在信息技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)與通信技術(shù)迅猛發(fā)展的作用下， 電子測量技術(shù)也隨之出現(xiàn)了天翻地覆的改變：儀器架構(gòu)逐漸由簡單化演變?yōu)閺?fù)雜化， 虛擬儀器的功能也越來越多樣化， 虛擬儀器的測量功能非常重要， 其在測量領(lǐng)域中屬于十分重要的重點(diǎn)研究對象。虛擬儀器技術(shù)的誕生和發(fā)展， 代表著21世紀(jì)的測量技術(shù)與儀器技術(shù)的發(fā)展正邁入一個(gè)全新的信息時(shí)代。虛擬儀器標(biāo)志著測量系統(tǒng)從傳統(tǒng)的以硬件為主到以軟件為中心的本質(zhì)上的轉(zhuǎn)變。因此， 探究電子測量領(lǐng)域中虛擬儀器的使用狀態(tài)是當(dāng)前首要任務(wù)。

　　1 虛擬儀器的總體概述

　　1.1 虛擬儀器的定義

　　計(jì)算機(jī)技術(shù)組織、管理儀器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是構(gòu)成虛擬儀器的基本思路， 把老式儀器硬件集成電路轉(zhuǎn)換為通過軟件來傳達(dá)信息的形式， 一步步地把儀器的采集、分析以及儲(chǔ)存等功能替換， 實(shí)現(xiàn)把傳統(tǒng)的電子儀器徹底逃汰的最終目標(biāo)， 將現(xiàn)代儀器技術(shù)更進(jìn)一步推廣。虛擬儀器的構(gòu)成是通過電子測量技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)集結(jié)合發(fā)展而來的， 其是兩者集成發(fā)展的結(jié)晶品， 虛擬儀器標(biāo)示了現(xiàn)代儀器與測試技術(shù)的最新發(fā)展時(shí)代， 是目前研究的新方向。僅僅從虛擬儀器方面看， 此技術(shù)主要功能為：虛擬儀器工具功能、由軟件實(shí)現(xiàn)儀器的測量功能。

　　相對于老式儀器， 虛擬儀器技術(shù)具備更好的功能， 主要表現(xiàn)在以下方面：一是， 功能性強(qiáng)、性價(jià)比高， 虛擬儀器可以基于原始儀器的功能對傳統(tǒng)的儀器實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的豐富， 并增強(qiáng)其功能， 對用戶的使用便于度大大加強(qiáng)， 并且對測試系統(tǒng)的構(gòu)建十分有利， 對實(shí)現(xiàn)虛擬儀器的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展具有促進(jìn)作用;二是， 在操作方面， 在傳統(tǒng)儀器技術(shù)上， 對其進(jìn)行了革新， 用戶在工作的過程中， 只需通過圖形用戶界就可以把工作順利完成， 最大限度地提升了儀器的運(yùn)行速度以及工作質(zhì)量;其三， 硬件日趨模塊化、系統(tǒng)化， 有助于運(yùn)行過程中管理事項(xiàng)的順利進(jìn)行， 標(biāo)準(zhǔn)化測量技術(shù)。

　　1.2 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較

　　傳統(tǒng)儀器的屬性是：從普遍定義上說一臺(tái)單獨(dú)存在的機(jī)械裝備。觀其表面， 其結(jié)構(gòu)部件的配置， 基本由操作的界面、信號(hào)的輸入處、運(yùn)出測驗(yàn)結(jié)果等。操作版面的配件有：開關(guān)、按鈕、旋鈕等部件。數(shù)字、指針式表頭、圖像窗口、打印輸出等屬于運(yùn)出測驗(yàn)結(jié)果的形式。分析其功能定義：搜羅與控制信號(hào)、拆分與管理信號(hào)、運(yùn)出與傳達(dá)結(jié)果等方面。傳統(tǒng)儀器在性能上， 普遍經(jīng)過固定性的軟件得以表現(xiàn)出來。它的構(gòu)成框架決定了傳統(tǒng)儀器的生產(chǎn)模式：儀器廠家是唯一的生產(chǎn)方式， 并且它的性能與范疇屬于固定的模式。

　　現(xiàn)代社會(huì)化大生產(chǎn)改變了電子儀器需求條件， 其要求電子儀器在種類上， 品種更豐富化， 在功能上要求電子儀器更強(qiáng)大化、精確度更高， 對電子儀器在測驗(yàn)速率上更加快速， 時(shí)效性能強(qiáng)， 人機(jī)界面性能較好。虛擬儀器的配置都可以由用戶按照自己的喜好進(jìn)行組建， 把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、硬件、軟件以及附件連接到一塊， 組成符合自身要求的儀器裝備。

　　傳統(tǒng)或者虛擬它們的類型也許存在差異性， 但是在功能上， 本質(zhì)性能實(shí)際上是差不多的， 其所實(shí)現(xiàn)的操作， 同樣是數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)解析、顯示測驗(yàn)結(jié)果。它們之間唯一存在的本質(zhì)性區(qū)別則是運(yùn)行時(shí)靈活度的差別。通常來講， 性能通過生產(chǎn)工廠設(shè)定、性能不變的單獨(dú)設(shè)備， 如：測距儀、萬用表、電子尺等， 就不具備能夠讓用戶進(jìn)行自定義操作的靈活性功能。故虛擬儀器將傳統(tǒng)儀器取代， 其結(jié)果存在著至關(guān)重要的受益作用。

　　2 虛擬儀器對電子測量的影響

　　基于虛擬儀器的本身優(yōu)勢， 決定了其在測量范疇中得以推廣與應(yīng)用是必然的， 在電子測量領(lǐng)域中存在著十分重要的影響， 從其功能配置層面看， 傳統(tǒng)儀器上只可以進(jìn)行單一測量的缺點(diǎn)， 可以通過虛擬儀器技術(shù)得到改變， 讓傳統(tǒng)儀器可以向著集成化的方向推進(jìn)， 例如：信號(hào)的發(fā)出、顯示、測量功能同時(shí)的在同一臺(tái)儀器產(chǎn)生上;由于新技術(shù)的提出， 許多的領(lǐng)域多電子測量技術(shù)的要求越來越高， 目前的技術(shù)水平已經(jīng)不能滿足人們的需求， 正如， 在通訊領(lǐng)域中， 其對信通道的測量， 要求指標(biāo)分析應(yīng)當(dāng)在頻域內(nèi)實(shí)行， 數(shù)據(jù)采集后， 運(yùn)用軟件實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析以及處理， 這一項(xiàng)技術(shù)可以通過應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

　　不僅是這樣， 虛擬儀器應(yīng)用于電子測量， 還可以使得測量的成本極大限度減少， 促進(jìn)儀器使用比率有效提升， 同時(shí)， 還增加了儀器在維修與運(yùn)用上的便利度， 正是這樣， 虛擬儀器技術(shù)是當(dāng)代最突出、顯著測量技術(shù)之一， 并且適用各個(gè)領(lǐng)域中。

　　3 虛擬儀器不同領(lǐng)域的應(yīng)用

　　虛擬儀器在電子測量技術(shù)中的發(fā)展， 其運(yùn)用的總線方式不一樣， 功能以及性能在持續(xù)的提升， 虛擬儀器與相比傳統(tǒng)儀器所具備的性能更先進(jìn)、更實(shí)用。虛擬儀器被推廣應(yīng)用于許多領(lǐng)域中， 正如：在VXI總線的基礎(chǔ)上的軍工虛擬儀器與在虛擬儀器的邊界基礎(chǔ)上掃描測試系統(tǒng)等等。虛擬儀器的應(yīng)用主要在以下幾方面：

　　(1) 虛擬儀器應(yīng)用與測量技術(shù)上。虛擬儀器的系統(tǒng)上的靈活性、開發(fā)性和依舊能夠保持與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行同步， 致使它能夠不斷地提高測量方面的基準(zhǔn)度， 將測量成本最大限度地降低， 并且能夠?qū)⒂脩舻拈_發(fā)時(shí)間大大的節(jié)省。

　　(2) 將虛擬儀器結(jié)合與監(jiān)控層面上。使用虛擬儀器在采集上能夠及時(shí)進(jìn)行采集與將傳感器上傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄， 并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、頻域分析、數(shù)字濾波等技術(shù)處理， 進(jìn)而使得監(jiān)控功能得以實(shí)現(xiàn)。例如：在水質(zhì)監(jiān)測與遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用上充分發(fā)揮其能動(dòng)作用。

　　(3) 工程處理過程中虛擬儀器使用狀況。其應(yīng)用于工程處理的不同階段， 都能夠?yàn)槠涮峁┓浅３龅姆��?wù)：無論是研發(fā)、設(shè)計(jì)還是到生產(chǎn)測試， 都可以做出出色的服務(wù)。經(jīng)典的例子是：在的基礎(chǔ)上的虛擬儀器， 其集中了報(bào)警管理、歷史數(shù)據(jù)追蹤、安全、網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)I/O、企業(yè)內(nèi)部連網(wǎng)等眾多功能于一身。這些功能在生產(chǎn)時(shí)， 能夠輕易地使工業(yè)配置相結(jié)合， 并實(shí)行運(yùn)用， 將老式儀器設(shè)備的使用率大大降低。

　　(4) 虛擬儀器與遠(yuǎn)程教育的應(yīng)用。由于虛擬儀器的隊(duì)伍不斷壯大、完善， 其在教育領(lǐng)域中也得到廣泛的應(yīng)用， 教育部門逐漸開始將虛擬儀器應(yīng)用于教學(xué)系統(tǒng)上， 他們利用虛擬儀器來建設(shè)使用于其本身的教學(xué)系統(tǒng)， 不但將開支節(jié)省， 并且因?yàn)樘摂M儀器的系統(tǒng)具備靈活性、可以重復(fù)利用的性較強(qiáng)的優(yōu)勢， 致使教學(xué)的方式的靈活性大大加強(qiáng)。

　　(5) 虛擬儀器產(chǎn)出信息報(bào)表技術(shù)的應(yīng)用。Lab V IEW所產(chǎn)出的計(jì)量檢定和訪問A ccess數(shù)據(jù)庫的出具反應(yīng)十分快捷且便利地完成以及鑒定報(bào)表的任務(wù)。讓技術(shù)的人員在輸出規(guī)定格式的某種報(bào)表的測試結(jié)果與信息的方便度， 得到大大的加深。

　　4 虛擬儀器應(yīng)用于電子測量中

　　4.1 虛擬儀器在硬件模塊的應(yīng)用

　　硬件模塊的運(yùn)行原理主要的是對被測驗(yàn)的對象， 對其輸入一串能控、頻率簡單的正弦信號(hào)展開測驗(yàn)工作， 同時(shí)做出的反應(yīng)要與此相符。把反應(yīng)出來的信號(hào)輸出于信號(hào)處理模塊當(dāng)中， 對信號(hào)的篇幅進(jìn)行整理， 使得信號(hào)處于合理的范圍內(nèi)， 憑借此項(xiàng)工作保證測量的準(zhǔn)確性。運(yùn)行速度快而準(zhǔn)的處理模塊化處理方式， 檢測對象的網(wǎng)絡(luò)輸出信號(hào)幅度與相位的獲得便更加精準(zhǔn)有效。

　　虛擬儀器技術(shù)出現(xiàn)與推廣電子測量中， 促進(jìn)了電子測量的工作從單獨(dú)的手工操作向大規(guī)模、自動(dòng)化的方向轉(zhuǎn)變， 并且此項(xiàng)技術(shù)在測量中使用， 其能夠有效的達(dá)成操控儀器的目的， 將測量的精準(zhǔn)度提升， 還可以將手工化的操作取代， 對測量的有效性的提升起到十分重要的幫助， 促進(jìn)現(xiàn)代化和信息化的測量系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn);除此之外， PXI總線技術(shù)中， 內(nèi)核技術(shù)對測量工作的規(guī)范化在某程度上起到了促進(jìn)的作用， 該項(xiàng)技術(shù)與高速通訊總線測量技術(shù)相輔相成， 并且PXI總線技術(shù)的自身優(yōu)勢---可拓展性及其良好的發(fā)展?fàn)顩r， 決定了虛擬儀器平臺(tái)創(chuàng)設(shè)的基本依據(jù)是電子測量技術(shù)的發(fā)展方向。

　　4.2 虛擬儀器在軟件模塊的應(yīng)用

　　軟件在虛擬儀器系統(tǒng)中處于核心、領(lǐng)導(dǎo)地位， 其可以使功能化的特點(diǎn)發(fā)揮出來， 在最大程度上將系統(tǒng)的成本減少到最低， 并且將系統(tǒng)的性能與靈活度大大的提升。虛擬儀器系統(tǒng)中， 其軟件最主要功能技術(shù)有：VISA庫、驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用程序三個(gè)方面。在真實(shí)的操作實(shí)際過程中， 用戶把測量任務(wù)、目標(biāo)相互統(tǒng)一， 更進(jìn)一步研發(fā)使測量軟件更具目的性， 從而使得復(fù)雜測量目標(biāo)能夠更順利使用軟件完成工作。虛擬儀器的軟件技術(shù)本身具備了傳統(tǒng)儀器所不具備的特有的優(yōu)勢， 其獨(dú)具靈活性的優(yōu)點(diǎn)， 決定了它可以在應(yīng)用中替換傳統(tǒng)儀器中某些的硬件， 并基于此特點(diǎn)最大程度上將本身功能的作用發(fā)揮出來， 尤為突出的是信號(hào)測量的形成與分析的過程中， 虛擬儀器測量技術(shù)能夠直接的參與其中， 最大限的將軟件和硬件之間相結(jié)合的能動(dòng)性作用發(fā)揮出來。

　　電子測量的工序類型屬于綜合型， 其在對數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度上要求較為嚴(yán)格， 故軟件與用戶之間的協(xié)調(diào)工作顯得尤為重要。在實(shí)踐過程中， 用戶和儀器之間的信息交流、傳達(dá)通過控制界面程序?qū)�兩者連接在一起， 讓用戶獲得所需的數(shù)據(jù)信息， 提供了參考依據(jù)給下一個(gè)工作環(huán)節(jié);與此同時(shí)， 對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析與研究， 可以利用軟件中的數(shù)據(jù)分析的性能， 依靠計(jì)算機(jī)自帶的計(jì)算性能、函數(shù)庫性能達(dá)成， 有助于虛擬儀器系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理功能更進(jìn)一步提升。驅(qū)動(dòng)軟件在虛擬軟件中具備了對特定儀器進(jìn)行調(diào)解的性能， 起到起承轉(zhuǎn)合的效果， 協(xié)助電子測量的工作， 有助于測量的過程可以順利的進(jìn)行。

　　5 結(jié)束語

　　綜上所述， 在科學(xué)信息技術(shù)日益發(fā)展與社會(huì)要求越來越高的當(dāng)下， 虛擬儀器越來越具備綜合性與功能性， 對電子測量精準(zhǔn)度、可靠性的提升起到了主導(dǎo)性作用， 從某層面上看來， 虛擬儀器技術(shù)是一場意義重大的技術(shù)革命， 對社會(huì)許多領(lǐng)域存在著深刻的影響力。在電子測量層面上， 該領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化其技術(shù)上的研究， 并有效的結(jié)合測量任務(wù)與目標(biāo)， 調(diào)整與優(yōu)化軟件的技術(shù)， 強(qiáng)化技術(shù)的針對性， 在電子測量應(yīng)用過程中最大化地將虛擬儀器的領(lǐng)先技術(shù)發(fā)揮出來。

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　　《電子測量技術(shù)的新發(fā)展——虛擬儀器》來源：《信息技術(shù)》，作者：徐進(jìn)