1。2。3 虚拟仪器的构成

虚拟仪器主要由外部采集硬件、软件和计算机操作平台等构成。根据不同类型的 总线连接方式，分为不同结构的虚拟仪器[4,5]。常用的有以下几种：

（1）PC-DAQ 插卡式的 VI

这这是一种通过计算机里的软件来驱动外部数据采集卡的工作方式。充机分利用 计算机，着重 A/D 转换技术。插卡式仪器价格便宜，因此用途广泛，特别适合于工 业测控现场、各种实验室和教学部门使用。

（2）并行口式 VI

其软硬件分别装在计算机和采集设备里，可以完成各种 VI 功能。不仅可以与台 式计算机相连，也可以连接到笔记本电脑，便于携带机动性强。

（3）GPIB 总线方式的 VI

GPIB（General Purpose Interface Bus）通用接口总线模式。打破了传统仪器的独 立工作模式。其结构简单，只需一块 GPIB 卡配以相应的电缆与计算机相连接即可使 用。低廉的成本使得其应用较为广泛。

（4）VXI 总线方式的 VI

它具有 RFI/EMI 屏蔽能力强、冷却能力强、电源稳定等优点。并且由于其开放 的标准，强大的数据吞吐能力，紧凑的结构和可重复利用化等大量优点使其应用广泛。 VXI 系统在组建大、中规模的测量系统有着其他仪器难以比拟的优势。

（5）PXI 总线形式的 VI

98 年推出的 PXI 是 PCI 在 VI 领域的扩展。同步能力强，具有定时触发等触发形 式。总线拓展性强，通信速度快。适用于大型的工业测试，测试精度高。

（6）网络接口方式的 VI

许多国外公司多年以前就开始了网络仪器的研究，通过 WEB 网络浏览器实时显 示测量结果，检测甚至操控设备都已成为现实。利用虚拟仪器特性，通过计算机网络， 充分利用分散于各地设备，使得设备可以重复使用和共享将是虚拟仪器未来发展目 标。

（7）USB 接口式的 VI

USB（Universal Serial Bus）接口因其随插随用的简便特性而在计算机上得到了 广泛地普及。也随之成为主流的仪器控制技术。但是 USB 的传输距离和其易受环境 影响的缺点对其使用造成影响。

无论以上系统中的那种都是硬件搭载计算机平台再通过软件实现功能的。

1。2。4 虚拟仪器的优势

虚拟仪器有着比传统仪器更低廉的成本以及其他更多优点。虚拟仪器与传统仪器 比较数据如下：

表 1-1 虚拟仪器与传统仪器的对比

虚拟仪器 传统仪器

开放灵活，与计算机同步 独立封闭，相互无配合性 软件为核心，性能升级方便 硬件为核心，升级需要较高成本 低成本，可重复利用资源 价格昂贵，无法相互联结 工程师可添加自定义功能 功能固定，无法变通 软件的开发和维护成本低 购买维护成本高

技术更新周期端短 技术更新周期长

数据处理方式多 对数据处理功能少 虚拟仪器主要有四大优势。

（1）性能高：虚拟仪器完全继承了 PC 的技术基础，具有高效的 CPU 和 I/O。 可以快速地进行复杂的运算和分析，并实现实时传输。

（2）扩展性强：NI 开发软件极为灵活，只需要更新计算机或测试软件，就能以 最少的硬件资源加上甚少的软件升级就可以改进整个系统。还可以在软件整体上添加 额外模块来随时拓展整个系统的功能，从而减少了开发成本和再开发时间。