虚拟仪器技术及其在数据采集中的应用
LABVIEW_2_数据采集与信号处理
NRSE:NonReference Signal-Ended
测量系统分类 ---伪差分测量
伪差分输入(Pseudodifferential input)：硬件: Multifunction DAQ (MIO)>>S Series>>PCI-6110
在伪差分模式下，信号与输入的正端连接，信号的参考地与输入的负端连接。伪 差分输入减小了信号源与设备的参考地电位(地环流)不同所造成的影响，这提高 了测量的精度。 伪差分信号连接方式减小了噪声，并允许在仪器放大器的共模电压范围内与浮动 信号连接. 伪差分输入与差分输入在减小地环流和噪声方面是非常相似的，不同的方面在于， 差分输入模式下，负端输入是随时间变化的，而在伪差分模式下，负端输入一定 仅仅是一个参考。 描述伪差分的另外一种方式就是，输入仅仅在打破地的环流这个意义上是差分的， 而参考信号(负端输入)不是作为传递信号的，而仅仅是为信号(正端输入)提供一个 直流参考点。
测量系统的选择
连接方式
差分
参考地单端 无参考地单端 √
接地信号
√
浮动信号
√
√ √
单端输入以一个共同点为参考点，这种方式适用于输入信号 为高电平（大于1V）且信号源与采集端之间的距离较短 （通常小于5m）的应用场合。 如果不能满足上述条件，则需要使用差分输入。在差分输入 方式下，每个输入可以有不同的参考点，并且有效地消除了 共模噪声的影响，所以差分输入方式的采集精度较高。
分辨率：12位
采样频率：最高1.25MS/s 模拟输出：2路，12位，1MS/s，输出范围： ±10V 数字I/O：8路 计数器：2路，24位，基准时钟20MHz或100KHz
虚拟仪器技术在实验室测量中的应用
中图分类号 ：Ｔ Ｐ ２ １ ６
文献标识码 ：Ａ
ＤＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ — ６ ９ ７ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ５ ７
传 统 仪器 关 键要 素 技 术 革新 周 期 仪 器 功能 定 义 系统
（ Ｎａ ｖ ｙＳ ｕ ｂ ｍ ａ ｒ ｉ ｎ ｅ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ ， ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ２ ６ ６ ０ ７ １ ）
［ Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ， Ｗｅ ｕ ｓ ｅ ＮＩ Ｌａ ｂ ｖ ｉ ｅ ｗ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｒ ｄ ， ａ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ
软件 ２ ０ １ ３ 年第 ３ ４卷 第 ２期
Ｓ ０ Ｆ Ｔ Ⅵ ＲＥ 国际 Ｉ Ｔ传媒 品牌
虚拟仪器 技术在 实验室测量 中的应用
丁业 昌 ， 徐利 明 ， 李建林
（ 海军 潜艇学 院 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ７ １ ）
摘 要 ：利用 Ｎ Ｉ 公 司的 Ｌ ａ ｂ ｖ ｉ ｅ ｗ 软件和数据采集卡 ， 提 出了 解决实验 室测量 中的一种方 法，设计 了包括虚拟信号发生器、虚
ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ， ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｏ ｓ ｃ ｉ ｌ ｌ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ， ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｓ ｏ ｔｗａ ｆ ｒ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ， ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｓ ｔ ｓ ， ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｍａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎｃ ａ ｅ ， ａ ｎ ｄ ｈｅ ｔ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ
9.1 虚拟仪器技术概述
第八章虚拟仪器设计8.1 虚拟仪器技术随着计算机技术的高度发展，传统仪器开始向计算机化的方向发展。
虚拟仪器是20世纪90年代提出的概念，是现代计算机技术、仪器技术及其它新技术完美结合的产物。
虚拟仪器的提出与发展，标志着21世纪自动测试与电子测量仪器技术发展的一个重要方向。
8.1.1 虚拟仪器的概念传统仪器一般是一台独立的装置，从外观上看，它一般由操作面板、信号输入端口、检测结果输出这几个部分组成。
操作面板上一般有一些开关、按钮、旋钮等。
检测结果的输出方式有数字显示、指针式表头显示、图形显示及打印输出等。
从功能方面分析，传统仪器可分为信号的采集与控制、信号的分析与处理、结果的表达与输出这几个部分。
传统仪器的功能都是通过硬件电路或固化软件实现的，而且由仪器生产厂家给定，其功能和规模一般都是固定的，用户无法随意改变其结构和功能。
传统仪器大都是一个封闭的系统，与其它设备的连接受到限制。
另外，传统仪器价格昂贵，技术更新慢（周期为5至10年），开发费用高。
随着计算机技术、微电子技术和大规模集成电路技术的发展，出现了数字化仪器和智能仪器。
尽管如此，传统仪器还是没有摆脱独立使用和手动操作的模式，在较为复杂的应用场合或测试参数较多的情况下，使用起来就不太方便。
由于以上这些原因，使传统仪器很难适应信息时代对仪器的需求。
那么如何解决这个问题呢？可以设想，在必要的数据采集硬件和通用计算机支持下，通过软件来实现仪器的部分或全部功能，这就是设计虚拟仪器的核心思想。
所谓虚拟仪器，就是在通用的计算机平台上定义和设计仪器的功能，用户操作计算机的同时就是在使用一台专门的电子仪器。
虚拟仪器以计算机为核心，充分利用计算机强大的图形界面和数据处理能力，提供对测量数据的分析和显示功能。
随着计算机技术的快速发展、CPU处理能力的增强、总线吞吐能力的提高以及显示技术的进步，人们逐渐意识到，可以把仪器的信号分析和处理、结果的表达与输出功能转移给计算机来完成。
虚拟仪器总结
虚拟仪器总结引言在科学研究和工程领域中，实验仪器是不可或缺的工具。
然而，仪器的购买和维护成本高昂，并且在某些情况下可能不可行。
这就引入了虚拟仪器的概念。
虚拟仪器是一种通过计算机模拟实验仪器功能和响应的工具。
本文将对虚拟仪器进行总结，并探讨其应用和优势。
什么是虚拟仪器?虚拟仪器是一种通过计算机软件模拟实验仪器的功能和响应的工具。
它使用计算机算法和模型来模拟仪器的操作和输出。
虚拟仪器可以模拟各种实验仪器，包括示波器、频谱仪、信号发生器等。
通过虚拟仪器，用户可以在计算机上进行实验和数据采集，而不需要真实的物理仪器。
虚拟仪器通常具有图形用户界面，以便用户可以方便地操作和观察实验结果。
虚拟仪器的应用虚拟仪器在许多领域有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 教育和培训虚拟仪器在教育和培训中起到了重要的作用。
它可以提供一个实验环境，让学生在不占用实际实验室资源的情况下进行实验。
虚拟仪器还可以提供一个安全的学习环境，避免了可能的实验事故。
教师还可以创建自定义的实验模拟，以满足不同学生的需求。
2. 研究和开发虚拟仪器在科学研究和工程开发中也被广泛使用。
研究人员可以使用虚拟仪器来验证理论模型和算法。
它还可以帮助工程师在产品开发过程中进行实验和优化。
虚拟仪器可以提供快速、准确和可重复的实验结果，加快研究和开发的进展。
3. 远程实验虚拟仪器还可以用于远程实验。
远程实验是一种通过互联网连接到远程实验室进行实验的方式。
虚拟仪器的使用使得远程实验更容易实现。
学生不需要亲自访问实验室，而是可以通过虚拟仪器在计算机上进行实验。
这种方式可以克服时区和地理位置的限制，使得远程教育更具可行性。
虚拟仪器的优势与传统实验仪器相比，虚拟仪器具有以下几个优势：1. 成本效益虚拟仪器的成本远低于实际的仪器。
购买和维护实际仪器是一项昂贵的投资，而虚拟仪器只需要一台计算机和相应的软件。
这使得虚拟仪器成为一种经济实用的替代方案。
2. 灵活性和可扩展性虚拟仪器具有更大的灵活性和可扩展性。
如何使用LabVIEW进行数据采集和分析
如何使用LabVIEW进行数据采集和分析LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款由美国国家仪器公司（NI）开发的图形化编程环境和开发平台，主要用于测试、测量和控制领域。
LabVIEW具有直观的用户界面、强大的数据采集和分析功能，被广泛应用于工业自动化、科学研究、仪器仪表等领域。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行数据采集和分析的基本步骤。
一、实验准备与硬件连接在使用LabVIEW进行数据采集和分析之前，首先需要准备好实验所需的硬件设备，并将其与计算机连接。
LabVIEW支持多种硬件设备，如传感器、仪器和控制器等。
根据实验需要选择相应的硬件设备，并按照其配套说明书将其正确连接至计算机。
二、创建LabVIEW虚拟仪器LabVIEW以虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）的形式进行数据采集和分析。
在LabVIEW中，可以通过图形化编程来创建和配置虚拟仪器。
打开LabVIEW软件后，选择新建一个VI，即可开始创建虚拟仪器。
三、配置数据采集设备在LabVIEW中，需要为数据采集设备进行配置，以便准确地采集实验数据。
通过选择合适的数据采集设备和相应的测量通道，并设置采样率、量程等参数，来实现对实验数据的采集。
LabVIEW提供了丰富的数据采集函数和工具箱，使得配置数据采集设备变得更加简单和便捷。
四、编写数据采集程序使用LabVIEW进行数据采集和分析的核心是编写采集程序。
在LabVIEW中，可以通过拖拽、连接各种图形化函数模块，构建数据采集的整个流程。
可以使用LabVIEW提供的控制结构和数据处理函数，对采集的实验数据进行处理和分析。
LabVIEW还支持自定义VI，可以将经常使用的功能模块封装成VI，以便在其他程序中复用。
五、数据可视化和分析通过编写好的数据采集程序，开始实际进行数据采集。
LabVIEW提供了实时查看和记录实验数据的功能，可以将采集到的数据以曲线图、表格等形式进行显示和保存。
基于LabVIEW的四通道温度数据采集系统的设计概要
摘要虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密地融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的一种新的仪器模式。
本设计是基于LabVIEW 2010开发平台而简单模拟设计的一个四通道数据采集系统，其中下位机是采用单片机模拟产生实时温度数据，上位机系统则具有数据同时采集、采集数据实时显示、存储与管理、报警系统、数据记录查看等功能，实现了四通道温度数据采集的目的。
本文首先概述了虚拟仪器技术，LabVIEW开发平台，然后简单那介绍了数据采集的相关理论，最后具体讲解了本设计的各个模块在LabVIEW 上是如何实现的。
关键字：虚拟仪器；数据采集；LabVIEWAbstractVirtual instrument(VI) combines computer science, bus technology, software engineering with measurement instrumentation technology, making use of the computer powerful digital processing ability realize most of the functions of the instrument, breaking the traditional instrument, forming the framework of a new instrument model.This design is based on LabVIEW 2010 development platform and simple simulation design of a four channel data acquisition system, including lower machine is produced by single chip microcomputer simulation real-time temperature data, PC system has data collection, data collection and real-time display, storage and management, alarm system, data record check, and other functions, realize the four channel temperature data collection purpose.This paper first summarizes the virtual instrument technology, LabVIEW development platform, and then simple that introduces the data acquisition of relevant theory, and finally to explain in detail the design of each module in LabVIEW on how it is done.Key words: Virtual Instrument; Data acquisition；LabVIEW目录摘要....................................................................................................................... - 1 -Abstract ..................................................................................................................... - 2 -目录................................................................................................................... - 3 -第一章绪论........................................................................................................... - 5 -1.1 引言......................................................................................................... - 5 -1.2 数据采集的意义和任务......................................................................... - 5 -1.3 虚拟仪器在数据采集中的应用价值..................................................... - 5 -1.4 本设计所做的工作................................................................................. - 6 -第二章设计原理................................................................................................... - 6 -2.1 数据产生................................................................................................. - 6 -2.2 串口接收................................................................................................. - 7 -2.3 分通道显示............................................................................................. - 8 -2.3.1 数据分离..................................................................................... - 8 -2.3.2 门限设置..................................................................................... - 8 -2.3.3 波形显示..................................................................................... - 9 -2.4 华氏转换................................................................................................. - 9 -2.5 报警系统............................................................................................... - 10 -2.6 数据文件存储....................................................................................... - 10 -2.6.1 建立头文件............................................................................... - 10 -2.6.2 数据TXT存储........................................................................... - 11 -2.7 记录数据读取....................................................................................... - 11 -2.8 面板设计............................................................................................... - 12 -第三章程序的调试............................................................................................. - 12 -3.1 调试结果............................................................................................... - 13 -3.1.1 波形显示................................................................................... - 13 -3.1.2 缓冲区字符串........................................................................... - 13 -3.1.3 数据存储文件........................................................................... - 13 -3.1.4 报警........................................................................................... - 14 -3.1.5 华氏转换................................................................................... - 14 -3.1.6 波形回显................................................................................... - 14 -3.2 调试问题与解决方案........................................................................... - 15 -3.2.1 字符串缓冲区........................................................................... - 15 -3.2.2文件存储................................................................................... - 15 -3.2.3 华氏转换................................................................................... - 15 -3.2.4 波形回显................................................................................... - 16 -3.3 调试心得和建议................................................................................... - 16 -第四章总结......................................................................................................... - 17 -参考文献................................................................................................................. - 18 -附录（一）单片机程序代码.................................................... 错误！未定义书签。
虚拟仪器第10章
10.1 数据采集卡设置与测试
3、数据采集卡的相关参数
(5) 建立时间——从输入的数字量发生突变时开始，直到输入电压 进入与稳态值相差正负1/2LSB范围以内的这段时间。 该参数反映DAC的转换从一个稳态值到另一个稳态值的过度过程 的长短。
12
10.2 多通道的采样方式
通用的数据采集卡一般都有多个模入通道，但多数采集卡并非每 个通道配一个ADC，而是各通道共用一个ADC，在ADC之前一般 要配置多路开关(MUX)、仪器放大器(Inst Amp)和采样保持器(S/H) 这样，通过采样保持和多路开关的切换，可以实现多通道的数据 采集。 当对多个通道的数据进行采样时，在一次扫描中，数据采集卡将 对所有用到的通道进行一次采样。 扫描速度是数据采集卡每秒进行扫描的次数。 多通道采样方式有3种——循环采样、同步采样和间隔采样。 间隔采样最为常用。 采样方式的选择——一般选择间隔采样，如果要求信号准确同步， 选择同步采样，如对同步没有要求，可选择循环采样。
2
10.1 数据采集卡设置与测试
1、数据采集卡(DAQ)的功能简介
DAQ的功能——包括模拟输入(“模入”)、模拟输出(“模出”)、 数字I/O、计数器/定时器等。 模拟输入——是数据采集卡的基本功能。 一般由：放大器(Amplifier)、多路开关(MUX)、采样 保持电路(S/H)、模/数转换器(ADC)组成。经过这几个部分，将模 拟信号转化为计算处 理的数字信号。 ADC的性能和参数直接影响着采集数据的质量，应根据实际测量 所需精度来选择合适的ADC。 模拟输出——通常是为采集系统提供激励。 数据采集卡的模拟输出信号受其数/模转换器(DAC)的建立时间、 分辨率等因素影响，根据实际需要考虑DAC的参数指标。
4
LabVIEW中的虚拟仪器设计与制作
LabVIEW中的虚拟仪器设计与制作虚拟仪器是利用计算机软、硬件来模拟实际物理仪器从而进行测试、测量和控制的技术。
LabVIEW作为一种强大的虚拟仪器设计与制作工具，为工程师提供了各种各样的功能模块和编程环境，可以简化仪器设计过程，提高工作效率。
本文将介绍LabVIEW中的虚拟仪器设计与制作的基本原理和应用示例。
一、LabVIEW虚拟仪器设计原理LabVIEW是一种图形化编程语言，通过将模块进行连接和编程，实现虚拟仪器功能。
主要包括以下几个方面：1. 数据采集与处理：LabVIEW可以通过各种传感器或数据采集卡获取实际物理量，并对其进行实时采集和处理。
用户可以选择不同的数据处理方法，比如滤波、FFT等，以获得所需的测量结果。
2. 仪器控制与操作：LabVIEW提供了丰富的控制和操作功能，可以模拟实际仪器的各种功能和操作。
用户可以设计按钮、滑块等用户界面来控制虚拟仪器的各个参数和状态，实现对实际系统的控制。
3. 数据可视化：LabVIEW具有强大的数据可视化功能，可以通过图形、图像或者曲线等方式展示采集到的数据。
用户可以根据需要选择合适的数据表示方式，以便更直观地分析和理解数据。
二、LabVIEW虚拟仪器设计与制作示例下面以一个温度测量和控制系统为例，介绍LabVIEW虚拟仪器的设计与制作过程。
1. 硬件配置：首先，需要选择合适的温度传感器和数据采集卡，并通过LabVIEW提供的接口将其连接到计算机。
确保硬件正常连接后，开始进行软件配置。
2. 创建虚拟仪器VI：打开LabVIEW软件，在工具栏中选择新建VI，开始创建虚拟仪器的VI。
在VI中，可以添加各种测量、控制和显示模块，实现对温度的实时测量与控制。
3. 设置数据采集和处理模块：通过LabVIEW的模块库，选择合适的数据采集和处理模块，配置数据采样率和采集通道等参数。
根据实际需要，可以添加滤波、数据处理和数据转换等模块，以获得准确的温度测量结果。
- 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)。
虚拟仪器技术及其在数据采集中
的应用
内容摘要：
摘要：介绍了虚拟仪器的构成及其特点，分析了如何从软件和硬件方面构造具体的虚拟仪器；提出了一种虚拟仪器技术在数据采集中新的应用方法，该方法利用虚拟仪器制作数据采集器，分别从硬件设计、软件设计两个角度阐述了数据采集器的具体制作方法。
实际应用证明是行之可靠的，可供技术人员在组建基于虚拟仪器技术的数据采集器时参考使用。
摘要：介绍了虚拟仪器的构成及其特点，分析了如何从软件和硬件方面构造具体的虚拟仪器；提出了一种虚拟仪器技术在数据采集中新的应用方法，该方法利用虚拟仪器制作数据采集器，分别从硬件设计、软件设计两个角度阐述了数据采集器的具体制作方法。
实际应用证明是行之可靠的，可供技术人员在组建基于虚拟仪器技术的数据采集器时参考使用。
关键词：虚拟仪器；数据采集；VXI总线；软件技术
虚拟仪器是以一种全新的理念来设计和发展的仪器，他是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GPIB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。
由于VXI虚拟仪器的硬件平台的基本组成是一些通用模块和专用接口。
因此硬件电路的设计一般可以选择用现有的各种不同的功能模块来搭建。
通用模块包括：信号调理和高速数据采集；信号输出与控制；数据实时处理。
这3部分概括了数字化仪器的基本组成。
将具有一种或多种功能的通用模块组建起来，就能构成任何一种虚拟仪器。
例如使用高速数据采集模块和高速实时数据处理模块就能构成1台示波器、1台数字化仪或1台频谱分析仪；使用信号输出与控制模块和实时数据处理模块就能构成1台函数发生器、1台信号源或1台控制器。
专用接口是针对特定用途仪器需要的设计，也包括一些现场总线接口和各类传感器接口。
系统的主要硬件包括控制器、主机箱和仪器模块。
常用的控制方案有GPIB总线控制方式的硬件方案、MXI总线控制方式的硬件方案、嵌入式计算机控制方式的硬件方案3种。
VXI仪器模块又称为器件（devices）。
VXI 有4种器件：寄存器基器件、消息基器件、存储器器件和扩展器件。
存储器器件不过是专用寄存器基器件，用来保存和传输大量数据。
扩展器目前是备用件，为今后新型器件提供发展通道。
将VXI仪器制作成寄存器基器件，还是消息基器件是首先要做出的决策。
寄存器基器件的通信情况极像VME总线器件，是在低层用二进制信息编制程序。
他的明显优点在于速度寄存器基器件完全是在直接硬件控制这一层次上进行通信的。
这种高速通信可以使测试系统吞吐量大大提高。
因此，寄存器基器件适用于虚拟仪器中信号/输出部分的模块（如开关、多路复用器、数/模转换输出卡、模/数转换输入卡、信号调理等）。
消息基器件与寄存器基器件不同，他在高层次上用ASCII字符进行通信，与这种器件十分相似是独立HPIB仪器。
消息基器件用一组意义明确的“字串行协议”相互进行通信，这种异步协议定义了在器件之间传送命令和数据所需的挂钩要求。
消息基器件必须有CPU（或DSP）进行管理与控制。
因此，消息基器件适用于虚拟仪器中数字信号处理部分的模块。
软件的开发与设计包括3部分：VXI总线接口软件、仪器驱动软件和应用软件（软面板）。
软件结构如图1所示。
VXI总线接口软件由零槽控制器提供，包括资源管理器、资源编辑程序、交互式控制程序和编程函数库等。
该软件在编程语言和VXI总线之间建立连接，提供对VXI背板总线的控制和支持，是实现VXI系统集成的基础。
仪器驱动程序是完成对某一特定仪器的控制与通信的软件程序，也即模块的驱动软件，他的设计必须符合VPP的2个规范，即VPP3.1《仪器驱动程序结构和模型》和VPP3.2《仪器驱动程序设计规范》。
“软面板”设计就是设计具有可变性、多层性、自助性、人性化的面板，这个面板应不仅同传统仪器面板一样具有显示器、LED、指针式表头、旋钮、滑动条、开关按钮、报警装置等功能部件，而且应还具有多个连贯操作面板、在线帮助功能等。
2虚拟仪器在数据采集中的应用
利用虚拟仪器制作数据采集器可以按照硬件设计、软件设计两个步骤来完成。
2.1硬件设计
硬件设计要完成以下内容：
1)模/数转换及数据存储。