1.1.1 虛擬儀器定義虛擬儀器（Virtual Instruments）是基于計算機的儀器，計算機和儀器密切結合是目前儀器技術發展的一個重要方向。粗略地說，這種結合有兩種方式。一是將計算機裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能儀器。隨著計算機功能日益強大、體積日趨縮小，這類儀器的功能也越來越強大。目前，內嵌高性能嵌入式系統的儀器儀表就是其典型代表。另一種方式是將儀器裝入計算機，以通用計算機硬件及操作系統為依托，實現各種儀器功能，即虛擬儀器的實現方式。

　　一般來說，儀器系統基本功能主要包括：信息的采樣與控制、信息的分析與處理、信息的表達與指示。如圖 1-1，虛擬儀器實現方式中的數據采樣、分析和處理由通用計算機的軟硬件完成。插入計算機的數據采集卡實現信號的采樣、調理與傳輸；應用軟件實現被測信號的分析、處理，并按需要輸出結果，包括圖表顯示、數據傳輸、數據存儲和報表打印，整個測控過程僅通過對軟件界面操作即可完成。虛擬儀器充分利用計算機軟件與硬件的優勢，實現數據自動采集、分析和處理，即達到了傳統儀器的效果，又突破了傳統儀器在測量速度、測量功能以及適應范圍的局限，并能拓展用戶創新想象的空間，從而在儀器功能、處理算法、信息表達形式上靈活創新。根據測控項目的不同需求，通過必要的軟件設計與硬件增減，用戶就可以設計出全新的、獨屬的測控系統。在虛擬儀器系統中，硬件僅負責信號的輸入與輸出，軟件才是整個儀器系統的關鍵和靈魂，所以有 “軟件就是儀器” 的說法。對比列出虛擬儀器與傳統儀器的各自特點如表 1-1 所示。相比傳統儀器，虛擬儀器最大特點是其功能由軟件定義，用戶可按照不同應用要求進行選擇和調整。而傳統儀器的功能是由廠商事先定義好的，其功能用戶無法與變更。正是由于這個顯著特點，虛擬儀器具有功能多樣、開放靈活、面向應用、重復使用、價格便宜等特點。虛擬儀器是計算機技術與儀器儀表技術深層次結合的產物，是對傳統儀器概念的重大突破，是儀器儀表領域內的一次革命。虛擬儀器是繼模擬化儀表、智能化儀器之后的新一代儀器，代表了當前測控儀器發展的方向之一。