虚拟仪器技术现状及发展趋势
虚拟仪器技术的应用与发展
虚拟仪器技术的应用与发展随着科技的不断进步，虚拟仪器技术已经成为了现代化实验室的必备工具。
虚拟仪器技术是一种基于计算机软件和硬件技术实现的仪器技术，它可以模拟和替代传统的物理仪器，使得科研人员、工程师和学生能够更加方便、快捷地进行实验和研究。
本文将从虚拟仪器技术的定义、应用、优势和发展等方面进行介绍。
一、虚拟仪器技术的定义虚拟仪器技术是一种基于计算机软件和硬件技术实现的仪器技术，它可以模拟和替代传统的物理仪器，实现测试、控制、监测和分析等功能。
虚拟仪器技术主要包括虚拟测量仪器、虚拟控制仪器和虚拟分析仪器等。
虚拟测量仪器可以通过计算机软件和硬件来模拟传感器、示波器、频谱分析仪等传统的物理测量仪器；虚拟控制仪器可以通过计算机软件和硬件来模拟运动控制器、逻辑控制器等传统的物理控制仪器；虚拟分析仪器可以通过计算机软件和硬件来模拟数据分析仪、图像处理仪等传统的物理分析仪器。
二、虚拟仪器技术的应用虚拟仪器技术的应用非常广泛，可以在各个领域中得到应用。
以下列举几个典型的应用场景：1、科研实验室虚拟仪器技术可以在科研实验室中得到广泛的应用。
科研人员可以通过虚拟测量仪器来模拟实际的测量仪器，进行各种物理量的测量和分析。
虚拟控制仪器可以模拟实际的控制仪器，实现各种运动控制和逻辑控制。
虚拟分析仪器可以模拟实际的数据分析仪器，进行各种数据分析和图像处理。
2、工业自动化虚拟仪器技术可以在工业自动化领域中得到广泛的应用。
工程师可以通过虚拟测量仪器来模拟各种传感器和测量仪器，实现对工业生产过程的实时监测和控制。
虚拟控制仪器可以模拟各种运动控制器和逻辑控制器，实现对工业生产过程的自动化控制。
3、教育培训虚拟仪器技术可以在教育培训领域中得到广泛的应用。
学生可以通过虚拟测量仪器来模拟实际的测量仪器，进行各种物理量的测量和分析。
虚拟控制仪器可以模拟实际的控制仪器，实现各种运动控制和逻辑控制。
虚拟分析仪器可以模拟实际的数据分析仪器，进行各种数据分析和图像处理。
(完整word版)虚拟仪器技术现状及发展趋势
虚拟仪器技术现状及发展趋势摘要随着计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大的变化，美商国家仪器公司(National Instruments)于八十年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把虚拟测试技术带入新的发展时期，随后研制和推出了基于多种总线系统的虚拟仪器。
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。
目录引言 (1)第一章虚拟仪器概述 (2)1.1仪器的发展 (2)1.1.1仪器的发展 (2)1.1.2 虚拟仪器的发展 (2)1.2虚拟仪器的分类 (3)1.3与传统仪器的比较 (4)第二章虚拟仪器硬件 (4)2.1传感器及信号调理 (4)2.1.1放大 (5)2.1.2 滤波与平滑 (5)2.1.3 隔离 (5)2.2DAQ板卡 (6)2.2.1模拟量输入 (6)2.2.2 模拟量输出 (6)2.2.3 数字I/O (6)2.2.4 定时I/O (7)第三章虚拟仪器组成 (7)3.1高效的软件 (7)3.1.1 概述 (7)3.1.2 LabVIEW简介 (7)3.2模块化的I/O硬件 (8)3.2.1 概述 (8)3.2.2 DAQ板卡 (8)3.3用于集成的软硬件平台 (8)第四章虚拟仪器特点 (9)4.1 (9)4.2 (9)4.3 (10)4.4 (10)第五章虚拟仪器的现状及发展趋势 (10)5.1国外发展情况 (10)5.2国内发展情况 (10)5.3虚拟仪器的展望 (11)结束语 (11)致谢 (12)参考文献 (12)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。
虚拟仪器技术的国内外研究现状分析
对虚拟仪器技术的研究不仅有助于提高测试效率，降低测试成本，还可以推动相关领域的技术创新和产业升级。
背景
研究背景与意义
研究目的与方法
本文旨在分析虚拟仪器技术的国内外研究现状，探讨其发展趋势和应用前景，为相关领域的研究人员和从业人员提供参考和借鉴。
研究目的
首先，通过查阅大量国内外文献，了解虚拟仪器技术的发展历程、研究现状及最新研究成果；其次，对虚拟仪器技术的原理、特点、应用领域等方面进行深入分析；最后，结合实际案例，探讨虚拟仪器技术在生产实践中的应用和优势。
嵌入式系统应用
大数据处理技术应用
云计算和云服务应用
研究趋势预测
05
结论与展望
虚拟仪器技术在国内发展迅速，应用领域广泛，包括工业自动化、智能家居、医疗健康等。
国内研究主要集中在软件算法优化和硬件设备研发，在虚拟仪器技术应用领域的研究相对较少。
国外虚拟仪器技术发展水平较高，对于应用领域的研究较为深入，且具有广泛的实际应用价值。
研究结论
研究不足与展望
国内虚拟仪器技术在某些领域的应用研究尚不深入，需要加强实践和应用研究。
未来虚拟仪器技术将进一步与人工智能、物联网等技术融合，实现更加智能化、自动化的应用。
缺乏具有自主知识产权的虚拟仪器核心技术和产品，需要加强自主研发和创新。
未来需要进一步加强虚拟仪器技术的标准化和规范化工作，促进其广泛应用和发展。
仪器仪表行业的发展趋势
国内仪器仪表行业正朝着产业规模化、技术高端化、产品智能化等方向发展，以满足不断升级的市场需求。
国内研究现状
虚拟仪器技术的研发与应用
国内科研机构和企业正在加大虚拟仪器技术的研发力度，拓展其在航空航天、汽车制造、电子电气等领域的应用。
虚拟仪器的现状和发展趋势调查报告
虚拟仪器的现状和发展趋势调查报告学号：xx4xxxxxx 班级：通信xx1 姓名：马吉炜一. 虚拟仪器的现状虚拟仪器是计算机管理的数字化仪器系统，因此，依据某种通用或专用总线标准或规约，或以某种接口形式，与计算机进行通信和管理，并与计算机系统共同工作运行的仪器系统，目前多数属于虚拟仪器系统，它的典型特征是不可脱离计算机而独立工作。
在信号源类虚拟仪器系统中，种类不是很多，主要有D／A 卡系统和任意波发生器，另外还有函数发生器、合成信号源等。
在测量仪器类虚拟仪器系统中，则有许多种类，其中最主要的是A／D卡系统和数据采集系统，另外还有数字存储示波器、瞬态记录仪、数字化仪、数字多用表、频率计数器、信号分析仪、相位计、失真仪、噪声分析仪、阻尼计等多种。
原则上，非虚拟仪器里的仪器，都可以用虚拟仪器方式实现，但在大功率领域以及射频微波领域里的仪器设备，虚拟仪器实现比较困难，模块也较少；低频领域，以及小功率领域里，虚拟仪器已经具有了良好的发展态势。
目前，主流的虚拟仪器主要是VXI、PXI、各种计算机总线(如PCI、ISA、RS232、USB)等总线标准的各种插卡和仪器模块，间或有少数其他总线形式的仪器模块，工作方式多是插入各种总线式仪器机箱内或直接插入计算机主机箱内，少数情况下是独立模块以接口形式接入计算机。
它们多数属于中低频范围，主要是工程应用类仪器设备，射频微波类以及高准确度类仪器设备较少。
由于一部分虚拟仪器模块及系统(如数据采集系统)早在虚拟仪器概念提出之前就已经存在，所以，虚拟仪器概念的建立、提出和发展，一直是围绕着现有仪器设备的功能和性能，逐步强调和加大软件在仪器中的地位和作用，并以软件技术代替硬件技术为核心进行，逐渐将非虚拟仪器虚拟化。
二.虚拟仪器的应用利用虚拟仪器技术，用户可定义自己的专用仪器系统，且功能灵活，易于构建，所以应用面极为广泛。
尤其在科研开发、检测计量、测量测控等领域更是不可多得的好工具。
虚拟仪器技术的国内外
01 02
虚拟仪器技术的概念
虚拟仪器技术是一种基于计算机的自动化测试和测量技术，利用计算机 软件来控制和操作测试测量设备，实现数据的采集、处理、分析和显示 等功能。
虚拟仪器技术的起源
虚拟仪器技术起源于20世纪90年代，随着计算机技术和数字信号处理 技术的不断发展，逐渐形成了以计算机为基础的自动化测试测量系统。
加强资金监管
政府应加强对虚拟仪器技术研发和应用项目的资金监管，确保资金用 于实质性的研发活动，提高资金使用效益。
推进产学研合作与协同创新
建立产学研合作机制
政府应积极推动企业、高校和研究机构之间的产学研合作 ，建立长期稳定的合作关系，实现资源共享和优势互补。
支持协同创新平台建设
政府可以支持建设虚拟仪器技术协同创新平台，为产学研 各方提供交流、合作和创新的平台，促进技术转移和成果 转化。
企业应用现状
中国电科
中国电科在虚拟仪器技术的应用方面，积极探索新的应用场景，开发了一系列 基于虚拟仪器的测试与测量系统，广泛应用于航空、航天、兵器等领域。
华为技术
华为技术将虚拟仪器技术应用于通信设备的研发和生产过程中，大大提高了设 备的测试效率和精度。
政府支持与政策
国家科技部
国家科技部将虚拟仪器技术列为重点发展的关键技术之一， 通过多项科技计划的支持，推动虚拟仪器技术的发展和应用 。
虚拟仪器技术的国 内外
2023-11-10
contents
目录
• 引言 • 国内虚拟仪器技术发展现状 • 国外虚拟仪器技术发展现状 • 虚拟仪器技术发展趋势与挑战 • 我国虚拟仪器技术与发达国家的差距及原
因分析
contents
目录
• 加快我国虚拟仪器技术发展的对策建议 • 结论与展望
虚拟仪器技术的构成及发展趋势
虚拟仪器技术的构成及发展趋势本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March虚拟仪器技术的构成及发展趋势摘要：上个世纪80年代，美国NI公司的划时代产品LabVIEW诞生，并随后提出“软件就是仪器”的口号，从而开辟了“虚拟仪器技术”的全新测量概念，成为现代测试技术的发展方向。
本文介绍了虚拟仪器技术的定义、特点，构成、以及虚拟仪器系统的发展过程和今后的发展趋势。
关键词：虚拟仪器计算机 LabVIEW I/O 测试技术1.引言虚拟仪器简称VI(Visual Instruments)，是电子测量技术与计算机技术深层次结合的新一代电子仪器。
虚拟仪器就是利用计算机及其测控系统实现传统仪器的功能，并在计算机屏幕上模拟传统仪器的操作面板，实现人机交互，使得人们在操作计算机的同时就像操作自己设计的仪器一样。
虚拟仪器要比传统的电子仪器更为通用，在组建仪器、确定功能和技术更新等方面更为灵活、更为经济，更能适应故障诊断技术对测量技术和测量仪器不断提出的更新、扩展功能和提高性能的要求。
任何测量与控制都离不开仪器仪表,传统的测量仪器模式为:独立的机箱；有面板操作键和旋钮,有信号的输入与输出端口,有测量结果的显示方式，即指针、表头或数码管窗口等。
以往的仪器包括电子测量仪器、分析仪器、生化仪器、医疗电子仪器等称为传统仪器，它的功能和技术指标是由生产厂家定义好的，用户基本上是被动地操作和使用。
计算机机技术的出现和发展，从根本上影响和改变着仪器技术的发展。
由于计算机可以通过其扩展槽、接口板和装置仓等与外部仪器或设备相连接，使外部仪器设备可以共享其丰富的软件资源，这样就大大增加了仪器的功能，提高了仪器的性能。
通过计算机扩展槽或接口板等装置，把计算机的软件资源和硬件资源(数据采集板或模块)与外部的仪器设备连接起来，形成了一类全新的测试仪器设备，人们称这样一种全新的仪器设备为“虚拟仪器”。
虚拟仪器技术研究现状与展望
Ａｓａ ｎ ｗ ｔ ｏ ｏ ｅ ｓ ｒｍ ｅ ｔｂ ｓ ｄ ｏ ｏ ｕ ｅ ｏ ｔ ｒ ＆ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ，ｔ ｅ ｖｒｕ ｌｉｓｒ ｍｅ ｔｈ ｓ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｆｒ ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ａ ｅ ｎ ｃ ｍｐ ｔ ｒｓ ｆｗａ ｅ ａ ｄ ｒ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉｓ ｈ ｉｔ ａ ｎ ｔｕ ｎ ａ
中圈 分 类 号 ：ＴＰ ９ ． ３１９ 文 献标 识码 ：Ａ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｓ ａ ｕ ｎ ｏ ｐｅ ｔｏ ｉ ｔ ａ ｎ ｔ ｕ ｅ ａ ｅ ｈ ｌ ｇ ｓ ａ ｃ ｔ ｔ ｓ ａ ｄ ｐｒ ｓ ｃ ｆ ｖ ｒ ｕ ｌｉ ｓ ｒ ｍ ｎｔ ｌｔ ｃ ｎｏ ｏ ｙ
ｂ ｅ ｄ ｌ ｔ ｄ ｅ ｎ ｐ ｌ ｄ Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｗｅ ｍａ ｅ ａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｏ ｙ ｒ ｖ ｅ ｏ ｈ ａ ｋ ｒ ｕ ｄ ， ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｎ ｅ ｎ ｗｉ ｅ ｙ ｓ ｕ ｉ ｄ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ． ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｅ ｋ ｎ ｉ ｔｏ ｕ ｔ ｒ ｅ ｉｗ ｆ ｔ ｅ ｂ ｃ ｇ ｏ ｎ ｓ ｏ ｃ ｐ ｉ ｓ ａ ｄ ｏ
ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ．Ｔｈ ｎ，ｗｅａ ａｙ ｅｔ ｅ ｃ ｎ ｔｕ ｔｏ ｓｏ ｈ ｏｔ ａｅ ＆ ｈ ｒ ｗａ ｅｏ ｈ ｉｔ ａ ｎ ｔｕ ｎ ｎ ｈ ｒ ａ ｅ ｎ ｌｚ ｈ ｏ ｓｒ ｃｉｎ ｆｔ ｅ ｓ ｆｗ ｒ ａ ｄ ｒ ｆｔ ｅｖｒｕ ｌｉｓｒ ｍｅ ｔａ ｄ ｔ ｅａ ｅ
０ 引 言
虚拟 仪器是 基于 计算机 的仪器 及测 量技术 ， 它是 多 门
技 术 与计 算 机 技 术 结 合 的产 物 ， 将 现 有 的 计 算 机 主 流 技 是 术 与灵活 易用 的软件 和高性 能模块 化硬件 结合 在 一起 ， 建
虚拟仪器技术的国内外
虚拟仪器技术的国内外汇报人：日期:•引言•虚拟仪器技术在国内的应用•虚拟仪器技术在国外的应用目录•国内外虚拟仪器技术的比较与差异•虚拟仪器技术的未来发展趋势01引言虚拟仪器技术是一种基于计算机的测试和测量技术，通过软件实现传统仪器的功能。
定义特点应用领域虚拟仪器技术具有灵活性、可扩展性、高精度、高可靠性等特点，能够满足各种测试和测量需求。
虚拟仪器技术广泛应用于电子、通信、航空航天、汽车等领域。
030201虚拟仪器技术概述国内外发展现状国外发展现状虚拟仪器技术起源于美国，经过多年的发展，已经形成了完整的产业链和标准体系。
国外虚拟仪器技术发展迅速，产品种类繁多，功能强大，性能稳定。
国内发展现状我国虚拟仪器技术起步较晚，但发展迅速。
近年来，国内虚拟仪器技术取得了长足的进步，一些企业开始推出自主开发的虚拟仪器产品，但整体水平与国外还有一定差距。
同时，国内虚拟仪器技术标准体系尚不完善，需要进一步加强标准化建设。
02虚拟仪器技术在国内的应用虚拟仪器技术在国内科研领域广泛应用于实验室建设，提供先进的测试和测量解决方案。
实验室建设科研人员利用虚拟仪器技术进行各种科研项目的研究，如信号处理、图像处理、控制系统等。
科研项目国内学术会议和期刊杂志上经常发表关于虚拟仪器技术的学术论文，促进了该领域的学术交流和发展。
学术交流科研领域国内许多高校开设了虚拟仪器技术相关课程，并出版了专门的教材。
教材与课程利用虚拟仪器技术进行实践教学，提高学生的实践能力和创新精神。
实践教学国内教育机构积极推广虚拟仪器技术，建设了丰富的在线教育资源，方便学生自学。
教育资源教育领域企业应用产品研发虚拟仪器技术广泛应用于企业产品研发过程中，提高了研发效率和产品质量。
生产过程控制企业利用虚拟仪器技术对生产过程进行精确控制，提高生产效率和产品质量。
售后服务企业通过虚拟仪器技术为客户提供更好的售后服务，如远程故障排除、在线技术支持等。
03虚拟仪器技术在国外的应用数据分析虚拟仪器技术可以采集、处理和分析大量的实验数据，提高科研工作的效率和准确性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
虚拟仪器技术现状及发展趋势摘要随着计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大的变化，美商国家仪器公司(Ni公司)于八十年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把虚拟测试技术带入新的发展时期，随后研制和推出了基于多种总线系统的虚拟仪器。
虚拟仪器在各个领域中的应用越来越广泛，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。
自1986年问世以来，世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。
使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果，有助于在较大范围内提高生产效率。
虚拟仪器提供的各种工具能满足我们任何项目需要。
通过本文的论述，我们可以预见虚拟仪器在未来的测试领域中必然会有很好的发展前景。
关键词：虚拟仪器；测试；采集硬件。
目录引言 (1)第一章虚拟仪器概述 (2)1.1仪器的发展 (2)1.1.1仪器的发展 (2)1.1.2 虚拟仪器的发展 (2)1.2虚拟仪器的分类 (2)1.3与传统仪器的比较 (3)第二章虚拟仪器硬件 (4)2.1传感器及信号调理 (4)2.1.1放大 (4)2.1.2 滤波与平滑 (4)2.1.3 隔离 (4)2.2DAQ板卡 (5)2.2.1模拟量输入 (5)2.2.2 模拟量输出 (5)2.2.3 数字I/O (5)2.2.4 定时I/O (5)第三章虚拟仪器组成 (6)3.1高效的软件 (6)3.1.1 概述 (6)3.1.2 LabVIEW简介 (6)3.2模块化的I/O硬件 (6)3.2.1 概述 (6)3.2.2 DAQ板卡 (7)3.3用于集成的软硬件平台 (7)第四章虚拟仪器特点 (8)4.1 (8)4.2 (8)4.3 (8)4.4 (8)第五章虚拟仪器的现状及发展趋势 (9)5.1国外发展情况 (9)5.2国内发展情况 (9)5.3虚拟仪器的展望 (9)结束语 (10)致谢 (10)参考文献 (11)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。
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。
自1986年问世以来，世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。
使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果，有助于在较大范围内提高生产效率。
虚拟仪器提供的各种工具能满足我们任何项目需要。
20年来，无论是初学乍用的新手还是经验丰富的程序开发人员，虚拟仪器在各种不同的工程应用和行业的测量及控制的用户中广受欢迎，这都归功于其直观化的图形编程语言。
虚拟仪器的图形化数据流语言和程序框图能自然地显示您的数据流，同时地图化的用户界面直观地显示数据，使我们能够轻松地查看、修改数据或控制输入。
本文从虚拟仪器的起源、发展入手，简单介绍了虚拟仪器的概念、分类、硬件、组成、特点、现状及发展趋势等方面。
第一章虚拟仪器概述1.1仪器的发展1.1.1仪器的发展随着电子技术的发展，仪器的发展经历了四个时期:。
第一代仪器：模拟仪器如指针式万用表，基本特征是采用模拟电子技术实现，采用指针显示结果。
第二代仪器：数字化仪器如数字电压表，将模拟信号的测量转化为数字信号的测量，并以数字方式输出结果。
第三代仪器：智能仪器智能仪器内置微处理器，能进行自动测量，具有一定的数据处理能力，可取代部分脑力劳动。
第四代仪器：虚拟仪器虚拟仪器是现代计算机技术和测量技术相结合的产物，是传统仪器观念的一次巨大变革，是将来仪器发展的一个重要方向。
1.1.2 虚拟仪器的发展虚拟仪器的起源可以追朔到20世纪70年代，PC机出现以后，仪器级的计算机化成为可能，NI公司已经在Macintosh计算机上推出了LabVIEW2.0以前的版本。
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。
自1986年问世以来，世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。
使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果，有助于在较大范围内提高生产效率。
根据虚拟仪器的发展过程，截至目前，可以将它分成四个发展阶段。
第一阶段，利用计算机增强传统仪器的功能。
由于GPIB总线标准的确立，计算机和外界通信成为可能，只需要把传统仪器通过GPIB和RS-232同计算机连接起来，用户就可以用计算机控制仪器。
第二阶段，开放式的仪器构成。
仪器硬件上出现了两大技术进步：一是插入式计算机数据处理卡( plug-in PC-DAQ )；二是VXI仪器总线标准的确立。
第三阶段，虚拟仪器框架得到了广泛认同和采用。
软件领域面向对象技术把任何用户构建虚拟仪器需要知道的东西封装起来。
许多行业标准在硬件和软件领域以产生，几个虚拟仪器平台已经得到认可并逐渐成为虚拟仪器行业的标准工具。
1.2虚拟仪器的分类根据虚拟仪器的发展、微机技术的发展和采用总线方式的不同，可将虚拟仪器分成五种类型，它们分别是：1)采用PC总线技术的插卡型虚拟仪器这种方式借助于插入计算机内的数据采集卡与专用的软件如LabVIEW相结合，通过三种编程语言Visual C++,Visual Basic,Labviews/cvi构成测试系统。
2)采用并行口式的虚拟仪器仪器软件装在计算机上，通常可以完成各种测量测试仪器的功能，可以组成数字存储示波器、频谱分析仪、逻缉分析仪、任意波形发生器、频率计、数字万用表、功率计、程控稳压电源、数据记录仪、数据采集器。
3)采用GBIB总线方式的虚拟仪器GPIB技术是IEEE488标准的虚拟仪器早期的发展阶段。
它的出现使电子测量独立的单台手工操作向大规模自动测试系统发展。
4)采用VXI总线方式虚拟仪器VXI总线是一种高速计算机总线VME总线在VI领域的扩展，它具有稳定的电源，强有力的冷却能力和严格的RFI/EMI屏蔽5)采用PXI总线方式虚拟仪器PXI总线方式是PCI总线内核技术增加了成熟的技术规范和要求形成的，增加了多板同步触发总线的技术规范和要求形成的，增加了多板发总线，以使用于相邻模块的高速通讯的局总线。
1.3 与传统仪器的比较将虚拟仪器和传统仪器进行比较，可以得到如下表所示的比较结果。
表1－1 传统仪器与虚拟仪器的比较传统仪器虚拟仪器关键是硬件关键是软件开发与维护的费用高开发与维护的费用低技术更新周期长（5~10年）技术更新周期短(0.5~1年)价格高价格低，并且可重用性与可配置性强厂商定义仪器功能用户定义功能系统封闭、固定系统开放、灵活,与计算机的进步同步只可连接有线的设备可用网络联络周边仪器功能单一、操作不便自动化、智能化、远距离传输第二章虚拟仪器的组成2.1 高效的软件2.1.1 概述软件是虚拟仪器技术中最重要的部份。
使用正确的软件工具并通过设计或调用特定的程序模块，工程师和科学家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，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。
2.1.2 LabVIEW简介LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Wokbench——实验室虚拟仪器工程平台)的概念,是直观的前面板与流程图式的编程方法的结合,是构建虚拟仪器的理想工具。
LabVIEW和仪器系统的数据采集、分析、显示部分一起协调工作, 是简化了而又更易于使用的基于图形化编程语言G的开发环境。
LabVIEW集成了很多仪器硬件库,如GPIB/VXI/PXI/基于计算机的仪器、RS232/485协议、插入式数据采集、模拟/数字/计数器Ｉ/Ｏ、信号调理、分布式数据采集、图像获取和机器视觉、运动控制、PLC/数据日志等。
与传统的编程方式相比,使用LabVIEW设计虚拟仪器,可以提高效率4～10倍。
同时,利用其模块化和递归方式,用户可以在很短的时间内构建、设计和更改自己的虚拟仪器系统。
2.2模块化的I/O硬件2.2.1 概述从虚拟仪器的定义来说，它更多地强调软件在仪器中的应用，但虚拟仪器仍离不开硬件技术的支持，信息的获取仍需要通过硬件来实现。
目前，虚拟仪器的类型主要取决于仪器所采用的接口总线类型。
从仪器与计算机采用的总线连接方式的不同，可分为内插卡式和外接机箱式两大类。
内插卡式就是将各种数据采集卡插入计算机扩展槽，再加上必要的连接电缆或探头，就可形成一个仪器。
外接机箱式采用背板总线结构，所有仪器都连接在总线上或采用外总线方式，用外部主控计算机来实现控制。
这种类型的虚拟仪器以VXI仪器为典型代表。
无论哪种虚拟仪器，都离不开数据采集硬件的支持。
面对如今日益复杂的测试测量应用，已经提供了全方位的软硬件的解决方案。
无论您是使用PCI, PXI, PCMCIA, USB或者是1394总线，都能提供相应的模块化的硬件产品，产品种类从数据采集、信号条理、声音和振动测量、视觉、运动、仪器控制、分布式I/O 到CAN接口等工业通讯，应有尽有。
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。
2.2.2 DAQ板卡通常一块DAQ卡可以完成多种功能，包括A/D、D/A转换，数字输入／输出以及定时I/O等。
2.3 用于集成的软硬件平台NI公司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改革。