虚拟仪器测试技术
虚拟仪器技术在农机测试中的应用
虚拟仪器技术在农机测试中的应用虚拟仪器是一种利用计算机技术进行仪器测试、控制和仪器信息处理的新技术。
虚拟仪器具有操作简单、扩展性强、成本低等优点，能够有效地解决现有仪器设备测试存在的诸多问题。
在农业机械领域，虚拟仪器技术的应用也逐渐受到重视。
传统的农机测试多采用人工测试或使用传统测试仪器进行测试。
但是这种方法的缺陷也相对明显，例如测试人员耗时长、测试参数不够灵活、测试结果不够准确等。
而虚拟仪器技术的应用，可以有效地缓解这些问题。
首先，虚拟仪器技术可以大大提高测试效率。
相比于传统测试方法，虚拟仪器技术的测试速度更快，自动化程度更高，测试精度更高，因此可以大量节省测试时间和测试成本。
其次，虚拟仪器技术可以提高测试灵活性。
虚拟仪器可以根据需要进行测试参数的调整和更新，从而达到满足不同测试需求的目的。
同时，虚拟仪器还可以大大减少测试参数的误差，提高测试精度。
另外，虚拟仪器技术可以提高测试数据的自动化采集和自动化分析能力。
通过虚拟仪器技术，可以将测试数据自动采集、存储和分析，避免了传统测试方法中需要手动输入和处理测试数据的问题，从而大大提高了测试数据的准确性和可靠性。
最后，虚拟仪器技术还可以提高测试设备的智能化程度。
利用虚拟仪器技术，测试设备可以自动调节工作参数，自动进行测试数据分析，达到智能化控制的目的。
虚拟仪器技术的应用还可以扩展至农机的研发和设计领域。
通过虚拟仿真技术，可以对农机进行各种设计方案的仿真验证，进一步提高农机的研发效率和设计质量。
总之，虚拟仪器技术的应用在农机测试方面具有广泛的应用前景，可以提高测试效率和测试精度，为农机研究和设计提供更完善的技术支持，提高整个行业的竞争力和发展水平。
自动化系统中的虚拟仪器技术
自动化系统中的虚拟仪器技术自动化系统中的虚拟仪器技术是一种通过软件仿真实现仪器功能的技术。
它可以模拟真实的物理仪器，使得实验设备的开发、测试和运行更加简便高效。
本文将介绍自动化系统中的虚拟仪器技术的原理、应用和未来发展趋势。
一、虚拟仪器技术的原理虚拟仪器技术的核心原理是将物理仪器的功能通过软件仿真实现。
它通过搭建仪器模型、添加信号处理算法和界面设计等步骤，将仪器的测量和控制功能转化为算法的处理过程。
虚拟仪器技术可以利用计算机的处理能力和灵活性，实现多种仪器功能在同一硬件平台上的集成。
虚拟仪器技术一般包括以下几个方面的内容：1. 算法建模：将真实仪器的测量和控制过程抽象为数学模型和算法实现。
2. 界面设计：通过人机交互界面，实现用户对虚拟仪器的控制和监测。
3. 数据处理：对仪器测量数据进行分析、处理和展示，以实现各种功能要求。
4. 硬件接口：将计算机与真实的物理设备连接，实现虚拟仪器对实际环境的感知和干预。
二、虚拟仪器技术的应用虚拟仪器技术在自动化系统中有着广泛的应用。
以下列举几个典型的应用领域：1. 实验教学：虚拟仪器技术可以替代传统的实验设备，使得学生能够在计算机上进行实验操作和数据分析，提高实验教学的效果和效率。
2. 自动化测试：虚拟仪器技术可以快速搭建测试平台，实现对各种设备和系统的测试和验证，大大提高了测试的灵活性和自动化水平。
3. 工业控制：虚拟仪器技术可以替代部分物理仪器，实现对生产过程的监测和控制，并且能够快速调整参数和算法，适应不同的工况需求。
4. 仪器研发：虚拟仪器技术可以用于仪器的原型开发和测试，大大节省了成本和时间，加速了新产品的上市进程。
三、虚拟仪器技术的未来发展趋势随着计算机和通信技术的不断进步，虚拟仪器技术在自动化系统中的应用前景十分广阔。
以下是一些虚拟仪器技术未来的发展趋势：1. 多模态集成：虚拟仪器技术将更多的仪器功能集成在同一平台上，使得用户可以通过一个界面进行多种任务和操作。
虚拟仪器技术
虚拟仪器简介虚拟仪器的相关介绍2.1 虚拟仪器技术虚拟仪器技术是以计算机软硬件技术为核心，以自动控制技术、传感器技术、现代信号处理技术、现代网络技术、数值分析技术为支撑，以各专业学科为应用背景的现代测试技术。
它利用高性能的模块化集成概念和方法，结合软件设计平台高效、简便的程序编译功能，依据用户各类特殊需求创建出人机对话界面，实现并取代各类特殊、昂贵的测试仪器的功能，目前已经成为测试理论和应用实验研究的重要支撑。
传统电子仪器存在的诸多弱点使传统仪器已渐渐不能满足工业自动化和测量领域的需要。
随着计算机技术日新月异的飞速发展，计算机强大的数据处理能力使得它的应用范围越来越广。
1986年，美国NI公司（National Instruments）提出虚拟仪器的概念，以“软件即仪器”为口号，彻底打破了传统电子仪器只能由生产厂家定义，用户无法改变的局面，从而引起仪器和自动化工业的一场革命。
简单地说，虚拟仪器技术就是利用计算机技术实现的对测控系统的抽象。
平常使用的示波器、数字万用表、信号发生器、数据记录仪，以及传感器等传统仪器，都可使用通用计算机和专用的控制器和显示器来模拟，实现向虚拟仪器的转变。
用户在计算机屏幕上用鼠标和键盘就可设置参数、观察波形，取代以往的在传统仪器面板上调节旋钮、观察曲线等操作，更为快捷方便。
可见虚拟仪器反映的是一种“硬件软件化”的思想和趋势。
虚拟仪器是当前测控领域的技术热点，它代表了未来仪器的发展方向。
而Labview是世界上最优秀的虚拟软件开发平台。
使用Labview的最开发虚拟仪器最大的好处是提高开发的效率。
据统计使用Labview开发虚拟仪器比使用基于文本的语言开发效率可以提高10—15倍，程序的执行速度去几乎不受影响；时时在信号处理等方面的强大功能方面是组态软件不可以比拟的。
2.2 虚拟仪器的组成与分类虚拟仪器包括硬件和软件两大部分。
硬件主要是获取现实世界的被测信号, 提供信号传输的通道。
虚拟仪器测试仪器从硬件到软件
虚拟仪器软件开发平台具有以下优点：
1、灵活性：虚拟仪器系统可以通过软件来模拟各种物理信号和系统，具有很 强的灵活性。
2、高效性：虚拟仪器系统可以通过计算机来实现数据的采集、处理和分析， 具有很高的效率。
3、可靠性：虚拟仪器系统可以采用软件容错技术，提高系统的可靠性。
4、易用性：虚拟仪器系统可以采用图形化编程方式，使得开发人员更加容易 地构建系统。
二、虚拟仪器的软件组件
虚拟仪器的核心是软件。软件为硬件提供了强大的测试和控制能力。一些主要 的软件组件包括：
1、驱动程序：驱动程序用于与硬件设备进行通信和控制。这些驱动程序通常 由硬件制造商提供，并确保硬件与虚拟仪器平台兼容。
2、测试程序：测试程序是用于创建和执行测试的软件模块。这些程序可以包 括对特定参数的测量，例如电压、电流、频率等，也可以包括对特定行为的监 控，例如设备的响应时间或信号的波形等。
三、虚拟仪器的优势
虚拟仪器技术的优势在于其灵活性和可扩展性。由于所有的功能都由软件实现， 用户可以根据需要进行定制。这意味着用户可以轻松地修改或添加新的测试功 能，以满足不断变化的需求。此外，虚拟仪器技术还具有以下优点：
1、高效率：虚拟仪器技术可以自动化许多测试过程，从而大大提高测试效率。
2、易于维护：如果硬件出现故障，用户可以简单地更换硬件，而不需要更改 软件。这大大降低了维护成本和时间。
一、虚拟仪器的硬件基础
虽然虚拟仪器主要依赖软件进行测试和测量，但硬件仍然是所有功能的基础。 硬件设备包括数据采集卡、信号发生器、信号调理器等，用于捕获、转换和处 理被测信号。
数据采集卡负责获取模拟信号，并将其转换为计算机可以处理的数字信号。信 号发生器则产生特定的测试信号，例如正弦波、方波或脉冲波。信号调理器用 于调整信号的幅度、频率和其他特性，以便进行更精确的测量。
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
(3)LabVIEW 提供程序调试功能, 可以在源代码中设置断点、单步执行源代码、在源代码中的数据流连线上 设置探针, 观察程序运行过程中数据流 的变化等。
应用实例
应用实例
概述
阿尔卡特美国公司是全球领先的世界上电信设备制造商领导者之一。位于加州佩塔卢马的接入部，开发 Litespan接入平台一种光纤数字环路载波（DLC）。DLC能够将公司中心机房普通铜线上的业务传递到更远的地方。 通过LabVIEW，在相对短的时间内开发了一个全面测试方案。同时测试对每个信道单元的16个ANSI要求的环路和4 条ISDN线路的一个信道单元进行测试时，每项测试所花费的时间为12分钟。由于一些信道单元需要测试某个温度 范围内的状况，因而整个测试需要几天的时间。
Allen Klein美国阿尔卡特公司Litespan硬件质量部的一位工程师，在程序中增加了一项功能，使得测试可 以全天进行，甚至在周末也行。这项功能极大地扩展丰富了测试平台，提高了测试效率。
虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物，是两门学科最新技术的结晶，融合了测试理论、仪器 原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形软件编程技术于一体。
产品优势
产品优势
虚拟仪器技术的四大优势：
性能高
虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的，所以完全“继承”了以现成即用的PC技术为主导的最新商业 技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，使您在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。 此外，不断发展的因特和越来越快的计算机络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势。
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。
虚拟仪器及其在机械测试中的应用
虚拟仪器及其在机械测试中的应用虚拟仪器是指通过计算机软硬件技术模拟实现各种实际仪器的功能和性能，从而达到实验、测试和控制的目的。
虚拟仪器的应用已经广泛渗透到各个领域，其中在机械测试中的应用尤为突出。
虚拟仪器在机械测试中的应用主要体现在以下几个方面：一、虚拟仪器的优势相比传统的实体仪器，虚拟仪器具有诸多优势。
首先，虚拟仪器无需大量物理设备和实验空间，节省了成本和资源。
其次，虚拟仪器具备更高的灵活性和可扩展性，可以根据需要进行功能扩展和升级。
再次，虚拟仪器的测量和控制精度更高，能够实时采集和处理大量数据，提高测试效率和准确性。
此外，虚拟仪器还具有更好的可重复性和稳定性，能够长时间运行而不会出现疲劳和损坏。
二、虚拟仪器在机械测试中的应用1. 力学性能测试虚拟仪器在机械测试中的一个重要应用是力学性能测试。
通过虚拟仪器，可以对材料的力学性能进行全面、精确的测试，如材料的强度、韧性、硬度等。
虚拟仪器可以模拟不同试验条件下的加载和变形过程，通过采集和分析数据，得到材料的力学性能指标。
2. 振动测试虚拟仪器在机械测试中的另一个应用是振动测试。
机械系统的振动性能对于其稳定性和工作效率至关重要。
虚拟仪器可以模拟不同的振动条件，并通过采集和分析振动数据，评估机械系统的振动特性。
这对于机械系统的设计和改进具有重要意义。
3. 声学测试虚拟仪器还可以应用于机械系统的声学测试。
机械系统在工作时会产生噪声，而虚拟仪器可以模拟不同工况下的噪声产生机理，并通过采集和分析声音数据，评估机械系统的噪声水平。
这对于改进机械系统的工作环境和降低噪声水平具有重要意义。
4. 温度和湿度测试虚拟仪器在机械测试中还可以应用于温度和湿度测试。
温度和湿度是机械系统正常运行的重要参数，对于机械系统的性能和寿命有着重要影响。
通过虚拟仪器可以模拟不同的温湿度条件，并通过采集和分析数据，评估机械系统在不同环境下的工作性能。
三、虚拟仪器的发展趋势虚拟仪器在机械测试中的应用已经取得了很大的进展，但仍有待进一步完善和发展。
虚拟仪器技术的应用案例
虚拟仪器技术是一种基于计算机和软件的测量和控制系统，它可以通过软件模拟各种物理、电学或机械设备，以实现各种测试、分析和控制任务。
以下是虚拟仪器技术的应用案例：
虚拟测试平台：将虚拟仪器技术应用于汽车、航空航天等领域，可以构建出真实且可靠的虚拟测试平台，对各种零部件进行测试和仿真。
生产线监测：利用虚拟仪器技术，可以开发出能够监测生产线的工作状态和性能的虚拟仪器，从而提高生产效率并减少故障。
医疗诊断：虚拟仪器技术可以应用于医疗领域，如开发出虚拟血压计、心电图等设备，可以帮助医生更快速、更准确地进行疾病诊断和治疗。
环境监测：虚拟仪器技术可以应用于环境监测中，如气体检测仪、水质监测仪等，能够及时检测环境污染并采取相应的措施。
教育培训：虚拟仪器技术可以被应用于教育领域，如开发出虚拟实验室、虚拟仪器等，可以帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
总之，虚拟仪器技术在各个领域都有广泛的应用，通过模拟真实设备，可以提高测试效率和准确性，并降低成本。
虚拟仪器ELVIS实验
虚拟仪器与自动测试技术实验一 NI ELVIS的工作环境的熟悉和使用一、实验目的1）熟悉NI ELVIS（虚拟仪器套件）的工作环境，了解系统的主要构成和功能；2）学习使用DMM（数字万用表）测量电压、电流等参量；二、实验任务1） ELVIS工作环境和功能的了解和使用图1.1为ELVIS实验台的总体结构，主要由ELVIS实验台、Prototyping Board（原型设计面板）两部分构成。
图1 ELVIS仪器套件的组成图1.2 ELVIS实验台图1.2为仪器套件中的实验台部分，上方有接口与设计面板对接。
图1.3为原型设计面板部分。
图1.3 原型设计面板NI ELVIS上已开发了12种仪器功能，包括数字万用表，示波器，信号发生器，可变电源，波特图测试，频谱分析仪，任意波形发生器，数字读，数字写，阻抗分析仪，二极管特性测试和三极管特性测试。
有些功能可直接演示，如示波器，信号发生器，频谱分析仪等；有些功能需要相应的元器件和电路来演示。
2）ELVIS软件的使用打开“开始”菜单中“程序”—>NI目录下“NI ELVIS 3.0”，出现图1.4的程序界面。
图1.4 NI ELVIS界面依次熟悉“ELVIS”菜单中各种分析工具的功能和使用方法。
3）学习使用DMM（数字万用表）测量电阻和电容实验板上电阻，电容，电感串联在仪器，其引脚已分别引出，方便测试。
图1.5为数字万用表显示界面。
图1.5 数字万用表界面图1.6 数字万用表接线端子图测量电流，电阻，电容，电感，二极管需使用电流测试端，仅测试电压用电压测量端。
注：面板上DMM端口测量电流、电压等参数将使用不同的通道，注意不同测试内容和通道的选择，否则得出错误结果。
实验二 电阻阻值测量实验一、实验目的1）熟悉NI ELVIS（虚拟仪器套件）的工作环境，了解系统的主要构成和功能；2）学习使用DMM（数字万用表）测量电压、电流等参量；3）学习电阻阻值的测量方法。
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包括处理文件输入/输出的程序和函数。
仪器控制子模板
包括GPIB(488、488.2)、串行、VXI仪器控制的程序和函数，以及VISA的操作功能函数。
仪器驱动程序库
用于装入各种仪器驱动程序。
数据采集子模板
包括数据采集硬件的驱动程序，以及信号调理所需的各种函数模块。
信号处理子模板
包括信号发生、时域及频域分析函数模块。
VXI虚拟仪器
5.PXI模块
它是以PXI标准总线仪器模块与计算机为硬件平台组成的仪器测试系统。
PXI虚拟仪器
B模块
它是以USB标准总线仪器模块与计算机为硬件平台组成的仪器测试系统。
NI-USB数据采集卡构成的虚拟仪器
1.1.4．配置虚拟仪器软件
虚拟仪器可使用相同的硬件系统，通过不同的软件就可以实现功能完全不同的各种测量测试仪器，软件系统是虚拟仪器的核心，软件可以定义为各种仪器，因此可以说“软件即仪器”。
前面板
前面板是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板，这一界面上有用户输入和显示输出两类对象，具体表现有开关、旋钮、图形以及其他控制（control）和显示对象（indicator）。
图2-1所示是一个随机信号发生和显示的简单VI是它的前面板，上面有一个显示对象，以曲线的方式显示了所产生的一系列随机数。还有一个控制对象——开关，可以启动和停止工作。显然，并非简单地画两个控件就可以运行，在前面板后介绍LABVIEW的前面板窗口和流程图窗口，工具模板，控制模板和函数模板，通过具体程序设计示例的来说明LABVIEW编程的一般步骤和程序调试技术。最后将介绍子程序的概念以创建子程序的详细过程。
2.1 LABVIEW
LabVIEW程序，简称VI，包括前面板（front panel）、流程图两个窗口。
连线工具
用于在框图程序上连接对象。如果联机帮助的窗口被打开时，把该工具放在任一条连线上，就会显示相应的数据类型。
对象弹出菜单工具
用左鼠标键可以弹出对象的弹出式菜单。
漫游工具
使用该工具就可以不需要使用滚动条而在窗口中漫游。
断点工具
使用该工具在VI的框图对象上设置断点
探针工具
可以在框图程序内的数据流线上设置探针。程序调试员可以通过控针窗口来观察该数据流线上的数据变化状况。
工具模板图标、名称及功能
图标
名称
功能
操作工具
使用该工具来操作前面板的控制和显示。使用它向数字或字符串控制中键入值时，工具会变成标签工具的形状。
选择工具
用于选择、移动或改变对象的大小。当它用于改变对象的连框大小时，会变成相应形状。
标签工具
用于输入标签文本或者创建自由标签。当创建自由标签时它会变成相应形状。
实际上，所有测试仪器可概括为三大功能模块组成：数据采集、数据测试和分析、结果输出与显示。其中数据分析和结果输出完全可由基于计算机的软件系统来完成，因此只要另外提供一定的数据采集硬件，就可构成基于计算机组成的测量测试仪器。
虚拟仪器的主要特点有：
1)尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。
2)可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。
数学模型子模块
包括统计、曲线拟合、公式框节点等函数模块，以及数值微分、积分等数值计算工具模块。
图形与声音子模块
包括3D、OpenGL、声音播放等函数模块。
通讯子模板
包括TCP、DDE、ActiveX和OLE等函数的处理模块。
应用程序控制子模块:
包括动态调用VI、标准可执行程序的函数函数。
虚拟仪器的硬件平台包括计算机和I/O接口设备两部分。计算机是硬件平台的核心。I/O接口设备主要完成待测输入信号的采集、放大、和A/D转换等。根据I/O接口设备的不同总线形式，虚拟仪器主要分为以下六种类型；
1.PC-DAQ插卡式虚拟仪器
它是以数据采集卡、信号条理电路以及计算机为硬件平台组成的插卡式虚拟仪器系统。这种系统采用PCI计算机总线，只要将数据采集卡插入计算机主板的空槽中即可以使用。
流程图
流程图提供VI的图形化源程序。在流程图中对VI编程，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出功能。流程图中包括前面板上的控件的连线端子，还有一些前面板上没有，但编程必须有的东西，例如函数、结构和连线等。图１－２是与图１－１对应的流程图。我们可以看到流程图中包括了前面板上的开关和随机数显示器的连线端子，还有一个随机数发生器的函数及程序的循环结构。随机数发生器通过连线将产生的随机信号送到显示控件，为了使它持续工作下去，设置了一个While Loop循环，由开关控制这一循环的结束。
工具模板为编程者提供了各种用于创建、修改和调试VI程序的工具。如果该模板没有出现，则可以在Windows菜单下选择Show Tools Palette命令以显示该模板。当从模板内选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。当从Windows菜单下选择了Show Help Window功能后，把工具模板内选定的任一种工具光标放在框图程序的子程序（Sub VI）或图标上，就会显示相应的帮助信息。工具模板图标有如下几种：
虚拟仪器的应用软件包含应用程序和I/O接口驱动程序两部分构成。
1.I/O接口设备驱动程序
完成特定外部硬件设备的扩展，驱动以及计算机的通信。一般I/O接口驱动程由提供I/O设备的厂家提供。
2.应用程序。在硬件平台具备以后，完成测试功能主要取决于应用程序。*.EXE文件。
3.开发工具
开发虚拟仪器必须有合适的软件工具，目前虚拟仪器软件开发工具主要有如下几类：
函数模板的子模板
图标
名称
函数
结构子模板
包括程序控制结构命令，例如循环控制等，以及全局变量和局部变量。
数值运算子模板
包括各种常用的数值运算符，如+、-等；以及各种常见的数值运算式，如+1运算；还包括数制转换、三角函数、对数、复数等运算，以及各种数值常数。
布尔逻辑子模板
包括各种逻辑运算符以及布尔常数。
字符串运算子模板
文件路径和各种标识的控制和显示。
控件容器库子模板
用于操作OLE、ActiveX等函数。
对话框子模板
用于输入对话框的显示控制。
修饰子模板
用于给前面板进行装饰的各种图形对象。
自定义
用户自定义的控制和显示。
调用存储在文件中的控制和显示的接口。
函数模板(Functions Palette)
函数模板是创建框图程序的工具。该模板上的每一个顶层图标都表示一个子模板。若函数模板不出现，则可以用Windows菜单下的Show Functions Palette函数打开它，也可以在框图程序窗口的空白处点击鼠标右键以弹出函数模板。注：只有打开了框图程序窗口，才能出现函数模板。函数模板如下图所示。
3)用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。
注意：这里所指的虚拟仪器和EDA仿真软件中的虚拟仪器概念完全不同，它可以完全替代传统台式测量测试仪器实现对真实信号的测量。而EDA仿真软件中的虚拟仪器是纯软件的、仿真的，不能测量真实的信号。
1.
虚拟仪器由通用仪器的硬件平台和应用软件两部分组成。
一、硬件平台
包含各种字符串操作函数、数值与字符串之间的转换函数，以及字符(串)常数等。
数组子模板
包括数组运算函数、数组转换函数，以及常数数组等。
群子模板。
包括群的处理函数，以及群常数等。这里的群相当于C语言中的结构。
比较子模板
包括各种比较运算函数，如大于、小于、等于。
时间和对话框子模板
包括对话框窗口、时间和出错处理函数等。
虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。
颜色提取工具
使用该工具来提取颜色用于编辑其他的对象。
颜色工具
用来给对象定义颜色。它也显示出对象的前景色和背景色。
控件模板(Controls Palette)
与上述工具模板不同，控制和功能模板只显示顶层子模板的图标。在这些顶层子模板中包含许多不同的控制或功能子模板。通过这些控制或功能子模板可以找到创建程序所需的面板对象和框图对象。用鼠标点击顶层子模板图标就可以展开对应的控制或函数子模板，只需按下控制或函数子模板左上角的大头针就可以把对这个子模板变成浮动板留在屏幕上。
用控制模板可以给前面板添加输入控制和输出显示。每个图标代表一个子模板。如果控制模板不显示，可以用Windows菜单的Show Controls Palette函数打开它，也可以在前面板的空白处，点击鼠标右键，以弹出控制模板。注：只有当打开前面板窗口时才能调用控制模板。
控制模板如左图所示，它包括如图所示的几个子模板。
插卡式虚拟仪器的组成原理框图
NI公司的M系列数据采集卡
2.GPIB仪器
它是以GPIB标准仪器总线与计算机为硬件平台组成的仪器测试系统。
GPIB仪器组成
3.串口仪器
串口仪器是以serial标准总线与计算机为平台组成的仪器测试系统。
4.VXI模块
它是以VXI标准总线仪器模块与计算机硬件为平台组成的仪器测试系统。
文本式编程语言：如 visual C, visual Basic labview windows /CVI等。
图形化编辑语言：如labview （NI公司） VEE（HP公司）等。这些软件开发工具为用户设计虚拟仪器应用软件提供了良好的开发环境。