原创 第1章 虚拟仪器技术概述 第2节 虚拟仪器的四大优势

虚拟仪器技术就是用户自定义的基于PC技术的测试和测量解决方案，其四大优势在于：

(1)性能高

虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的，所以完全“继承”了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，使您在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。随着数据传输到硬驱功能的不断加强，以及与PC总线的结合，高速数据记录已经较少依赖大容量的本地内存，就能以高达每秒100MB的速度将数据导入磁盘。 

此外，越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势，使数据分享进入了一个全新的阶段，将因特网和虚拟仪器技术相结合，就能够轻松地与发布测量结果到世界上的任何地方。 
 
(2)扩展性强

虚拟仪器现有软硬件工具使得工程师和科学家们不再圈囿于当前的技术中。得益于软件的灵活性，只需更新您的计算机或测量硬件，就能以最少的硬件投资和极少的、甚至无需软件上的升级即可改进您的整个系统。在利用最新科技的时候，可以把它们集成到现有的测量设备，最终以较少的成本加速产品上市的时间。

(3)开发时间少

在驱动和应用两个层面上，高效的软件构架能与计算机、仪器仪表和通讯方面的最新技术结合在一起。虚拟仪器这一软件构架的初衷就是为了方便用户的操作，同时还提供了灵活性和强大的功能，使您轻松地配置、创建、发布、维护和修改高性能、低成本的测量和控制解决方案。

(4)出色的集成

虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。随着测试系统在功能上不断地趋于复杂，通常需要集成多个测量设备来满足完整的测试需求，而连接和集成这些不同设备总是要耗费大量的时间，不是轻易可以完成的。

虚拟仪器软件平台为所有的I/O设备提供了标准的接口，例如数据采集﹑视觉﹑运动和分布式I/O等等，帮助用户轻松地将多个测量设备集成到单个系统，减少了任务的复杂性。

为了获得最高的性能﹑简单的开发过程和系统层面上的协调，这些不同的设备必须保持其独立性，同时还要紧密地集成在一起。虚拟仪器的发展可以快速创建测试系统，并随着要求的改变轻松地完成对系统的修改。这些都得益于这一集成式的构架带来的好处，测试系统更具竞争性，可以更高效地设计和测量高质量的产品，并将它们更快速地投入市场。

虚拟仪器 vs传统仪器

灵活性

虚拟仪器概念的提出是针对于传统仪器而言的，它们之间的最大区别是由虚拟仪器提供的是完成测量或控制任务所需的所有软件和硬件设备，而功能是由用户定义。而传统仪器则功能固定且由厂商定义，把所有软件和测量电路封装在一起利用仪器前面板为用户提供一组有限的功能。而虚拟仪器则非常灵活，使用高效且功能强大的软件来自定义采集、分析、存储、共享和显示功能。

每一个虚拟仪器系统都由两部分组成——软件和硬件。对于当前的测量任务，虚拟仪器系统的价格可能与具有相似功能的传统仪器相差无几，也可能比它少很多倍。但由于虚拟仪器在测量任务需要改变时具有更大的灵活性，因而随着时间的流逝，节省的成本也不断累计。虚拟仪器的灵活性体现在：

不同的设备实现同一应用

一个测试项目（一个直流（DC）电压和温度测量应用）根据不同的应用场合可以采用不同的设备，却可以采用相同的程序代码。若是实验室验证，就可以应用台式计算机上PCI总线，使用LabVIEW和DAQ设备开发一个应用程序。若要应用于生产线，则可以采用PXI系统上配置应用程序。若是需要具有便携性，就可以选择USB总线的DAQ产品来完成任务。

在许多设备上使用同样的应用程序之时升级硬件十分轻松

一个设备实现不同应用

假设有两个不同的应用，一个是利用DAQ设备和积分编码器来测量电机位置的项目；另外一个是监视和记录这个电机的功率。即使这两个任务完全不同，也可以重复利用同一块DAQ 设备。所需要做的就是使用虚拟仪器软件开发出新的应用程序。此外，如果需要的话，项目既可以与一个单一的应用程序结合也可以运行在一个单一的DAQ设备。

通过为许多应用程序重复使用硬件减少成本

 仪器概念的转变

                                                                   传统仪器                                                                                                  虚拟仪器 
                                                                厂商定义功能                                                                                         用户定义功能

硬件性能

虚拟仪器的重要概念就是驱使实际虚拟仪器软件和硬件设备加速的策略。虚拟仪器技术致力于适应或使用诸如Microsoft、Intel、Analog Devices、Xilinx以及其他公司的高投入技术。例如，使用Microsoft在操作系统（OS）和开发工具方面的巨大投资。在硬件方面，应用基于Analog Devices在A/D转换器方面的投资。

虚拟仪器系统是基于软件的，所以只要是可以数字化的东西，就可以对它进行测量。因此，测量硬件可在通过两根坐标轴进行评估，即分辨率（位）和频率。参考下图可以看出虚拟仪器硬件测量性能与传统仪器的比较。虚拟仪器的目标就是将曲线在频率和分辨率上延伸并且在曲线内进行不断推陈出新。

虚拟仪器与传统仪器硬件性能的比较

兼容性

虚拟仪器和传统仪器要并存一段时间，一些测试系统必然要将两者结合使用。虚拟仪器和传统仪器之间的兼容性问题成为关注的焦点。

虚拟仪器可与传统仪器完全兼容，无一例外。虚拟仪器软件通常提供了与常用普通仪器总线（如GPIB、串行总线和以太网）相连接的函数库。

除了提供库之外，200多家仪器厂商也为NI仪器驱动库提供了4000余种仪器驱动。仪器驱动提供了一套高层且可读的函数以及仪器接口。每一个仪器驱动都专为仪器某一特定的模型而设计，从而为它独特的性能提供接口。