關于虛擬儀器的幾篇文章，希望大家發表一下意見

大家來討論一下關于虛擬儀器技術應用了計量檢定方面的問題。呵呵！

大家隨便看看吧，不多沒有E文的，不知道國外關于這方面虛擬儀器應用于檢定有什么新的發展。那位有國外的現狀指導一下啊，呵呵，謝謝了！

虛擬儀器和傳統儀器的比較

什么是虛擬儀器？它與傳統儀器有何不同？
    虛擬儀器由用戶定義，而傳統儀器則功能固定且由廠商定義。
    每一個虛擬儀器系統都由兩部分組成------軟件和硬件。對于當前的測量任務，虛擬儀器系統的價格與具有相似功能的傳統儀器相差無幾，甚至比它少很多倍。而且，由于虛擬儀器在測量任務需要改變時具有更大的靈活性，因而隨著時間的流逝，節省的成本也不斷累計。
    不使用廠商定義的、預封裝好的軟件和硬件，工程師和科學家獲得了最大的用戶定義的靈活性。傳統儀器把所有軟件和測量電路封裝在一起利用儀器前面板為用戶提供一組有限的功能。而虛擬儀器系統提供的則是完成測量或控制任務所需的所有軟件和硬件設備，功能完全由用戶自定義。此外，利用虛擬儀器計數，工程師和科學家們還可以使用高效且功能強大的軟件來自定義采集、分析、存儲、共享和顯示功能。
這里有一些體現虛擬儀器靈活性的例子：
1.一個應用，不同的設備
   在這個例子中， 一位工程師正在實驗室的臺式計算機PCI總線上使用NI LabVIEW和M系列DAQ設備開發一個應用程序，以創建一個直流（DC）電壓和溫度測量應用。在完成了系統構建之后，他需要在一個生產層PXI系統上配置應用程序以完成新產品的測試。或者，他可能需要應用程序具有便攜性，所以他選擇了NI USB DAQ產品來完成任務。在這個例子中，無論是何種選擇，在這三種情況下，他都可以僅在同一個程序中使用虛擬儀器而無需改變代碼。

[url=]點擊看原圖[/url]

2.許多應用程序，一個設備
    假設有另外一個工程師，剛剛完成了一個利用最新的M系列DAQ設備和積分編碼器測量電機位置的項目。他的下一個項目是監視和記錄這個電機的功率。即使任務完全不同他也可以重用同樣的M系列DAQ 設備。他所需要做的就是使用虛擬儀器軟件開發出新的應用程序。此外，如果需要的話，項目既可以與一個單一的應用程序結合也可以運行在一個單一的M系列DAQ設備。

與傳統儀器相比，虛擬儀器硬件性能如何？
    虛擬儀器的重要概念就是驅使實際虛擬儀器軟件和硬件設備加速的策略。NI致力于適應或使用諸如Microsoft、Intel、Analog Devices、Xilinx以及其他公司的高投入技術。NI使用Microsoft在操作系統（OS）和開發工具方面的巨大投資。在硬件方面，NI基于Analog Devices在A/D轉換器方面的投資。

    基本上，虛擬儀器系統是基于軟件的，所以如果只要是可以數字化的東西，您就可以對它進行測量。因此，測量硬件可在通過兩根坐標軸進行評估，即分辨率（位）和頻率。參考下圖可以看出虛擬儀器硬件測量性能與傳統儀器的比較。NI的目標就是將曲線在頻率和分辨率上延伸并且在曲線內進行不斷推陳出新。
虛擬儀器和傳統儀器能夠兼容嗎？
    許多工程師和科學家都在實驗室里將虛擬儀器和傳統儀器結合使用。除此之外，一些傳統儀器提供了特定的測量，工程師和科學家寧愿廠商定義也不愿自己定義。這就引出了一個問題，“虛擬儀器和傳統儀器能夠兼容嗎？”
    虛擬儀器可與傳統儀器完全兼容，無一例外。虛擬儀器軟件通常提供了與常用普通儀器總線 (如GPIB、串行總線和以太網) 相連接的函數庫。
    除了提供庫之外，200多家儀器廠商也為NI儀器驅動庫提供了4000余種儀器驅動。儀器驅動提供了一套高層且可讀的函數以及儀器接口。每一個儀器驅動都專為儀器某一特定的模型而設計，從而為它獨特的性能提供接口。


虛擬儀器和綜合性儀器有何不同？
    自動測試工業中一個基本的趨勢就是往基于軟件的測試系統的重大轉變。例如，美國國防部（DoD）是世界上最大的自動測試設備（ATE）客戶之一。為了減少測試系統的成本并提高重用率，DoD通過海軍的NxTest計劃已經確定：將來的ATE要使用建立在模塊化硬件和可重復配置的軟件基礎上的體系結構，稱為綜合性儀器。采用綜合性儀器代表了將來軍用ATE系統標準和規范的重大發展，并且反映出可重復配置的軟件處于將來系統的核心地位這一基本轉變。基于軟件測試系統的成功應用，例如綜合性儀器，需要對硬件平臺和市場上軟件工具的理解，以及對系統級體系結構和儀器級體系結構之間區別的理解。
    綜合性儀器執行團體將綜合性儀器定義為“一個可重復配置的系統，它通過標準化的接口連接一系列基本硬件和軟件
[/url]組件，從而發生信號或者使用數值處理技術進行測量”。這與虛擬儀器的許多性質相同，虛擬儀器是“一個軟件定義的系統，其中基于用戶需要的軟件定義了通用測量硬件的功能”。兩種定義享有共同的性質，即運行于商用硬件之上的可自定義功能的儀器。通過將測量功能轉向用戶可接觸并可重復配置的硬件，那些采用這種體系結構的儀器從具有更大靈活性和可重復配置功能的系統中受益，而且這些系統反過來又提高了性能同時減少了成本。

0、引言
　　電子測試儀器是電子行業的基礎，它在電子行業中長期占據著十分重要的地位，它是一個時代的電子行業發展水平的標志，并隨著科學技術的發展而不斷地更新變化著。傳統的測試儀器由于功能固定，研制生產周期長等缺點，越來越不能滿足信息時代的要求。這就給一種新型的測量儀器——虛擬儀器提供了極大的發展空間，由于其硬件結構簡單，以軟件為主實現各種功能，且隨計算機的發展不斷提高其性能，具有很強的適應性，所以越來越引起世人的高度關注。本文就虛擬儀器的產生、發展過程、結構原理、性能特點及應用等方面進行詳細的介紹，使讀者對虛擬儀器有更深入地了解。
1、虛擬儀器的發展
　　主要利用PC技術，只是添加A/D及D/A變換等少許硬件和以軟件為主的儀器稱為虛擬儀器。虛擬儀器通過應用程序將通用計算機與功能化硬件結合起來，用戶可通過友好的圖形界面來操作計算機，就像在操作自己定義、自己設計的一臺儀器一樣，從而完成對被測試量的采集、分析、判斷、顯示、數據儲存等。它是在 PC技術的基礎上發展起來的，能在數據導入磁盤的同時，實時地進行復雜的分析。具有高效的性能、強大的擴展功能、節約開發時間，以及完美的集成性能等技術優勢。
　　早在八十年代初，就有人以個人計算機為基礎，在微機內部增加一些插件或外附插件箱，將各種測量電路插件接于PC內部總線，加上某些軟件來實現傳統儀器的功能，這種儀器稱為PC儀器或個人儀器。因為計算機系統的硬軟件資源可代替一般自動測試系統和智能儀表中的微處理器、存儲器、接口電路和顯示器，因而減少了儀器的許多硬件，降低了儀器成本，而且無需對每一種新儀表都從頭開始設計，所以該方案一經提出就在儀表界引起極大的轟動。
　　隨著VXI（開放式測量系統）總線系統問世以及PC機的結構的變化，不斷推動了虛擬儀表發展。VXI總線標準是一種全開放型卡式儀表標準，具有靈活適用、性能先進、高速運行、小型便攜的特點，適用于模塊化設計儀表。PC機微處理器CPU速度不斷提高、采用流水線、RISC結構，大大地提高了測試系統的數值處理能力。近年來，由于計算機軟硬件技術資源的極大豐富，數字信號處理技術，圖形化界面技術和自動生成程序等技術的提高，使虛擬儀器的進一步發展有了雄厚的技術基礎。
2、虛擬儀器的結構原理
　　虛擬儀器是利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。靈活高效的軟件能創建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統集成，標準的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應用的需求。虛擬儀器的本質是利用現有的計算機，加上特殊設計的儀器硬件和專用軟件形成既有普通儀器的基本功能又有一般儀器所沒有的特殊功能的高檔低價的新型儀器。它是利用計算機強大的圖形環境和在線幫助功能，建立虛擬儀器面板，以代替傳統儀器完成對儀器的控制、數據分析和顯示功能。虛擬儀器的輸入輸出由數據采集卡、GPIB卡等硬件模塊完成，儀器的功能主要由軟件構成。虛擬儀器系統框圖如圖1所示。
                                
                                             圖1　虛擬儀器系統框圖

　　一套完整的虛擬儀器系統的結構一般來說分為四層：
　　1）測試管理層
　　用戶使用虛擬儀器生產廠商開發的應用程序，組成自己的一套測試儀器。這是虛擬儀器的優點之一，它可以方便地使用戶根據自己的需要，自己的風格建立自己的測試儀器。
　　2）應用（程序）開發層
　　由生產商提供的軟件開發工具，如NI（NATIONAL INSTRUMENTS）公司的LabVIEW軟件，LabWindows/CVI軟件。用戶可以用這類軟件進行深層開發，以擴展儀器原有的功能。
　　3）儀器驅動層
　　由生產商開發，針對不同類型的儀器有不同的驅動程序接口。為給用戶提供方便、易用的儀器驅動程序，泰克公司、惠普公司和美商國家儀器公司等35家國際上最大的儀器公司成立了VXI plug & play系統聯盟，并于推出VISA（Virtu-al Instrument Software Architecture）標準。
　　4）I/O總線驅動層
　　由生產商開發，用于將不同類型的實際儀器通過相同標準的總線連接起來形成一套完整的測試系統，如得到廣泛應用的VXI（開放式測量系統）總線系統。
3、虛擬儀器的性能特點
　　虛擬儀器徹底改變了傳統儀器由生產廠家定義功能的模式，而是在少量附加硬件的基礎上，由用戶定義儀器功能。因為它的運行主要依賴軟件，所以修改或增加功能、改善性能都非常靈活，也便于利用PC的軟硬件資源和直接使用PC的外設和網絡功能。虛擬儀器不但造價低，而且通過修改軟件可增加它的適應性，進而延長它的生命周期，是一種具有很好發展前景的儀器。與傳統儀器相比，虛擬儀器具有高效、開放、易用靈活、功能強大、性價比高、可操作性好等明顯優點，具體表現為：
　　1）智能化程度高，處理能力強
　　虛擬儀器的處理能力和智能化程度主要取決于儀器軟件水平。用戶完全可以根據實際應用需求，將先進的信號處理算法、人工智能技術和專家系統應用于儀器設計與集成，從而將智能儀器水平提高到一個新的層次。
　　2）應用性強，系統費用低

　　應用虛擬儀器思想，用相同的基本硬件可構造多種不同功能的測試分析儀器，如同一個高速數字采樣器，可設計出數字示波器、邏輯分析儀、計數器等多種儀器。這樣形成的測試儀器系統功能更靈活、更高效、更開放、系統費用更低。通過與計算機網絡連接，還可實現虛擬儀器的分布式共享，更好地發揮儀器的使用價值。
　　3）操作性強，易用靈活
　　虛擬儀器面板可由用戶定義，針對不同應用可以設計不同的操作顯示界面。使用計算機的多媒體處理能力可以使儀器操作變得更加直觀、簡便、易于理解，測量結果可以直接進入數據庫系統或通過網絡發送。測量完后還可打印、顯示所需的報表或曲線。這些都使得儀器的可操作性大大提高而且易用、靈活。
4、虛擬儀器的應用
　　虛擬儀器的功能和性能已被不斷地提高，如今在許多應用中它已成為傳統儀器的主要替代方式。隨著PC、半導體和軟件功能的進一步更新，未來虛擬儀器技術的發展將為測試系統的設計提供一個極佳的模式，并且在測量和控制方面都有無以倫比的強大功能和靈活性。可廣泛應用于電子測量、振動分析、聲學分析、故障診斷、航天航空、軍事工程、電力工程、機械工程、建筑工程、鐵路交通、地質勘探、生物醫療、教學及科研等諸多方面。
　　虛擬儀器的各種優點讓用戶可以放心地舍棄舊的傳統測量設備，接受更新型、以計算機為基礎的虛擬儀器系統。由于計算機的性能價格比不斷改進，使虛擬儀器的價格更為大眾化，用戶不必再受限于傳統儀器的使用限制和昂貴的價格，進一步降低了使用成本，減少了系統的開發費用和系統的維護費用。此外，新型筆記本電腦又把虛擬儀器的便攜性和強大功能推向一個新的水平。所有這些必將加快虛擬儀器的發展，使它的功能和應用領域不斷增強和擴大。

太復雜了，還有什么虛擬儀器呢。
要多學習啊。