1.3　虚拟仪器的构成

利用虚拟仪器技术去测量真实世界物理量的过程如图1.3所示。各式各样的需要测量的物理量首先经相应的传感器获取后被转换成电信号，然后再经过适当的信号调理，即经过放大、滤波、衰减、隔离等处理（将传感器送来的电信号转换成采集设备易于读取的信号）后，被送给数据采集卡，经过模／数（A/D）转换，即将传感器输出的模拟量转变成数字量，随后再送入计算机进行相应的运算、分析和处理，最终结果将在计算机屏幕上显示出来。

图1.3　利用虚拟仪器技术测量真实世界的物理量

从上述过程可以看出，从传感器之后，虚拟仪器对各个学科所涉及的物理量的测量问题的处理方法完全是类似的。即虚拟仪器技术统一了众多学科领域测量问题数字化技术实现的硬件模式——计算机是通用的，数据采集卡也是通用的；另外，它还提供了标准的测量用分析、计算及处理软件的开发环境，例如LabVIEW。如此，虚拟仪器技术为众多学科领域所需测量仪器的研发和构建提供了一个统一的模式，各种不同测量仪器的差别主要是传感器以及测量用分析、计算及处理应用软件功能上的不同^[6]。

上述介绍的是利用数据采集卡测量各种真实物理信号的过程，其中利用到了数据采集卡的最基本功能，即模数转换功能。实际的数据采集卡，不仅可实现模数转换，同时还具备数模转换、数字IO（输入输出）和定时触发等多种功能。利用数据采集卡的数模转换功能，可将计算机中由应用软件按需要生成的一段数据线性化地转换成随时间连续变化的模拟信号，并输出到计算机之外，可以作为基于虚拟仪器所构建的测量或测控系统的激励信号或比对信号。利用虚拟仪器技术产生模拟信号的原理如图1.4所示。

图1.4　利用虚拟仪器技术产生模拟信号