虚拟仪器及其应用文献综述
虚拟仪器的发展及在化学工程领域中的应用
虚拟仪器的发展及在化学工程领域中的应用摘要：虚拟仪器是在科学技术快速发展的今天，代替传统的仪器在各个领域得到广泛应用的一种应用平台，它可以对各种数据进行采集，并通过分析和处理，最后将其存储起来。
它具有很多优势，如高性能，低成本等等。
本文对虚拟仪器的发展路径进行了描述，并通过实例，分析了其在化学工程领域中的应用情况，并对其未来的发展进行了预测和展望。
关键词：虚拟仪器；发展；化学工程；应用Abstract: virtual instrument is in rapid development of science and technology today, instead of traditional instruments in all areas of widely used an application platform, and it can be to a variety of data acquisition, and through the analysis and processing, finally store it up. It has many advantages, such as high performance, low cost, and so on. In this paper the development of virtual instrument path is described and, with practical examples, analyzed it in the application of chemical engineering, and the future development of the forecast and the forecast.Key words: virtual instrument; Development; Chemical engineering; application一、虚拟仪器的发展和结构组成电子仪器的发展，一共经历了四个重要阶段：模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。
虚拟仪器的发展及应用
虚拟仪器的发展及应用摘要：虚拟仪器在各个领域中的应用越来越广泛，主要介绍虚拟仪器的发展过程，虚拟仪器的软件与硬件的基本构成原理，并介绍了一些虚拟仪器的应用。
通过介绍，可以断定虚拟仪器有广泛的应用前景，是今后一段时间的发展方向。
关键词：虚拟仪器；测试；采集硬件；算法软件0引言由于微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术的高度发展及其在电子工业测量技术与仪器上的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断涌现，在许多方面已经冲破了传统仪器的概念。
虚拟仪器就是其中的一种，虚拟仪器是基于通用PC建立的可编程仪器及仪器系统，就是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟前面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。
在虚拟仪器中，硬件仅仅是为了解决信号的输入与输出，软件才是整个仪器的关键。
用户可以通过软件构造几乎任意功能的仪器。
现在虚拟仪器已得到了广泛应用，并成为当前国内外测试技术领域十分关注的技术热点。
1测量技术的发展过程1.1传统测试仪器仪表的发展历程测量仪器是科学技术发展的基础，而科学技术的发展又推动着测量仪器的发展进程。
测量仪器仪表技术发展至今，主要经历了以下几个阶段：(2)以模拟电子技术为基础的模拟式仪表阶段；(3)以数字电子技术为基础，引入了锁相技术、频(4)以大规模、超大规模集成电路为基础的智能化仪器仪表阶段。
这一阶段是电子仪器领域取得重大发展的标志性联阶段，在一定时期内曾开创了现代电子测量、测试技术的先河；(5)以电子测量技术、自动控制技术和计算机技术的发展相融合为基础的自动测试系统阶段。
这是电子测量技术的又一次飞跃，它真正实现了高速度、高准确度、多参数和多功能的图1传统仪器仪表的发展进程测试，甚至在一定程度上实现了不同地域上的网络化测试功能。
自动测试系统阶段是基于传统仪器仪表技术的测量测试技术发展的高级阶段，它是当今科学技术高度发展的必然结果，同时也为科学技术的进一步发展提供了基础性的保障。
L新编VIEW文献综述
L新编VIEW文献综述Revised by Liu Jing on January 12, 2021文献综述一虚拟仪器前言虚拟仪器是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。
虚拟仪器的突出优点在于能够与计算机技术结合，将计算机资源与仪器硬件，数字信号处理技术与不同功能的软件模块结合，组成不同的仪器功能C，3o用户可根据测试的需要，自己设计所需要的仪器系统，即利用数据采集卡及计算机外围硬件进行信号的采集与检测，然后用计算机所编的软件来实现对信号的处理、计算和分析以及对测试结果进行显示。
虚拟仪器的出现改变了原有仪器的整体设计思路，用软件代替了硬件。
将传统仪器由硬件实现的数据分析与显示功能，改由功能强大的计算机及其显示器来完成，使工程技术人员可以用一部笔记本电脑到现场就可轻松完成信号的采集、处理及频谱分析和波形分析111O LabVIEW（实验室虚拟仪器集成环境）是NI公司（美国国家仪器公司）的创新软件产品，也是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环境，可实现数据采集、仪器控制、过程监控和动测试等实验室研究和工业自动化领域的实际任务。
利用LabVIEW 编程软件设计虚拟仪器，不仅能够实现一般测量仪器的功能，还能够根据用户需求，自己设计软件部分，增加普通测量仪器不具备的其它功能［：，o 二示波器原理概述示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。
它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。
示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。
在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。
利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等⑶。
数字示波器是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出來的高性能示波器。
虚拟仪器数据采集应用论文【精品范文】
虚拟仪器数据采集应用论文虚拟仪器是以一种全新的理念来设计和发展的仪器，他是90年代发展起来的一项新技术，主要用于自动测试、过程控制、仪器设计和数据分析等领域，其基本思想是在仪器设计或测试系统中尽可能用软件代替硬件，即“软件就是仪器”，他是在通用计算机平台上，根据用户需求来定义和设计仪器的测试功能，其实质是充分利用计算机的最新技术来实现和扩展传统仪器的功能。
1 虚拟仪器的特点和构成1.1 虚拟仪器的特点与传统仪器相比，虚拟仪器具有高效、开放、易用灵活、功能强大、性价比高、可操作性好等明显优点，具体表现为：智能化程度高，处理能力强虚拟仪器的处理能力和智能化程度主要取决于仪器软件水平。
用户完全可以根据实际应用需求，将先进的信号处理算法、人工智能技术和专家系统应用于仪器设计与集成，从而将智能仪器水平提高到一个新的层次。
复用性强，系统费用低应用虚拟仪器思想，用相同的基本硬件可构造多种不同功能的测试分析仪器，如同一个高速数字采样器，可设计出数字示波器、逻辑分析仪、计数器等多种仪器。
这样形成的测试仪器系统功能更灵活、更高效、更开放、系统费用更低。
通过与计算机网络连接，还可实现虚拟仪器的分布式共享，更好地发挥仪器的使用价值。
可操作性强，易用灵活虚拟仪器面板可由用户定义，针对不同应用可以设计不同的操作显示界面。
使用计算机的多媒体处理能力可以使仪器操作变得更加直观、简便、易于理解，测量结果可以直接进入数据库系统或通过网络发送。
测量完后还可打印、显示所需的报表或曲线，这些都使得仪器的可操作性大大提高而且易用、灵活。
1.2 虚拟仪器的构成虚拟仪器的构建主要从硬件电路的设计、软件开发与设计2个方面考虑。
硬件电路的设计主要根据用户所面对的任务决定，其中接口设计可选用的接口总线标准包括GP IB总线、VXI总线等。
推荐选用VXI总线。
因为他具有通用性强、可扩充性好、传输速率高、抗干扰能力强以及良好的开放性能等优点，因此自1987被首次推出后迅速得到各大仪器生产厂家的认可，目前VXI模块化仪器被认为是虚拟仪器的最理想平台，是仪器硬件的发展方向。
实验报告 虚拟仪器
实验报告虚拟仪器实验报告：虚拟仪器引言：虚拟仪器是指利用计算机技术和虚拟现实技术，模拟实际仪器的功能和操作界面的一种工具。
它能够在实验室环境中模拟各种实验场景，并提供实时数据采集和分析功能，使科学研究和教学更加便捷和高效。
本文将对虚拟仪器的发展历程、应用领域以及优缺点进行探讨。
发展历程：虚拟仪器的发展始于上世纪八十年代，当时计算机技术的迅猛发展为虚拟仪器的出现提供了技术基础。
最早的虚拟仪器是通过软件模拟实验仪器的功能，但由于计算机性能的限制，其在数据采集和实时控制方面存在一定的局限性。
随着计算机硬件和软件技术的不断进步，虚拟仪器逐渐发展成为一种集成了硬件和软件的综合系统，能够实现更加复杂的实验操作和数据处理。
应用领域：虚拟仪器在科学研究和教学中具有广泛的应用。
在科学研究方面，虚拟仪器能够模拟各种实验场景，帮助科学家进行实验设计和数据分析，加快科研进程。
在教学方面，虚拟仪器能够提供真实的实验环境，使学生能够在虚拟实验室中进行实际操作，提高实验技能和科学素养。
此外，虚拟仪器还可以用于产品研发、质量控制等领域，提高工作效率和产品质量。
优点：虚拟仪器相比传统实验仪器具有以下优点：1. 节约成本：虚拟仪器不需要实际的仪器设备，只需要计算机和相关软件，大大降低了实验成本。
2. 灵活性：虚拟仪器可以根据实验需求进行灵活调整和扩展，满足不同实验要求。
3. 安全性：虚拟仪器操作在计算机环境下进行，不会对实验人员的安全造成威胁。
4. 数据分析：虚拟仪器能够实时采集和分析数据，提供更加准确和全面的实验结果。
缺点：虚拟仪器也存在一些缺点：1. 真实性：虚拟仪器虽然能够模拟实验场景，但仍然无法完全替代真实实验，某些实验现象可能无法完全模拟。
2. 操作技能：虚拟仪器的操作相对简单，可能无法培养学生的实际操作技能。
3. 硬件依赖：虚拟仪器的运行需要计算机硬件的支持，对计算机性能有一定要求。
结论：虚拟仪器作为一种新兴的实验工具，具有广泛的应用前景。
虚拟仪器在教学实验中的研究与应用
虚拟仪器在教学实验中的研究与应用
虚拟仪器是指基于计算机技术，以软件形式模拟传统仪器操作的一种教学工具。
相对
于传统实验仪器，虚拟仪器具有成本低、操作简便、易于控制、可重复等优点，同时还可
以减少实验装置的占地面积，避免实验中的危险因素等。
因此，虚拟仪器在教学实验中有
着广泛的应用前景。
首先，虚拟仪器可以帮助学生更好地理解和掌握理论知识。
传统的实验仪器操作需要
学生具备一定的实验技能，但是虚拟仪器却可以让学生将精力集中于理论知识的学习上，
通过模拟实验的方式，让学生更深入地了解实验原理和操作方法，提高实验教学的效果。
其次，虚拟仪器可以胜任一些传统实验仪器无法完成的任务。
例如，一些高难度、高
成本、高风险的实验，在传统实验仪器中难以实现，但是在虚拟仪器中可以完美地实现，
为学生提供更多可能的学习机会。
再次，虚拟仪器的应用可以帮助学生更好地掌握实验技能。
由于虚拟仪器并非真正的
实验操作，学生可以在其上放心尝试和练习，不必担心在实验操作中导致的损耗和浪费。
虚拟仪器还可以多次复盘实验，以检视操作过程和结果，提高实验技能的掌握程度。
最后，虚拟仪器具有良好的交互性，可以让学生更快捷地与教师进行反馈和互动。
学
生可以直接在虚拟仪器中查看和分析实验结果，并即时将自己的疑惑提交给教师进行解答，实现教师和学生之间的实时互动。
虚拟仪器在教学实验中的研究已经取得了许多成果，具有广泛的应用前景。
而要在实
践中更好地发挥虚拟仪器的作用，需要进一步研究和探索，不断优化其的功能、性能和用
户体验，为实验教学提供更加优质的教育资源。
虚拟仪器论文虚拟仪器技术发展论文
虚拟仪器论文虚拟仪器技术发展论文摘要：本文介绍了虚拟仪器的产生、虚拟仪器组成及结构，分析了虚拟仪器的优势，并对虚拟仪器的现状及展望进行简述。
关键词：虚拟仪器；信号；展望overview of the 30-102 virtual instrument technology developmentdeng songqing,wang yao(91913 troop,dalian116041,china)abstract:this paper describes the emergence of virtual instruments,virtual instrument composition and structure,analysis of the advantages of virtual instruments,and the current situation and prospect of virtual instruments briefly.keywords:virtual instrument;signal;prospect一、虚拟仪器的产生虚拟仪器（virtual instrument，简称vi）是利用计算机来管理仪器，组织仪器系统，利用计算机建立的可编程仪器系统。
美国国家仪器公司ni（national instruments）于20世纪八十年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器概念。
由于没有传统仪器专用的前面板、显示器，所有仪器面板都在监视器上模拟显示，所以称为虚拟仪器。
虚拟仪器的出现引发了传统仪器领域的一场变革，利用人的智力资源替代物质资源，虚拟仪器实现了传统仪器、计算机和网络技术融为一体，产生了虚拟测试技术，随后研制和推出了基于多种总线，各个领域应用的虚拟仪器。
二、虚拟仪器组成及结构虚拟仪器主要由硬件和软件组成。
系统硬件组成如下图，硬件主要包括模块化的信号采集与处理，信号转换与测试和集成的硬件平台。
浅谈虚拟仪器技术的应用及发展
浅谈虚拟仪器技术的应用及发展摘要：虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。
灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。
这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。
关键词：虚拟仪器滤波一、虚拟仪器技术概述虚拟仪器（Virtual Intrument，简称VI）是计算机技术与仪器技术深层次结合产生的全新概念的仪器，是对传组仪器概念的重大突破，是仪器领域内的一次革命。
虚拟仪器是继第一代仪器——模拟式、仪表器二代仪器——分立元件式仪表、第三代仪器——数字式仪器、第四代仪器——智能化仪器之后的新一代仪器。
虚拟仪器是在计算机的显示屏上虚拟了传统仪器面板的计算机化仪器，它尽可能多的将原来由硬件电路完成的信号调理和信号处理的功能，代替为计算机的程序来完成。
这种硬件功能软件化，是虚拟仪器的一大特征。
操作人员在计算机的屏幕上利用指点设备操作虚拟的仪器，就象操作真实的仪器一样，完成对被测量的采集、显示、分析、处理、存储及数据生成。
是一种以计算机和测试模块的硬件为基础、以计算机软件为核心所构成的，并且在计算机屏幕上显示虚拟的仪器面板，可由用户软件来定义仪器功能的仪器。
虚拟仪器系统可以广泛地应用在通讯、自动化、半导体、航空、电子、电力、生化制药、和工业生产等各种领域。
现有的虚拟仪器系统按硬件工作平台主要可分为基于PC总线的虚拟仪器、基于VXI的虚拟仪器、基于PXI的虚拟仪器，所应用场合不同各有其特点。
虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。
灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。
这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。
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虚拟仪器及其应用文献综述
摘要
随着当前经济和互联网的快速发展，虚拟仪器与人类生活的关系越来越紧密。
虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通讯及图形用户界面显示的软件组成的测控系统，具有用户定义测量功能、便于组成自动测试系统强大的数据处理功能、系统组建时间短、便于扩展等特点，被广泛应用于测量、监控、工程处理、远程教育、报表生成技术等方面。
关键词：虚拟仪器，测试系统，特点，应用，互联网
引言
从十九世纪初到二十世纪末，测量仪器经历了模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器这四个阶段。
相较于前面三代的测量仪器，虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通讯及图形用户界面显示的软件组成的测控系统，是一种由计算机操纵的模块化仪器系统[1]。
计算机管理着虚拟仪器的硬软件资源，是虚拟仪器的硬件基础。
此外，还有基于计算机总线和模块化仪器总线的各种主要用于完成被测输入信号的采集、放大、模/数转换功能的测控功能硬件，如：利用PCI计算机总线的数据采集卡（DAQ）、GPIB总线仪器、VXI总线仪器模块、串口总线仪器等。
虚拟仪器的软件系统主要包括I/O接口软件、仪器驱动程序、仪器开发软件、应用软件。
1 虚拟仪器系统构成
虚拟仪器由硬件系统和软件系统两部分组成，其中硬件系统一般分为计算机硬件平台和测控功能硬件；软件系统从底层到顶层，包括三部分：VISA 库、仪器驱动程序和应用软件，如图1、2。
图1-1 虚拟仪器的基本构成
图1-2 虚拟仪器的构成框图
1.1 硬件构成
（1）计算机硬件平台
计算机硬件平台可以是各种类型的计算机，如普通台式计算机、便携式计算机、工作站、嵌入式计算机等。
[2]
（2）测试功能硬件
通过A/D转换将模拟信号转化成数字信号，送入计算机进行分析、处理、显示等；再通过D/A转换把数字控制量转化成模拟控制量，送到执行器，从而实现反馈控制，如数据采集卡系统、GPIB仪器控制系统、VXI仪器系统以及它们之间的任意组合。
所涉及到的硬件接口模块包括：插入式数据采集卡(DAQ)、串/并口、IEEE488接口(GPIB)卡、VXI控制器以及其它接口卡。
1.2 软件系统
计算机硬件平台可以是各种类型的计算机，如普通台式计算机、便携式计算机、工作站、嵌入式计算机等。
虚拟仪器是一种主要靠软件实现的仪器,软件才是整个系统的关键.因为虚拟仪器应用软件集成了仪器的所有采集、控制、数据
分析、结果输出和用户界面等功能,使传统仪器的某些硬件乃至整个仪器都被计算机软件所代替。
[3]-[5]
（1）I/O 接口软件
I/O 接口是系统正常工作不可或缺的重要一环，主要实现以下三方面的功能：1)速度的匹配；2)信息格式的变换，包括串并转换，A/D、D/A 转换，电平转换等；3)提供主机和外设间数据所必需的状态和控制信息。
在虚拟仪器系统中，硬件接口软件驱动化，已经经历了VISA 和IVI 两种规范。
（2）仪器驱动程序
驱动程序是一种将硬件与操作系统相互连接的软件。
（3）仪器开发软件
仪器开发软件是设计虚拟仪器所必须的软件工具。
目前，存在两类虚拟仪器开发软件：一类是通用开发软件，如VC++，VB等；另一类是专用开发软件，专门面向用户的编程软件，如LabVIEW、Lab Windows/CVI、HP公司的VEE等。
（4）应用软件
应用软件建立在仪器驱动程序之上，直接面对操作用户，通过直观友好的测控操作界面、丰富的数据分析与处理功能等，完成自动测试任务。
应用软件应完成3个主要功能：提供1个集成的开发环境,1个与仪器硬件的高级接口和1个图形
用户接口。
2 虚拟仪器发展前景及应用
2.1 发展前景
（1）虚拟仪器沿总线技术的发展过程有两条：1.GPIB → VXI → PXI总线方式（适合大型高精度集成系统）；2.PC 插卡式→ 并口式→ USB口→ IEEE1394 →eSATA（适合于普及型的廉价系统）。
（2）网络化发展：随着计算机网络的迅速发展及相关技术的日益完善，高性能、高可靠性、低成本的网关、路由器、中继器、网络接口芯片等网络互联设备的不断进步。
通过虚拟仪器，用户不仅能够远程监测/控制过程和实验数据，
而且还可以在网络上实时发布信息，同时监控多个过程，实现资源共享，增强了用户的工作能力。
目前，国内外网络化虚拟仪器的发展主要有三种模式:远程示教与监测，仿真实验，远程控制实测。
2.2 应用
虚拟仪器经过十几年的发展，其应用涉及到与人们生活息息相关的多个领域，得到了国际上越来越多国家的重视。
（1）虚拟仪器在测量方面的应用。
其在测量方面不仅能提高精确度，降低成本，还能节省用户的开发时间，如在电力系统中对谐波的测量。
（2）虚拟仪器在监控方面的应用。
用虚拟仪器可以随时采集和记录从传感器传来的数据，并进行统计、数字滤波、频域分析等处理，从而实现监控功能。
如可以利用采集卡和计算机通信对企业中水泵站进行动态监控。
（3）虚拟仪器在工程处理中的应用。
在工程处理的每一个阶段，虚拟仪器均能提供出色的服务：从研发、设计到生产测试。
比较典型的是基于LabVIEW的虚拟仪器，它集报警管理、历史数据追踪、安全、网络、工业I/O、企业内部连
网等功能于一身。
在生产过程中，这些功能可以轻松地将多种工业设备集成在一起使用，减少传统仪器设备的数目。
（4）虚拟仪器在远程教育方面的应用。
由于虚拟仪器系统具有灵活、可重复利用性强等优点，使得教学方法也更加灵活了。
如可利用虚拟仪器构建基于CAN总线的传感器虚拟仪器实验室，为高校师生和研究人员提供一个专业实验教学及科研平台，同时通过PC与Internet互联构成真正意义上的远程共享从而构成网络教学体系。
（5）虚拟仪器报表生成技术的应用。
LabVIEW生成的计量检定报表及访问Access测试信息数据库可以方便快捷的完成出具记录、鉴定报告这一任务。
使得工程技术人员以一定格式的报表形式输出测试结果和测试信息更为方便
结论
经过对相关文献的查阅和学习基本上对虚拟仪器的硬件和软件部分有了大致的了解。
硬件部分包括计算机硬件平台和测试功能硬件；软件部分包括I/O 接口软件、仪器驱动程序、仪器开发软件、应用软件。
虚拟仪器的专用软件开发平
台在信号处理与分析算法方面提供了标准，为用户提供了许多现成的控件，用户可根据自己的实际需求快速构建一个虚拟仪器应用软件，进而完成实际测试任务。
然而像LabVIEW 这些专用的软件开发平台来开发虚拟仪器应用软件，不仅需要
熟练掌握一门软件编程语言，而且还需要系统学习软件工程方面的一些知识来设计或给出一种方法或一个模型。
同时，根据所查文献可知虚拟仪器一般具有的特点有：用户定义测量功能、便于组成自动测试系统、减少了开关和电缆、强大的数据处理功能、系统组建时间短、便于扩展、测量速度高、有更好的测量准确度和可重复性、技术更新快。
参考文献
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