隨著科學技術的發(fā)展,傳統(tǒng)的儀器已經(jīng)不適應快速、復雜的多參數(shù)的測試與測量,迫切要求測試、測量技術不斷改進與完善。由于微型計算機技術、超大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展,儀器的功能和組成也發(fā)生了質(zhì)的變化。計算機處于**地位,計算機軟件技術和測試儀器更緊密結(jié)合成了一個有機整體,儀器的結(jié)構(gòu)概念和設計觀點等都發(fā)生了突破性的變化。20世紀80年代中期,美國NI公司提出了全新概念的儀器———虛擬儀器。這種概念引發(fā)了傳統(tǒng)儀器領域的一場重大變革,使得計算機和網(wǎng)絡技術得以長驅(qū)直入儀器領域,和儀器技術結(jié)合起來,從而開創(chuàng)了“軟件即是儀器”的先河。虛擬儀器技術就是利用高性能的模塊化硬件,結(jié)合gaoxiao靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。自1986年問世以來,世界各國的工程師和科學家們都已將NI LabVIEW圖形化開發(fā)工具用于產(chǎn)品設計周期的各個環(huán)節(jié),從而改善了產(chǎn)品質(zhì)量、縮短了產(chǎn)品投放市場的時間,并提高了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)效率。使用集成化的虛擬儀器環(huán)境與現(xiàn)實世界的信號相連,分析數(shù)據(jù)以獲取實用信息,共享信息成果,有助于在較大范圍內(nèi)提高生產(chǎn)效率。虛擬儀器提供的各種工具能滿足我們?nèi)魏雾椖啃枰?0年來,無論是初學乍用的新手還是經(jīng)驗豐富的程序開發(fā)人員,虛擬儀器在各種不同的工程應用和行業(yè)的測量及控制的用戶中廣受歡迎,這都歸功于其直觀化的圖形編程語言。虛擬儀器的圖形化數(shù)據(jù)流語言和程序框圖能自然地顯示您的數(shù)據(jù)流,同時地圖化的用戶界面直觀地顯示數(shù)據(jù),使我們能夠輕松地查看、修改數(shù)據(jù)或控制輸入。
“軟件即是儀器”這是NI公司提出的虛擬儀器理念的**思想。從這一思想出發(fā),基于電腦或工作站、軟件和I/O部件來構(gòu)建虛擬儀器。I/O部件可以是**儀器、模塊化儀器、數(shù)據(jù)采集板(DAQ)或傳感器。NI所擁有的虛擬儀器產(chǎn)品包括軟件產(chǎn)品(如LabVIEW)、GPIB產(chǎn)品、數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品、信號處理產(chǎn)品、圖像采集產(chǎn)品、DSP產(chǎn)品和VXI控制產(chǎn)品等。
隨著科學技術的不斷進步,虛擬儀器將向以下幾個方向發(fā)展:新的總線技術的應用從虛擬儀器構(gòu)成看,總線是連接計算機與儀器的紐帶。總線的能力直接影響測試系統(tǒng)的總體水平。虛擬儀器的發(fā)展很大程度上是由于總線技術的不斷升級換代的結(jié)果。模塊化、集成化是硬件發(fā)展的主要潮流硬件標準化、模塊化使測試系統(tǒng)組建方便靈活。模塊式結(jié)構(gòu)使測試系統(tǒng)體積減少、速度提高,從而使測試系統(tǒng)實現(xiàn)小型化和微型化真正成為可能。ASIC技術將被普遍應用于儀器與自動測試系統(tǒng) 中。將儀器儀表的傳感器及其處理、控制和后續(xù)電路等都集成于芯片上已成為可能。IVI技術的發(fā)展目前,遵循IVI規(guī)范的驅(qū)動程序還是有一些局限性。到現(xiàn)在為止,類驅(qū)動器規(guī)范只能統(tǒng)一每一類中80%儀器的功能,而其他20%儀器功能的統(tǒng)一要比前80%艱難得多。而且,9類儀器的類規(guī)范并沒有包含所有的儀器類。儀器供應商和驅(qū)動程序的提供者都不能保證具有IVI驅(qū)動程序的可互換儀器對同一個應用程序或同一個測量要求會給出同樣的結(jié)果,互換的可靠性沒有保障。網(wǎng)絡化虛擬儀器計算機技術與網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展,可將分散在不同地理位置不同功能的測試設備聯(lián)系在一起,使昂貴的硬件設備、軟件在網(wǎng)絡上得以共享,減少了設備重復投資。人們可從任何地點、在任意時間獲取到測量信息(或數(shù)據(jù)),并控制儀器進行測量操作。因此,它與傳統(tǒng)的儀器相比是一個質(zhì)的飛躍。