0.1.2 虚拟仪器的概念

所谓虚拟仪器，就是在以计算机为核心的硬件平台上，具有虚拟面板，其功能由用户设计和定义，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。

虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果；利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理；利用I/O接口设备完成信号的采集、测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。使用者利用鼠标或键盘操作虚拟面板，就如同使用一台专用测量仪器一样。因此，虚拟仪器的出现，使测量仪器与计算机的界限模糊了。

虚拟仪器的“虚拟”两字主要包含以下两方面的含义。

1.虚拟仪器的面板是虚拟的

虚拟仪器面板上的各种“图标”与传统仪器面板上的各种“器件”所完成的功能是相同的。由各种开关、按钮、显示器等图标实现仪器电源的“通”、“断”，被测信号的“输入通道”、“放大倍数”等参数的设置，以及测量结果的“数值显示”、“波形显示”等。

传统仪器面板上的器件都是“实物”，而且是由“手动”和“触摸”进行操作的；虚拟仪器前面板是外形与实物相似的“图标”，每个图标的“通”、“断”、“放大”等动作通过用户操作计算机鼠标或键盘来完成。因此，设计虚拟仪器前面板就是在前面板设计窗口中摆放所需的图标，然后对图标的属性进行设置。

2.虚拟仪器测量功能是通过对图形化软件流程图的编程来实现的

虚拟仪器是在以PC为核心组成的硬件平台支持下，通过软件编程来实现仪器的测量功能的。因为可以通过不同测试功能软件模块的组合来实现多种测试功能，所以在硬件平台确定后，就有“软件就是仪器”的说法。这也体现了测试技术与计算机深层次的结合。

虚拟仪器是一种概念仪器，迄今为止，业界对它还没有一个明确的国际标准和定义。虚拟仪器实际上就是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。业界一般认为，所谓虚拟测量仪器，就是采用计算机开放体系结构取代传统的单机测量仪器，对各种各样的数据进行计算机处理、显示和存储的测量仪器。

要注意“Virtual”一词通常被译成“虚拟”，在测控仪器领域，“Virtual”不仅指用计算机屏幕去虚拟各种传统仪器的面板，还有“实质上的”、“实际上的”、“有效的”和“似真的”含义，完全不同于虚拟现实中的虚拟人、虚拟太空、虚拟海底、虚拟建筑等非“实际”的概念，测控仪器强调的是“实”而不是“虚”。因此，在研究与发展VI技术时，要注重利用计算机的软/硬件技术实现测控仪器的特点和功能，而不能仅强调虚拟的、只是视觉上的内容，要强调面向测控领域快速、有效地解决实质问题。

虚拟仪器（Virtual Instrument，VI）概念是为了适应PC卡式仪器而提出的。众所周知，传统仪器主要包括三个部分：数据采集与控制，数据分析和处理，数据显示。而PC卡式仪器由于自身不带仪器面板，有的甚至不带微处理器，因此必须借助于PC作为其数据分析与显示的工具，利用PC强大的图形环境和在线帮助功能，建立图形化的虚拟仪器面板，完成对仪器的控制、数据分析与显示。这种包含实际仪器使用、操作信息的软件与PC结合构成的仪器，就称为虚拟仪器。或者说，虚拟仪器是指具有虚拟仪器面板的PC仪器，它由PC、一系列功能化硬件模块和控制软件组成。

由于借助一块通用的数据采集板，用户可以通过软件构造任意功能的仪器，软件变成了构建仪器的核心。因此，美国国家仪器公司提出“软件就是仪器”的概念。