虚拟仪器考点

虚拟仪器考试知识点162902 王建余第一章：1，虚拟仪器是一种以计算机和测试模块的硬件为基础、以计算机软件为核心所构成的，并且在计算机显示屏幕上虚拟的仪器面板，以及由计算机所完成的仪器功能，都可由用户软件来定义的计算机仪器。

2.虚拟仪器定义的阐述：（1）虚拟仪器的硬件是通用的。

虚拟仪器硬件是由计算机和测试模块构的。

（2）虚拟仪器的面板是虚拟的。

虚拟仪器的面板是计算机屏幕上虚拟出来的。

（3）虚拟仪器的功能是由用户软件定义的。

3.虚拟仪器的三个基本功能：（1）完成信号的采集与产生（2）数据分析与处理（3）结果表达与输出4.传统仪器的特点：（1）从外观看，传统仪器一般是一台独立的装置（2）从功能看，三个基本功能都是通过硬件电路或固化软件实现的，其功能和规模一般都是固定的。

5.与虚拟仪器相比，虚拟仪器的特点：（1）仪器功能方面，其功能可由用户软件定义，柔性结构，灵活组态;多功能于一体；数据处理实时快捷；（2）用户界面方面，友好的人机交互界面，功能复杂的仪器面板可划分为分面板，使布置简洁；软面板上的器件操作具有极大的灵活性和创新性。

（3）系统集成方面，系统开放灵活，开发周期短效率高；硬件实现了模块化、系列化；虚拟仪器网络化。

6.虚拟仪器由硬件和软件两部分构成，硬件是虚拟仪器的基础，软件是虚拟仪器的核心。

虚拟仪器的硬件通常包括基础硬件平台和外围测试硬件设备，它们共同组成了通用仪器硬件平台。

虚拟仪器的软件包括操作系统，仪器驱动器和应用软件三个层次。

7.通用仪器硬件平台是以计算机为基础，以各种测量设备或仪器模块作为外围I/O接口硬件设备组成的，它主要完成被测信号的采集和测试信号的产生，基本的I/O功能是模数转换和数模转换。

其基本模块包括高速数据采集模块、信号前端调理模块、模拟信号产生模块、大容量存储器阵列模块和数字信号输入输出模块。

8.虚拟仪器的总线有：PCI总线、GPIB总线、VXI总线、PXI总线、LXI总线9.虚拟仪器的软件层次结构由I/O接口层、仪器驱动层和应用软件层构成。

1.什么是虚拟仪器?虚拟仪器是指在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己设计定义，具有虚拟的操作面板，测试功能由测试软件来实现的一种计算机仪器系统。

虚拟仪器是这样的一种仪器系统：在用户需要某种测试功能时，可由用户自己通过计算机平台利用图形软件对测量模块进行分层组合，以生成所需要的测试功能。

2.虚拟的含义① 虚拟的仪器面板② 虚拟仪器的测控功能。

3.虚拟仪器的组成:硬件和软件两大部分构成。

4.硬件:计算机和I/O接口设备；虚拟仪器的构成方式：基于数据采集卡的虚拟仪器、基于GPIB方式的虚拟仪器、基于VXI总线方式的虚拟仪器、基于PXI总线方式的虚拟仪器、基于串行总线方式的虚拟仪器、基于LXI总线方式的虚拟仪器软件：采用层次结构，由下而上依次是： I/O接口软件、仪器驱动程序（这类程序用来完成特定外部硬件设备的扩展、驱动与通信）、 应用软件（主要包括仪器面板控制软件和数据分析处理软件）5.虚拟仪器的优势：1.丰富和增强了传统仪器的功能。

2.突出“软件即仪器”的概念 3.仪器由用户自己定义。

4.开放的工业标准。

5.便于构成复杂的测试系统,经济性好。

特点:关键是软件、开发与维护费用低、技术更新周期短、价格低，并且可重用性与可配置性强、用户定义仪器功能、系统开放、灵活，与计算机的进步同、容易与其他设备连接。

6.仪器的发展历史：第一代模拟仪器；第二代数字化仪器；第三代智能仪器；第四代虚拟仪器；虚拟仪器技术发展阶段:1、利用计算机增强仪器的功能、2、开放式的仪器结构（一是插入式计算机数据处理卡；二是VXI仪器总线标准的确立）、3、虚拟仪器框架得到广泛认同和采用。

1.使用LabVIEW开发平台编制的程序称为虚拟仪器程序，简称VI。

2.VI包括三个部分：前面板：交互式的用户界面；程序框图：包含用于定义VI功能的图形化源代码，用模块代替普通函数；图标和连线板：用以识别VI的接口，以便在创建VI时调用另一个VI。

虚拟仪器设计知识点虚拟仪器是一种基于计算机软硬件的测量和控制系统，它使用计算机作为中心处理单元，将传感器、执行器和仪器控制信号进行实时的数字处理和分析。

虚拟仪器的设计涉及多个知识点，本文将分别介绍这些知识点，包括虚拟仪器的概念、功能、设计原则以及在不同领域中的应用。

一、虚拟仪器的概念虚拟仪器是一种基于计算机技术的仪器系统，将传统仪器中硬件部分用软件实现，通过计算机控制并完成测量、分析和控制等任务。

虚拟仪器通过软件定义仪器的功能，实时采集、处理和显示数据，具有灵活性、可重构性和可扩展性等特点。

二、虚拟仪器的功能虚拟仪器常见的功能包括测量、分析、控制和数据处理等。

其中，测量功能是虚拟仪器的核心，可以实现各种物理量的测量、采集和监测，如电压、电流、温度等；分析功能可以对采集到的数据进行实时分析和处理，如频谱分析、波形显示等；控制功能可以通过计算机软件实现对执行器的控制和调节，如机器人、自动化生产线的控制等；数据处理功能可以对采集的数据进行处理和存储，如数据录制、数据传输和数据分析等。

三、虚拟仪器的设计原则虚拟仪器的设计需要遵循一些原则，以确保其功能的可靠性和性能的优越性。

首先，应该根据实际需求选择适当的硬件平台和软件开发环境，如选择合适的传感器、执行器和数据采集卡等硬件设备，并结合软件开发平台进行系统设计；其次，需要制定清晰的系统架构和设计规范，确保系统的稳定性和可扩展性；此外，还应考虑虚拟仪器的易用性和人机交互性，提高用户的使用体验。

四、虚拟仪器在不同领域中的应用虚拟仪器的应用广泛涵盖科研、工业控制、教育培训、医疗等领域。

在科研领域，虚拟仪器可以实现对各种物理量的实时测量和数据处理，为科学研究提供可靠的实验平台；在工业控制领域，虚拟仪器可以实现对生产线的监测和控制，提高生产效率和质量；在教育培训领域，虚拟仪器可以模拟实验环境，帮助学生进行实验操作和数据分析；在医疗领域，虚拟仪器可以实现对患者的监护和治疗，提高医疗水平和效率。

填空题、判断题、简答题及程序分析题（与实验有关）复习范围：1虚拟仪器概念是什么？虚拟仪器是一个系统，分为两个部分。

一个部分是软件，另一个部分是硬件。

拿来一个任务，一个问题，提出一种解决方法，这种方法就是虚拟仪器。

基于计算机的仪器，即由测试硬件完成信号的采集与控制，而将信号分析与处理、结果表达与输出让计算机来完成的仪器。

2虚拟仪器与传统仪器的区别是什么？虚拟仪器系统—硬件模块化,软件集成化。

作为一个具体的例子，我们来看一下经典的传统仪器系统，它应该包括一个示波器，一个信号源、数字完用表，还可能包括一个多路复用开关系统，但是这些设备占用了我们实验室大量宝贵的空间，而且它们的成本是非常昂贵的，加上除了它们定义好的功能之外，并不能提供给我们更这些设备占用了我们实验室大量宝贵的空间，PXI机箱，PXI系统还包括一块8通道DSA卡、两块多功能数据采集卡、一块视频信号发生器和一块数字完用表。

这样就节省我们实验室的有限空间，而且与计算机组件的高度集成，大大提高了仪器的性价比。

这是传统仪器和虚拟仪器的性能比较。

3虚拟仪器的优势及应用？4什么是LabVIEW? LabVIEW的主要优势是什么？LabVIEW 作为领先的图形化系统设计软件，拥有直观的图形表达方式和硬件无缝集成的能力，借助丰富函数及相关模块工具包，提升效率的同时拓展应用范围，更好地实现系统应用设计。

LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。

LabVIEW 采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序。

它用图标表示函数，用连线表示数据流向。

LabVIEW在测试、测量和自动化等领域具有最大的优势，因为LabVIEW提供了大量的工具与函数用于数据采集、分析、显示和存储。

用户可以在数分钟内完成一套完整的从仪器连接、数据采集到分析、显示和存储的自动化测试测量系统。