1.2　什么是虚拟仪器

何谓虚拟仪器？NI公司给出了如下解释。虚拟仪器，就是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件，以及用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统，是一种计算机操纵的模块化仪器系统^[4]。可以看出，虚拟仪器包含软件和硬件两部分。虚拟仪器是基于计算机的仪器，就是给计算机配上相应的实施测量或测控的硬件和软件，来帮助人们更高效、更便捷、更准确地完成各种测试、测量或测控等任务。

虚拟仪器技术体现了一种开放式的仪器设计思想，它提供的是一种方法、一个平台，而不再是一台传统意义上的仪器。传统测量仪器均是由厂家定义好的，厂家设计做成什么样子就是什么样子，其具体功能不可能改变。而虚拟仪器提供的是一种开发环境，用户可以定义、开发、构建一个自己所需的测量或测控仪器。也就是说，虚拟仪器可以有各种各样的形式，具体为何种形式，完全取决于使用者的实际需要和选用的具体实现技术和方法等；但有一点是相同的，那就是它们都离不开计算机的控制，而且用户按自己需求、以自己选用的技术和方法等实现的功能软件部分在虚拟仪器中发挥着非常重要的作用^[5]。而传统测量仪器基本上是由硬件构成的，其中即使含有软件，也是固化的，不允许再由用户去改变。

图1.1和图1.2给出了虚拟仪器与传统仪器的对比示意图，其中图1.1代表的是虚拟仪器，图1.2是传统仪器。虚拟仪器的前面板（图形化的用户界面）相当于传统仪器的硬件面板；而虚拟仪器的程序框图（亦即图形化的代码），则相当于传统仪器中被封装在机箱内的硬件电路。

图1.1　虚拟仪器举例

需要说明的是，此处所说的传统仪器，是特指虚拟仪器出现之前的测量仪器。随着技术的不断发展，不少具有特定功能的现代仪器（比如示波器、函数发生器等）也不仅仅只是由硬件构成的，其内部都会带有微控制器，也可以理解成是计算机已植入仪器内部，所以也出现了所谓智能仪器。

图1.2　传统仪器举例

怎样才能构建出一款虚拟仪器呢？下面介绍一款常见的虚拟仪器大致应包含哪些组成部分（功能单元）。