “軟件就是儀器” 的說法。對(duì)比列出虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的各自特點(diǎn)如表 1-1 所示。相比傳統(tǒng)儀器，虛擬儀器最大特點(diǎn)是其功能由軟件定義，用戶可按照不同應(yīng)用要求進(jìn)行選擇和調(diào)整。而傳統(tǒng)儀器的功能是由廠商事先定義好的，其功能用戶無法與變更。正是由于這個(gè)顯著特點(diǎn)，虛擬儀器具有功能多樣、開放靈活、面向應(yīng)用、重復(fù)使用、價(jià)格便宜等特點(diǎn)。虛擬儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)與儀器儀表技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物，是對(duì)傳統(tǒng)儀器概念的重大突破，是儀器儀表領(lǐng)域內(nèi)的一次革命。虛擬儀器是繼模擬化儀表、智能化儀器之后的新一代儀器，代表了當(dāng)前測控儀器發(fā)展的方向之一。