虚拟仪器是在计算机基础上通过增加相关硬件和软件构建而成的、具有可视化界面的仪器。

   　 虚拟仪器彻底打破了传统仪器只能由生产厂家定义，用户无法改变的局面，从而使得任何一个用户都可以方便灵活地用鼠标或按键在计算机显示屏幕上操作虚拟仪器软面板的各种“旋钮”进行测试工作CONTROL ENGINEERING China版权所有，并可以根据不同的测试要求通过窗口切换不同的虚拟仪器，或通过修改软件来改变、增减虚拟仪器系统的功能与规模。虚拟仪器具有的这种“可开发性”和“可扩展性”等优越特点使虚拟仪器具有强大的生命力和竞争力。

   　 虚拟仪器技术由三大部分组成 一、高效的软件。软件是虚拟仪器技术中最重要的部分。使用正确的软件工具并通过设计或调用特定的程序模块，工程师们可以高效地创建自己的应用以及友好的人机交互界面。NI公司提供的行业标准图形化编程软件－－-LabVIEW，不仅能轻松方便地完成与各种软硬件的连接CONTROL ENGINEERING China版权所有，更能提供强大的后续数据处理能力，设置数据处理、转换、存储的方式，并将结果显示给用户。此外，NI提供了更多交互式的测量工具和更高层的系统管理软件工具，满足客户对高性能应用的需求。 二、模块化的I/O硬件。面对如今日益复杂的测试测量应用，NI提供了全方位的软硬件的解决方案。无论用户是使用PCI、PXI、PCMCIA、USB或者是1394总线，NI都能提供相应的模块化的硬件产品，产品种类从数据采集、信号处理、声音和振动测量、视觉、运动、仪器控制、分布式I/O到CAN接口等工业通信，应有尽有。NI高性能的硬件产品结合灵活的开发软件，可以为负责测试和设计工作的工程师们创建完全自定义的测量系统，满足各种独特的应用要求。 目前，NI已经达到了每两个工作日推出一款硬件产品的速度，大大拓宽了用户的选择面。 三、用于集成的软硬件平台。NI首先提出的专为测试任务设计的PXI硬件平台，已经成为当今测试、测量和自动化应用的标准平台，它的开放式构架、灵活性和PC技术的成本优势，为测量和自动化行业带来了一场翻天覆地的变革。由NI发起的PXI系统联盟现已吸引了68家厂商控制工程网版权所有，联盟属下的产品数量也已激增至近千种。

　　1、硬件技术

   　 1.1卡式仪器

    　传统仪器主要由控制面板和内部处理电路组成；而卡式仪器自身不带仪器面板，它必须借助计算机强大的图形环境，建立图形化的虚拟面板控制工程网版权所有，完成对仪器的控制、数据分析和显示。以数据采集卡为例，它通常具有A/D转换、D/A转换、数字I/O和计数器/定时器等功能，有些还具有数字滤波和数字信号处理的功能。现在的多功能数据采集卡多采用了“虚拟硬件（Virtual Hardware，简称VH）的技术，它的思想源于可编程器件，使用户通过程序能够方便地改变硬件的功能或性能参数，从而依靠硬件设备的柔性来增强其适用性和灵活性。目前市面上的VH，其采样率和精度都是可变的。

    　由于卡式仪器与计算机结合紧密，能够充分利用已有的计算机资源，较之传统仪器成本更低廉、使用更灵活、性能更强，因此它是一种极具潜力的仪器种类。

    　1.2总线技术

   　 1.2.1仪器总线

    　GPIB总线（即IEEE488总线）是一种数字式并行总线，主要用于连接测试仪器和计算机。该总线最多可以连接15个设备（包括作为主控器的主机）。如果采用高速HS488交互握手协议，传输速率可高到8MBps。

   　 VXI总线（即IEEE1155总线）是一种高速计算机总线—VME总线在仪器领域的扩展。它是在1987年，由五家测试和仪器公司（Hewlett-PackardCONTROL ENGINEERING China版权所有,Wavetek,Tektronix,ColoradoDataSystems,Racal-Dana Instruments）制订的仪器总线标准。VXI总线具有标准开放、结构紧凑、数据吞吐能力强，最高可达40MBps，定时和同步精确、模块可重复利用、众多仪器厂家支持的特点，因此得到了广泛的应用。不过，由于价格较高，推广应用受到一定限制，主要集中在航空、航天等国防军工领域。

    　PXI总线是以CompactPCI为基础的，由具有开放性的PCI总线扩展而来（NI公司于1997年提出）。PXI总线符合工业标准，在机械、电气和软件特性方面充分发挥了PCI总线的全部优点。PXI构造类似于VXI结构，但它的设备成本更低、运行速度更快，体积更紧凑。目前基于PCI总线的软硬件均可