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虚拟仪器技术综述

摘要：本文论述了虚拟仪器的发展历程，虚拟仪器的基本概念、组成，

虚拟仪器的总线技术，与传统仪器技术进行对比，虚拟仪器技术的优

势，LabVIEW软件的应用，最后对虚拟仪器技术的发展趋势进行了

分析总结。

关键词：虚拟仪器、总线技术、LabVIEW

一、虚拟仪器的发展历程

1．国外发展历程

随着个人电脑技术的出现，人们开始考虑使用电脑来处理传统仪

器所测数据。由此，GPIB技术在20世纪70年代发展起来，这也就

是IEEE488及后来的IEEE488.2标准。但由于GPIB总线带宽

（1Mbytes／s）限制了数据向计算机的实时传输，所以大量的数据处

理工作仍然依靠仪器自身所带有的功能。

20世纪80年代，随着计算机技术的进一步发展，个人电脑可以

带有多个扩展槽，就出现了插在计算机里的数据采集卡。它可以进行

一些简单的数据采集，数据的后处理由计算机软件完成，这就是虚拟

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仪器技术的雏形。1986年，美国NationalInstruments公司（以下简

称NI公司）提出了“软件即仪器的口号”，推出了NI-LabVIEW直观

的流程图编程风格的开发和运行程序平台，开启了虚拟仪器的先河。

20世纪90年代，计算机总线速度进一步加快，PCI总线的数据

传输速度达到了132Mbytes/s。1996年底，美国NI公司在PCI数据

总线的基础上提出了第一代PXI系统的技术规范。现在，PXI技术联

盟已经有接近60家成员公司为这一平台开发产品。

2．我国发展历程

1985年，我国东方振动和噪声技术研究所（以下简称COINV）

开始提出PC卡泰（PCCATAI）—微机卡式采集测试分析仪的概念，

并推出了数据采集和信号处理软件（DASPDataAcquisition＆Signal

Processing），随后又提出了“把实验室拎着走”的口号，进而进行了

虚拟仪器库平台的研发，实现了INV虚拟仪器库。DASP软件概念突

破了传统的随机振动信号分析仪和FFT分析仪概念，实现了向虚拟

仪器和计算机采集测试分析仪器概念的过渡。其间，COINV研制成

了国内第一台虚拟仪器—PC卡泰INVl01，接着又推出了台式机用的

INV303和便携式笔机本式的INV306系统，并于1993年到加拿大多

伦多展出，实现了VI的飞跃。

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二、虚拟仪器技术定义及组成

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。它是由计算机技术、测量

技术和微电子技术高速发展而孕育出的一项革命性技术。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。20世纪80年代中期，美国国家仪器公司

（NationalInstrument，简称为NI）首先提出的“软件就是仪器”

（TheSoftwareistheInstrument）这一概念便是对虚拟仪器最本

质的论述和表达。

虚拟仪器由硬件和软件两部分构成。硬件由计算机和I/O接口

设备组成，按功能可