自從National Instruments公司率先提出虛擬儀器概念至今已有15年。在這15年里，NI逐步改革了全世界工程師和科學(xué)家們測量和自動化的方法。今天，全世界的工程師和科學(xué)家們正在成千上萬個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中使用“虛擬儀器”，從而達(dá)到了縮短開發(fā)時(shí)間、提高產(chǎn)品品質(zhì)并降低生產(chǎn)成本的共同目的。同時(shí)，虛擬儀器技術(shù)也正在趨于成熟和完善。
虛擬儀器系統(tǒng)的基本構(gòu)架包括功能強(qiáng)大又高效的軟件、模塊化的測量硬件及標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)科技（如個(gè)人電腦和英特網(wǎng)）。虛擬儀器技術(shù)包含了專為控制應(yīng)用設(shè)計(jì)的直觀的軟件和針對不通頻率與精度范圍的通用測量硬件。由此，工程師可以在測試或控制應(yīng)用中自定義測量功能。這些軟硬件工程工具能無縫地與開放式的商業(yè)計(jì)算機(jī)平臺集成使用，從而能充分利用不斷進(jìn)步的計(jì)算機(jī)科技以獲取高效率、高性能及低成本的利益。同時(shí)，其應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛，從汽車到消費(fèi)電子，從石油到燃?xì)猓瑱M跨幾百個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。
隨著摩爾定律的持續(xù)向前發(fā)展及個(gè)人電腦技術(shù)的飛速進(jìn)步，虛擬儀器系統(tǒng)的功能也越來越強(qiáng)大。個(gè)人電腦的內(nèi)存、圖形處理、輸入輸出及中央處理單元的性能每年都在提高，而這些都有利于“虛擬”的測量和自動化系統(tǒng)的發(fā)展。從25年前個(gè)人電腦的出現(xiàn)至今，PC機(jī)的性能已提高了10，000倍，而其價(jià)格卻在劇烈地下降，因此，這些功能強(qiáng)大、性能可靠、成本低廉的電腦系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)線上成品生產(chǎn)中。個(gè)人電腦的不斷發(fā)展進(jìn)步不僅使得虛擬儀器系統(tǒng)成為一種低成本、高靈活性的解決方案，更是為企業(yè)生產(chǎn)率的提高提供了傳統(tǒng)獨(dú)立的儀器設(shè)備所無法比擬的優(yōu)勢。
簡化開發(fā)過程
托馬斯•愛迪生（Thomas Edison）以其留聲機(jī)和白熾燈的創(chuàng)新發(fā)明而聞名于世，當(dāng)時(shí)和他一起工作并取得這些成功的人數(shù)并不多。而很多年之后的今天，R&D（研發(fā)）團(tuán)隊(duì)已成為大型企業(yè)、項(xiàng)目的主要部分，涉及的工程師和科學(xué)家人數(shù)不是成百就是上千，如此龐大的隊(duì)伍致使沒有人能夠完全了解所致力于研究和開發(fā)的項(xiàng)目。直到最近，虛擬儀器系統(tǒng)提高了工程師們的工作效率，我們才能夠重新回到最有可能為公司創(chuàng)造突破性革新技術(shù)的小組格局，同時(shí)大大提高了整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)率。個(gè)人電腦的強(qiáng)大處理功能、模塊化硬件設(shè)備的多功能性以及專為工程師們設(shè)計(jì)的現(xiàn)成即用的軟件使小組成員有機(jī)會充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造力，從而為各種應(yīng)用創(chuàng)建完善、先進(jìn)的系統(tǒng)。
虛擬儀器技術(shù)正在幫助人們更容易了解并掌握測量系統(tǒng)。例如，以往工程師們總是使用幾臺單獨(dú)的儀器設(shè)備分別進(jìn)行各種量的測量，然后用手進(jìn)行初步運(yùn)算和分析，而現(xiàn)在，利用分析軟件與一簡單的測量硬件設(shè)備，他們就可以毫不費(fèi)力地創(chuàng)建一套具有各種儀器功能的系統(tǒng)，且整個(gè)系統(tǒng)成本低廉。
功能強(qiáng)大、現(xiàn)成即用的軟件使整個(gè)過程自動進(jìn)行。工程師們使用個(gè)人電腦輕易就能完成整個(gè)數(shù)據(jù)采集、分析和顯示的工作，同時(shí)卻不影響到測量系統(tǒng)的性能或功能。例如，NI LabVIEW直觀的流程圖編程風(fēng)格使得工程師們可以快速創(chuàng)建符合自己特定要求的應(yīng)用程序，不管他以往有沒有過編程經(jīng)驗(yàn)。NI LabVIEW正是這樣一個(gè)革命性的工具，它為工程師們提供的幫助就好像電子制表軟件簡化財(cái)務(wù)會計(jì)們繁重的工作量一樣。而且，與硬件設(shè)備的緊密集成使它更簡單地實(shí)現(xiàn)測量和控制自動化，同時(shí)能充分利用個(gè)人電腦的分析、顯示和網(wǎng)絡(luò)連接功能。
隨著測量和控制應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ο到y(tǒng)性能和靈活性要求的不斷提高，軟件的設(shè)計(jì)功能也日漸重要。購置直觀的工程應(yīng)用開發(fā)平臺并擁有其最佳性能，可以使企業(yè)大大縮短開發(fā)時(shí)間并提高每個(gè)工程師的工作效率。配備了這樣強(qiáng)有力的武器，企業(yè)才能在劇烈的競爭中贏得最終勝利。這一方法使得工程師們可以專注于他們應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)而非花大量的時(shí)間去迎合操作系統(tǒng)的升級或網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移等變化，從而實(shí)現(xiàn)工程資源的有效利用。
確保您的投資
測量系統(tǒng)歷來被稱為“自動化的荒島”，因?yàn)槟仨殲槊總€(gè)單一的應(yīng)用專門設(shè)計(jì)一套獨(dú)立的系統(tǒng)。有了虛擬儀器系統(tǒng)，模塊化的硬件組成及開放式的工程應(yīng)用軟件可以幫助您簡單地使一套系統(tǒng)同時(shí)符合各種測量應(yīng)用的要求。
軟件標(biāo)準(zhǔn)如OPC(OLE for Process Control)，IVI（Interchangeable Virtual Instruments）保證了軟硬件無縫的集成及硬件設(shè)備的可互換性。工程師們不用再花上幾個(gè)星期實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集軟件與測量硬件設(shè)備之間的通信。OPC為應(yīng)用軟件與各種硬件之間的通信問題設(shè)定了標(biāo)準(zhǔn)，使來自不同供應(yīng)商的應(yīng)用軟件都符合這一標(biāo)準(zhǔn)。正如OPC提高了設(shè)備互用性，IVI也為互換使用不同生產(chǎn)商提供的硬件定義了一套方法——使用同一軟件。在實(shí)驗(yàn)室自動化中，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)的壽命比一臺儀器長得多時(shí)；在生產(chǎn)測試中，當(dāng)您需要為新的生產(chǎn)線更改測量設(shè)備以符合應(yīng)用要求時(shí)，這一特性尤為重要。
為了滿足您的測試系統(tǒng)不斷變化的需要，開放式的平臺如PXI(PCI extensions for Instrumentation)可以簡單地將來自不同生產(chǎn)廠商的測量設(shè)備集成到一個(gè)共同的系統(tǒng)中，并在有新的技術(shù)出現(xiàn)或您的應(yīng)用需要發(fā)生改變時(shí)可以方便地將其進(jìn)行修改或擴(kuò)展。使用PXI系統(tǒng)，您可以將一些常用的測量應(yīng)用如機(jī)器視覺、運(yùn)動控制和數(shù)據(jù)采集快速集成，從而不需花很多寶貴的開發(fā)時(shí)間即可創(chuàng)建多功能的應(yīng)用系統(tǒng)。開放式的PXI平臺將工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)科技如CompactPCI、Windows操作系統(tǒng)與內(nèi)嵌式的觸發(fā)結(jié)合在一起，提供一個(gè)比臺式PC機(jī)更耐用、更具有確定性的系統(tǒng)。同時(shí)，因?yàn)樗墙⒃谑煜さ腜C軟硬件基礎(chǔ)上，且可以與各種現(xiàn)成即用的開發(fā)軟件集成使用，因而還能簡化并加速復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程，
超越了PC的功能
虛擬儀器技術(shù)融合了PC技術(shù)及商業(yè)科技如互聯(lián)網(wǎng)以促進(jìn)測量和自動化技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)在，虛擬儀器正在利用PC范疇以外的最新的技術(shù)革新。例如，實(shí)時(shí)與內(nèi)嵌式控制器也早已屬于特殊程序開發(fā)的范圍。現(xiàn)在，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)科技的發(fā)展，如更可靠的操作系統(tǒng)、功能更強(qiáng)大的處理器及基于計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)工具正將更高一級的控制和確定性引入到虛擬儀器系統(tǒng)中來。這也意味著更多的測試和控制工程師們將有新的機(jī)會開發(fā)更加完善的實(shí)時(shí)及嵌入式系統(tǒng)。 如NI LabVIEW RT(實(shí)時(shí))這樣的軟件即可以進(jìn)行PC機(jī)上的開發(fā)，又可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)并嵌入式的應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā) 。工程師們無需苦于學(xué)習(xí)即可將自己的知識面擴(kuò)展到新的應(yīng)用領(lǐng)域，因?yàn)殚_發(fā)軟件本身已包容了新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)。
互聯(lián)網(wǎng)也已經(jīng)使數(shù)據(jù)共享進(jìn)入了一新的階段，加速了虛擬儀器的新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及遠(yuǎn)程計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，而這些技術(shù)是傳統(tǒng)獨(dú)立儀器不可能實(shí)現(xiàn)的。虛擬儀器技術(shù)很好地利用了互聯(lián)網(wǎng)的功能，因此，您可以將來自測量或控制設(shè)備中的數(shù)據(jù)直接發(fā)布到Web網(wǎng)頁上，或是用手持式的數(shù)字助理工具讀取數(shù)據(jù)，您甚至還可以將數(shù)據(jù)輸出到手機(jī)上。使用虛擬儀器技術(shù)，您可以使用互聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)大功能遠(yuǎn)距離控制您的儀器設(shè)備，或是與遠(yuǎn)在其它辦公地點(diǎn)甚至其它國家的同事合作處理一個(gè)項(xiàng)目。
21世紀(jì)的虛擬儀器技術(shù)
未來的這種連通水平將會更高，屆時(shí)將賦予模塊化新的定義。隨著互聯(lián)網(wǎng)和無線技術(shù)的不斷發(fā)展，工程師們不僅能夠重新使用模塊化的組成部分，還可以更方便地在全球范圍內(nèi)共享知識和經(jīng)驗(yàn)——鞏固開發(fā)過程每個(gè)階段工程師們的努力成果。
商業(yè)科技的發(fā)展浪潮將會繼續(xù)，同時(shí)也會將虛擬儀器技術(shù)推向新的水平。因此，性能的提高將會更容易實(shí)現(xiàn)，從而節(jié)省寶貴的開發(fā)及系統(tǒng)集成時(shí)間，同時(shí)又比傳統(tǒng)儀器測量方案成倍降低成本。沒有人能夠準(zhǔn)確地預(yù)測未來的虛擬儀器將會發(fā)展到怎樣的程度，但是有一點(diǎn)可以肯定——PC機(jī)與其相關(guān)的科技將會是虛擬儀器技術(shù)的核心，而您有了它的幫助將會更成功。
