虚拟仪器的发展与应用

虚拟仪器的发展与应用（精选9篇）

1.虚拟仪器的发展与应用 篇一

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虚拟仪器在测控技术与仪器专业教学中的应用

作者：刘娜

来源：《电子世界》2012年第19期

【摘要】本文在介绍虚拟仪器的概念及特点的基础上，指出测控专业应用虚拟仪器的必要性及其作用，并分析了虚拟在测控技术与仪器专业教学中的应用。

【关键词】虚拟仪器；测控技术；仪器；教学；应用

相比传统仪器，虚拟仪器具有开放性、灵活性并可与计算机技术保持同步发展、能够实时升级、价格低、利用率高、维护成本低等优点，对教学尤其是实验教学有着传统仪器无法比拟的优势。

一、虚拟仪器简介

20世纪80年代末期，美国成功研制出了虚拟仪器，其发展也标志着电子测量和自动检测仪器领域的革新。虚拟仪器英文全称为Virtual Instrument，简称VI，指的是在计算机为核心的硬件平台上，通过用户定义、设计出的一种具有测试功能和虚拟版面的计算机仪器系统。通过运用PC计算机的显示器的显示功能模拟传统仪器的控制面板，用其他方式代表输出的检测结果，从而完成各项检测功能的一种计算模拟仪器系统。

其中虚拟具体包括两层意思：第一层意思是指虚拟仪器的功能是由软件编程实现。在硬件平台中，以计算机为核心组成的平台支持下，运用软件编程或软件的组合来实现虚拟仪器的功能，体现着计算机与测试技术深入的结合。第二层意思是指虚拟仪器的面板是虚拟构成的。与传统的虚拟仪器不同的是，其虚拟仪器的面板控件是实物和外形相似的图标，代表“放大”、“通”、“断”等等的图标相对应的软件程序。使用者只要通过鼠标点击面板中的控件就能进行操作，而不是由“触摸”、“手动”来进行操作。

二、虚拟仪器应用于测控教学的必要性

我国高等学校工科一般普遍开设例如《控制工程》、《工程测试技术》等专业基础课，这些课程综合和汲取了各学科的新发展、新成就，是一门综合性极强的学科，同时它对新发展的技术有较高的要求，敏锐度较高，这样以来对于学生的学习也就提出了一些新要求。第一，学生应明确建立频谱的结构概念，掌握数字分析、频谱分析等相关概念与基本原理。第二，学生要能够掌握并准确运用各种测试装置，明确他们的基础特性、使用方法、测试评价方法等。第三，工科学生应了解各种常用传感器、记录仪器、信号调理电路等仪器设备的性能与工作原

理，会选用并恰当使用，掌握一二阶系统动态特性和必要的测定方法。第四，学生需要动态测试工作的完整流程及其先关概念，能够运用并完成机械工程中参量的测量与记录。

通过以上的此类专业学生应该掌握的课程内容与要求中可以看出，这些课最大的特征就是有极强的实践性要求，具体内容也是较为抽象的，学生需要通过大量的实验与演示去理解课程内容，这样才有利于学生更好的理解和掌握基本的原理和概念，才能提高后期实践动手的能力。这样以来，我们在课堂中就需要有虚拟仪器来帮助教学，它在此类学科教学中无可比拟的优势。

三、虚拟仪器在课堂教学中的应用

前文我们已经提到，在测控技术与仪器专业等工程的课程教学过程中强调原来的理解和掌握，上课除了必须得多媒体设备外还需要一些硬件的实验设备，因为这样才能使得原本抽象性极强的课程变得更容易理解，让学生更容易掌握，然而一般课堂将大量的硬件实验设备设置在课堂中是非常不现实的。为了满足课程教学的现实需要，也能够满足现实教学条件，我们可以采用验证性实验来帮助所需要掌握的原理与概念，它以软件的虚拟仪器实验代替了大量的硬件实验设备，可以将信号产生到分析、处理、存储通过一台PC机就可以实现，实际上就是通过虚拟的仪器来模拟真实设备的过程。学生使用也非常方便，它可以根据上课内容与课程要求的变化随时调整实验数据与方案，增减实验项目，学生也可以自己将编好的程序输入电脑来自行设计实验内容，灵活度非常高，同时它的操作界面美观且便于操作，也进一步提高了学生的兴趣及动手能力。

四、虚拟仪器在实验教学中的应用

“实践出真知”，任何知识只有学以致用，将书本中得理论知识与实践相结合，在实际操作中得到应用才是最终学习的目的，前文我们所提及的验证性试验是为了满足课堂教学实际而采用模拟的方法来验证所学理论的正确性及一定程度上得操作，它仅是一种教学手段而不能代替真正的实验教学，事实上，只有将软硬件更好地结合起来的这种实证教学是教学的关键所在。在传统实验室中得实验中需要软硬件相结合，学生通过实验来认识各种硬件仪器与设备，以此来了解与掌握仪器连接、操作方法以及各种数据的采集方法。然而在实际教学中却越到了现实的瓶颈，工科专业为了保证各种实验的开设，就必须购进各种价格不菲的仪器设备，而且因为现代技术的不断发展，仪器设备更新速度非常快，这样以来学校要保证正常的教学就必须考虑购置新设备，就出现了新旧设备交替、旧设备淘汰、教育资源配置等等一系列问题。如果我们将虚拟仪器设备也引入了实验教学之中就可以很好的解决这些矛盾，我们可以将学校现有的计算机设备与虚拟软件结合起来，创新一种实验模式，在具体教学中采用虚拟仪器、实测信号、数据采集卡相结合的实验方式不仅可以节省了支出，将各种资源平衡运用，同时也可以提高学生兴趣与动手能力以及实际分析与解决操作问题的能力。

以机械传动实验来说，在虚拟仪器的帮助下，实验传动部分可以随意更换硬件模块，学生可以根据课程内容要求自主设计不同的传动方案，例如可以将单片机设计为下位机，而上位机

则可以采用虚拟软件LabVIEW来配合，单片机通过数据采集卡收集起来，上位机接受这些数据并利用虚拟仪器软件LabVIEW来处理数据、显示波形、存储及生成报表，同时还可以完成对电动机转速和载荷进行控制。此软件还有一个最大的特点是虚拟软件的替换性与通用性，具有非常高的灵活性，软件采用了组建模块化的设计，将各个组件与虚拟仪器设备相结合，基本及常用功能惊醒模块设计，做实验的同学可以根据实验要求而灵活地调用这些模块，使得实验变的非常方便。如果有学生有能力自己开发组件来扩充系统功能，也是值得鼓励的，这样可以提高的学生的创新和实际的能力，而不只是原来按指导书上的要求去机械地去做实验了。还一个值得注意的现象是随着我国教育教学条件的不断发展，网络实验和远程实验操作已经成为了目前的新趋势，LabVIEW很好地顺应了这一形势。值得一提的是LabVIEW为了满足不同应用、不能层次的需要而提供了多种网络通信途径供用户自行选择，通过其中的Remote Paner功能可以利用Web，使得用户可以不需要编程即能够在远程的计算机上连接本地面板并操作此服务器上的软件，进行数据的收集，还可以通过LabVIEW或者浏览器直接进行控制。这样非常使得学生的学习实验变得非常的便利，学生可以不去实验室即可完成实验操作，他们只需要在任何有网络的地方就可以进行实验，方便了教与学，也实现了教学资源的真正共享。

五、结束语

面对当前新的教学要求与教学形势，为了适应期需求就要求我们不断摸索新的教学手段和教学方法，虚拟仪器正好为我们在测控教学中提供了新思路。虚拟仪器不管是在实验教学过程中，还是在课堂教学中都让我们感受到运用高科技教学方法的创新之路。

参考文献

[1]闫晓梅，高文华.虚拟仪器在电子技术实验中的应用[J].电气电子教学学报.2011（1）.[2]刘晓东，杨宝民.虚拟仪器技术在专用测试设备上的应用[J].电子测量技术.2010，33

（2）.[3]高智刚，周军，周凤岐，耿克达.多路虚拟示波记录系统的设计与实现[J].计算机测量与控制.2010，18（5）.[4]龙云玲.刘艳.秦鑫.基于LabVIEW的新型实验教学方式[J].科技信息.2010，2（17）.

2.虚拟仪器的发展与应用 篇二

虚拟现实技术可以追溯到40年代。当时为了训练飞行员节约时间和减少费用, 美国专家研究了一台飞行模拟器。以后逐渐发展到计算机控制的大屏幕全景式显示模拟器, 操作者有了直观的感觉。

1965年, 美国ARPA信息处理技术办公室主任Sutherland在篇名为《终极的显示》的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想, 从此, 人们正式开始了对虚拟现实系统的探索历程。1968年, Ivan Sutherland建立了“达摩克利斯之剑”头盔显示器, 它被认为是世界上第一个头盔显示器 (HMD) , 它能显现二维图像, 但是没有沉浸感, 用户只能看到的线框图叠加在真实环境之上。

80年代, 美国宇航局 (NASA) 及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究, 并取得了令人瞩目的研究成果, 从而引起了人们对虚拟现实技术的广泛关注。

进入90年代, 迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机软件系统相匹配, 使得基于大型数据集合的声音和图像的实时动画制作成为可能。人机交互系统的设计不断创新, 新颖、实用的输入输出设备不断地进入市场, 而这些都为虚拟现实系统的发展打下了良好的基础。

2 虚拟现实系统研究现状

计算机的发展提供了一种计算工具和分析工具, 并因此导致了许多解决问题的新方法的产生。虚拟现实技术的产生与发展也同样如此, 就虚拟现实本身而言, 它主要涉及到三个研究领域:通过计算机图形方式建立实时的三维视觉效果;建立对虚拟世界的观察界面;使用虚拟现实技术加强诸如科学计算技术等方面的应用。

3 现有虚拟现实系统的关键技术

虚拟现实的关键技术可以包括以下几个方面:

1) 动态环境建模技术

虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容。动态环境建模技术的目的是获取实际环境的三维数据, 并根据应用的需要, 利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。

2) 立体显示和传感器技术

虚拟现实的交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展。现有的虚拟现实还远远不能满足系统的需要, 因此有必要开发新的三维显示技术。

3) 应用系统开发工具

虚拟现实应用的关键是寻找合适的场合和对象, 即如何发挥想象力和创造力。选择适当的应用对象可以大幅度地提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。为了达到这一目的, 必须研究虚拟现实的开发工具。

4) 系统集成技术

由于虚拟现实中包括大量的感知信息和模型, 因此系统的集成技术起着至关重要的作用。集成技术包括信息的同步技术、模型的标定技术、数据转换技术、识别和合成技术等等。

4 虚拟现实技术的应用

虚拟现实技术的应用范围十分广泛, 它正在逐步地渗入到各个专业领域中去。

虚拟现实技术最早应用于军事模拟。最初的模拟是用来训练飞行员, 飞行模拟器可以让人感到和在真的飞机上一样, 各种仪器设备如同在真实环境下一样地工作, 是一种最理想的训练方式。美国军事部门一直是虚拟现实技术的主要开发者, 他们先后研制出了各种各样的战场模拟现实系统供部队训练, 这种训练方式不仅大大节省了训练费用, 而且提高了训练质量。

虚拟现实技术已开始对医学领域产生重大影响, 目前正处于虚拟现实技术的初级阶段。它可用于各种医学模拟, 例如为医学院的学生提供人体解剖仿真。学生们可以使用一个虚拟病人学习解剖和做手术。外科医生在做一次比较复杂的手术之前, 可以先利用虚拟病人进行练习, 然后将练习的成果应用于实际手术之中。

虚拟现实技术还可用来进行各种虚拟设计, 例如汽车虚拟设计、飞机虚拟设计和建筑虚拟设计等。由于虚拟现实技术的投入性和交互性, 它比传统的CAD技术能更好地满足设计要求。

虚拟现实技术在商业领域的应用, 让原本单调的商业展示方式变得活力十足。通过这种技术, 可以把商业或产业形象逼真地在网络中表现出来, 尊重顾客的浏览习惯, 成功地刺激顾客的购买欲。

虚拟现实技术在娱乐游戏上的应用也十分广泛, 包括家庭中的桌面游戏、公共场所的各种仿真等。基于虚拟现实技术的游戏主要有驾驶型游戏、作战型游戏和智力型游戏三类。很多游戏都是联网的, 因而允许许多玩游戏的人同时进入了一个虚拟境界, 他们相互之间展开竞争, 或者与计算机生成的对手竞争。为了赢得游戏的胜利, 他们必须在投入该虚拟环境的同时, 采用智慧、逻辑、手眼协同等手段。

由于虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境, 学生能够成为虚拟环境的一名参与者, 这对调动学生的学习积极性, 突破教学的重点难点, 培养学生的技能都将起到积极的作用。虚拟现实技术非常适合远程教学中的应用, 主要是在知识学习、探索学习、虚拟实验以及技能训练四个方面。例如在学习地理知识时, 通过虚拟现实系统, 学生可以到北极去领略那里的自然风光;在虚拟的化学系统中, 学生可以按照自己的假设, 将不同的分子组合在一起, 电脑便虚拟出组合的物质。

5 虚拟现实技术的进一步展望

正如其它新兴科学技术一样, 虚拟现实技术也是许多相关学科领域交叉、集成的产物。它的研究内容涉及到人工智能、计算机科学、计算机图形学、智能控制、心理学等。我们必须清醒地认识到, 虽然这个领域的技术潜力是巨大的, 应用前景也是很广阔的, 但仍存在着许多尚未解决的理论问题和尚未克服的技术障碍。客观而论, 目前虚拟现实技术所取得的成就, 绝大部分还仅仅限于扩展了计算机的接口能力, 仅仅是刚刚开始涉及到人的感知系统和肌肉系统与计算机的结合作用问题。只有当真正开始涉及并找到对这些问题的技术实现途径时, 人和信息处理系统间的隔阂才有可能被彻底地克服了。我们期待有朝一日, 虚拟现实系统成为一种对多维信息处理的强大系统, 成为人进行思维和创造的助手和对人们已有的概念进行深化和获取新概念的有力工具。

参考文献

[1]汪成为, 高文, 王行仁.灵境 (虚拟现实) 技术的理论、实现及应用[M].清华大学出版社, 1996.

[2]Earnshaw R A, et al, Virtual Reality System Academic Press, 1993.

3.虚拟仪器的发展与应用 篇三

关键字：测控技术与仪器专业;历史沿革;培养目标

中图分类号：TH70-4 文献标识码：A

1.测控技术与仪器专业历史沿革

测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要，对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟，对空间的测控要求使人类有了点、线、面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段，随着科技的发展，测控技术进入了全新的时代。

随着科学技术的飞速发展，光、机、电一体化系统的开发研制与应用越来越受到科研人员的重视。但是由于传统观念的影响，很多学者对本专业存在一个明显的认识误区，以为测控技术就是用三角板、直尺之类的仪器进行吃力劳苦的测量，其实这只是很浅显的认识，也是很浅薄的错误。我们可以听听清华大学测控技术与仪器专业一位同学的话，他说：“进入大学以前，我认为我将来的工作就是拿着大三角板，到处量量，呵呵，谁知开始上专业课了，才知道原来我们的专业是多么尖端，什么激光啦，纳米啊，都是我们测试的手段。现有的电脑硬件和软件，可以让我轻松地模拟实地环境，不仅学起来轻松省事，更提出了各式各样的问题，可以发挥自己的想像，设计更复杂完备的系统。”可见，一个真正的测控专业学者，需要掌握更多电学方面的知识，他们要掌握基本的电路知识，具有新颖设计思路，并且能运用多种新技术、手段进行工作。

中国工业以前很长时间里在国际市场上没有地位，一个重要的原因是大路货太多，没有自主创新，没有高质量、高附加值的产品，无法与其他工业强国相争，这与我国测控专业人才非常缺乏有关。与世界接轨，中国企业要想提高国际竞争力，自主创新、高质量、高附加值的产品是关键，因此，测控专业的人才变得越来越重要。

2.测控技术与仪器专业培养目标

测控技术与仪器专业培养的人才都是适应社会发展需要的、基础扎实、实践能力强、具有团队协作和创新创业精神，具备无损检测理论与工艺、计算机测试、工业过程的在线检测与控制等方面的设计与开发能力，以及材料加工、设备安全与质量控制、计量测试等方面的基础知识和应用能力，能在国民经济各部门从事工业无损检测、计算机测试、仪器仪表设计开发和工业检测控制系统的应用研究、科技开发、运行管理等方面工作，获得工程师基本训练的复合型应用性应用性高级工程技术人才。并且这个专业主要以光、机、电、计算机一体化为特色，培养具有现代科学创新意识、知识面宽、基础理论扎实、计算机和外语能力强，毕业以后可从事计算机应用、电子信息、智能仪器、虚拟仪器、测量与控制等多领域的产品设计制造、科技开发、应用研究、企业管理等多方面的高级工程技术及经营管理人才。同时因为他们专业知识面宽广，具有很强的适应能力和广泛的发展空间，也可从事计量、测试、控制工程、智能仪器仪表、计算机软件和硬件等高新技术领域的设计、制造、开发和应用等工作，转行比较

容易。

测控技术与仪器专业培养具备精密仪器设计制造以及测量与控制方面基础知识与应用能力，能在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的高级工程技术人才。所以学校对这个专业学生的基本要求就是要本专业学生主要学习电子技术、计算机技术、机械设计、材料加工、控制技术等基本理论和基本知识，受到电子技术应用、计算机应用、无损检测工艺设计与检测操作、计算机测试与仪器仪表开发设计等方面的基本训练，具有从事无损检测应用、计算机测试、仪器仪表设计与开发等方面的基本能力。掌握精密仪器的光学、机械与电子学基础理论，测量与控制理论和有关测控仪器的设计方法，受到现代测控技术和仪器应用的训练，具有本专业测控技术及仪器系统的应用及设计开发能力。

相比起许多理工类专业，测控技术与仪器可能是比较难以望文生义的一个专业。究竟什么是“测控”？“测控”的范围是什么？“测控”专业在社会上又能做些什么？这些问题使许多考生在报考的时候对这个专业心存疑虑。其实测控技术就是精确探测和采集各种信息的尖端技术。说白了，“测控技术与仪器”就是去研究、去开发最先进的测量仪器。而高技术含量测量仪器不仅逐渐应用到我们日常生活的各个领域，我们最尖端、最激动人心的领域发挥着重要作用。

3.结语

4.国产测绘仪器在国外的推广与应用 篇四

胡晓霞

摘要：国产测绘仪器在国外的推广和应用经历了一个逐步发展的过程。本文简述了国产测绘仪器在国外应用的发展历史及现状，并展望了国产测绘仪器在国外的应用前景。

关键词：国产测绘仪器国外推广与应用

在测绘行业的全球市场上，中国测绘仪器逐渐展露出越来越重要的主导地位。在经历了由光学到电子，由手工作业到数字作业的产品升级和更新换代之后，国产测绘仪器已经走到国际市场的大舞台上，扮演着不可或缺的重要角色。国产测绘仪器在国外的推广和应用经历了一个逐步发展的过程，从练内功，钓鱼营销，到走出去，深度合作，再到本地化，使得国产测绘仪器在国际测绘领域发挥了不可取代的重要作用。中国测绘仪器在国外市场的推广过程是中国电子科技产品在国际舞台竞争的一个缩影，其产品的推广和应用已经给国际市场带来了深远的影响。

一 产业初期练内功

国产测绘仪器发展相对于国际知名企业的发展是滞后的，尤其是光学仪器的发展，国外企业具有上百年的历史，而国产的光学测绘仪器的历史只有几十年。数字化产品的出现，为中国测绘仪器的发展和飞跃提供了良好的契机。WILD在七十年代生产出了第一台全站仪，经历了几十年的发展，南方测绘在1995年生产出中国第一台全站仪，从此翻开了中国测绘仪器电子化数字化的新篇章，随着电子产品硬件的升级换代，电子测绘仪器的功能不断丰富。软件升级的强大作用，使得国产测绘仪器取得了不断掌握新技术、推出新产品的机会，从光学水准仪到电子水准仪，从普通全站仪到激光无棱镜技术，从GPS静态到实时动态的双频RTK，再到网络GPS CORS，几乎完全掌握了世界上最先进的测绘仪器生产技术，并因此而迅胡晓霞，南方测绘集团外贸部副总经理。

速缩短了国产测绘仪器与进口测绘仪器的差距。

中国是目前全球测绘市场上最大的一个市场，因为土地辽阔，人口众多，经济发展处于高速增长的繁荣时期，为中国测绘仪器的发展提供了巨大的事业平台。测绘仪器的竞争在中国已经非常的完善和成熟，国际知名的品牌在中国都投入了巨大的资本，并给予极大的关注，使得中国市场同国际市场具有很高的相似度。这也为国产测绘仪器参与到全球市场，在国际市场领域赢取胜利提供了机会和信心。

目前，中国的测绘仪器市场上，有来自瑞士的LEICA，来自美国的TRIMBLE，来自日本的TOPCON，SOKKIA，PENTAX，NIKON。他们为中国带来了高端的产品和先进的技术，而作为中国测绘产品市场上的主要竞争者和占有者的中国品牌，南方测绘仪器公司、苏州光学仪器厂、北京光学仪器厂，以及科力达、三鼎、瑞得、欧波、赛特等，已经成为了市场上的佼佼者。国产测绘仪器的市场占有率已经高达70%以上。这在任何一个产品市场来看，都是一个惊人的业绩。在国内这个巨大的市场上，国产测绘仪器通过不断的推陈出新，升级换代，已经把产品的质量做得相当的到位，内功练好了，国产测绘仪器才有了十足的把握进军国际市场。

二 国际化第一步：钓鱼式营销

国产测绘仪器在国际上的推广和应用是从水准仪和附件开始的，国产水准仪在国际市场上的名气和口碑是相当不错的。中国的水准仪在近几年里大批出口，基本上占领了全球90%的市场。相当多的水准仪产品是以OEM的合作方式出口到国外的。在2000年以前，中国的厂商几乎很少出现在国际舞台上，因此，尽管国产测绘仪器在国际市场具有一定的市场占有率，但真正让国际市场的客户所认识和认同，还并没有完全成功。这也是和我们当年出口策略采取的钓鱼式营销息息相关的。

最初的国产测绘产品出口大多采用的是投入少，成本低，见效快的钓鱼式营销策略。早期的测绘产品出口更多的依赖了出口外贸代理商的中介作用。他们通过网络和国内展会的渠道，找到测绘产品的目标客户，通过电话，传真，邮件的方式进行沟通，价格谈判，进而达成贸易合作。外贸公司通常具有良好的沟通能力，具备一定的市场营销渠道，但也有相应的弊病，他们不能够象专业的测绘仪器厂商一样，为国际市场客户提供及时准确优质的产品

售后服务，因此，这样的出口策略比较适合我们国内的大量附件产品，但对于讲究技术能力和技术服务的测绘仪器产品，其劣势也是显而易见的。

自2000年来，很多的中国生产厂商意识到要想在国际市场上赢取胜利，需要我们直接面对国际市场客户，需要我们通过专业的渠道，了解市场需求，掌握市场信息，提供产品服务。南方测绘就是走在这条国际化道路上的一个领军人物一样的公司，在确立了国际化梦想的这一目标后，南方开始招兵买马，建立进出口部，并完全依靠自己的营销能力去开发挖掘市场客户，建立自己的营销渠道。通过在专业领域的市场调研和开发，不断收集客户信息，建立合作关系。因为国际市场的开发难度比较大，风险也相当高，所以在市场开发的初期，市场开发工作还是以钓鱼式的营销为主。通过网络找到国外客户，通过电话，传真，邮件沟通联系和谈判，最后达成销售，并能为客户直接提供售后服务。经历了几年之后，对国际市场的认识和了解就有了很大的提高，为国产测绘产品亮相到国际展会，为中国厂商从国际舞台的幕后转到台前，提供了良好的保障。

三 正式亮相国际展会

具备了走出去的实力的中国测绘仪器厂商，在国产测绘仪器在国内市场取得重大胜利的同时，积蓄了多年的外贸合作经验，这也使得他们有信心高调的亮相到国际舞台。2003年10月，作为国际市场开发的先头部队，南方测绘的马超总经理率领着外贸部的精英骨干率先到达了国际上最为知名的测绘仪器展会INTERGEO上。这给整个展会带来了极大的惊喜，所有前来参观的客户和展会的参展商都惊讶不已，中国人居然也能造全站仪、GPS，这对他们来说，似乎是个奇迹。为什么? 这也难怪，我们所熟悉的测绘领域，能够具备全站仪生产研发实力的国家并不多，可以说微乎其微，而在国际测绘领域，一直以来，市场都被LEICA，TOPCON，SOKKIA等品牌所掌握和控制，谁也不曾料到，中国人不仅可以生产高端的测绘仪器，而且还有勇气和信心走到国际舞台的最前端，与大品牌，大公司一决高下。

2003年的国际展会亮相只是个开始，自从有了这样一个先例之后，中国测绘仪器厂商都受到了极大的鼓舞，也纷纷加入到亮相国际展会的行列当中。现在的INTERGEO 国际测绘展会，每年都在德国的不同城市召开，每年我们都会有一些新的惊喜，发现越来越多的中国测绘仪器厂商出现在这个全球测绘厂商欢聚的舞台上，他们带来了新的产品，新的技术，展

台越来越大气，一年比一年更精美，而来参展的中国测绘仪器厂商已经占了越来越多的展商比重，前来参观的中国测绘人士，总能在这里找到我们熟悉的国内知名生产企业。除了在德国的INTERGEO 展会，还有很多其他国家的专业测绘展会都可以看到我们中国测绘厂商的身影。在美国的ACSM国际测绘展会，日本著名的GEOINFORMATION，东欧的INTERGEO EAST测绘展会，还有在亚洲的MAP ASIA 等等。

国际展会上中国测绘产品厂商的变化，标志着中国测绘仪器产品正在被越来越多的国际市场客户所接受和认同，也标志着中国测绘产品在国际市场的应用也越来越广泛。

四 深度开发

国产测绘仪器的出口，主要是通过各种市场渠道，在国际市场上寻找到国外的产品代理商，出口产品，并给予产品代理商优质的服务和技术支持。我们通常的做法都是参加国际测绘展会，在国际专业测绘杂志报纸上打广告，寻找机会找到各国的代理商，建立合作关系。这样的营销方式是非常有效的，能够为出口产品寻找到不少的客户资源。

如何进行下一步的深度市场开发，把各个国家的产品代理商都挖掘出来，这是每个中国测绘产品厂商在国际化道路上面临的一个课题。深度开发市场，需要很多的决心，更需要投入大量资金用于市场开发，由于国外测绘市场具有不同的市场特点，经营方式和消费文化不同，我们需要做大量的市场调研，再根据市场情况制定营销策略，做出市场决策。南方测绘在深度开发国际市场的道路上，走在了前面，先后在美国，欧洲，日本，越南，印度开办了自己的分公司办事处，并在一些市场上取得了较好的成绩。不可否认，国际市场开发的风险也是不可忽视的，经营风险，外汇风险，人员稳定性，管理成本都必须认真的考虑到。

深度开发市场是一个长期的过程，需要在市场中不断的磨炼，需要时间的积累。尽管这是一个长期而艰巨的任务，但这是为了中国测绘产品能够在国际市场上走得更好更远必须付出的努力，是每一个想要成为百年老字号，成为行业领头羊，成为国际知名企业，拥有伟大胸怀的企业必须作的一件事。其意义相当深远。

五 国际应用实例

今天，中国测绘仪器品牌已经逐渐的深入人心，在全球一百多个国家，可以很容易的在当地找到中国品牌的测绘产品。

据不完全统计，中国测绘产品已经在国际市场上占有相当大的比重，水准仪市场，中国占有超过90% 的全球市场份额，附件市场，中国产品占有超过60%的份额，电子经纬仪市场，中国仪器拥有超过80%的市场，全站仪市场，中国产品的产销量达到了全球的30%左右。GPS也在迅速的崛起，估计中国的GPS占有超过全球的10%的市场。这些数字还在随着中国的经济发展和产品市场的完善提高不断创新，我们可以非常骄傲的说，在国际测绘产品领域，中国产品，中国厂商做出了非常巨大的贡献!

随着中国测绘产品越来越多的出口到国际市场，中国测绘仪器和产品在国际测绘领域也扮演了越来越重要的角色。

在美国，中国测绘仪器广泛应用到各个建筑工程领域，教学领域，甚至应用到政府部门，警察局调研机构，他们不光把中国测绘仪器用于常规的测量，还把测绘仪器的应用领域进行了扩展，他们通过全站仪和相关专业软件，可以实现交通事故的案例还原，使得测绘仪器的应用有了新的思路和方向。

在欧洲波兰，中国测绘仪器产品广泛的应用到测绘领域，中国的全站仪NTS325在波兰最大最著名的技术大学--AGH科技大学作为教学使用。波兰最好的测绘和地质领域（建筑，矿业，土地等）专家大多毕业于该校。他们评价，中国的产品质量好，操作简单，易学好用，价格十分公道。在波兰最大的矿业集团，中国南方品牌的测绘仪器被用于矿山测绘，受到客户的欢迎。

在塞尔维亚，贝尔格莱德区域建设航空管制中心应用中国的测绘仪器进行机场建设测绘工作，他们对产品也有非常好的认可度，评价中国的测绘仪器产品具备所需的所有应用程序，质量好，价格低。

在西欧南欧国家，测绘行业普遍采用高端的测绘仪器，传统的测绘仪器应用相对减少，中国的全站仪主要应用在工程建筑领域。因为西欧市场的GPS，3D扫描仪的应用非常广泛，中国的GPS在进行了相关的软件改造和升级之后，在南欧的一些国家也应用良好，赢得了客户的称赞。

在亚洲国家，中国测绘仪器产品得到了市场的高度认可。在菲律宾，中国的测绘仪器产品赢得了较高的市场满意度，在这个市场上中国全站仪，尤其是南方品牌的全站仪和GPS赢得了市场超过50% 的销量，产品应用到专业测绘，基础建设，城市规划，国防建设，道路施工，科研教学等多个领域。在当地成为知名品牌。

在越南，越南测测绘局下属的最大测绘单位采购了上百台的中国测绘仪器。从GPS到全站仪，到电子经纬仪，再到水准仪，几乎用中国的产品全副武装了他们的测绘装备。在对中国产品的极大信任和对产品服务的满意的情况下，中国测绘产品深入到越南各个测绘领域成为一件水到渠成的事。

在非洲，众所周知，中国有很多大型建筑公司的工程队在非洲各国帮助非洲国家的工程建设，不光提供产品和技术，也提供工程人员，中国的测绘产品在非洲的国家基础建设上，做出了重大的贡献。中国科学仪器设备采购中心长期与非洲合作，把中国的测绘产品用一个个集装箱运到非洲各国，对他们提供产品、资金和技术上的援助，中国测绘产品对于非洲国家的测绘事业的发展发挥了重要的作用。

5.虚拟仪器的发展与应用 篇五

一、单项选择题来源：

1.dj07表示该仪器一测回方向观测中误差的秒数为()。

a.0.6”b.0.7”

c.0.5”d.0.8”

2.dj1表示该仪器一测回方向观测中误差的秒数为()。

a.0.6”b.1”

c.1.5”d.0.8”

3.dj2表示该仪器一测回方向观测中误差的秒数为()。

a.2.5”b.1.5”

c.1”d.2”

4.dj6表示该仪器一测回方向观测中误差的秒数为()。 来源：

a.2.5”b.1.5”

c.1”d.6”

5.()型经纬仪属于普通经纬仪。

a.j07b.j6

c.j1d.j2

6.ds05表示每公里往返测高差中数的中误差为()。 来源：

a.0.6mmb.1mm

c.0.5mmd.0.3mm

7.ds1表示每公里往返测高差中数的中误差为()。

a.0.6mmb.1mm

c.0.5mmd.0.3mm

8.s3型水准仪称为()。

a.普通水准仪b.精密水准仪

c.一般水准仪d.光学水准仪

9.s05型和s1型水准仪称为()。

a.普通水准仪b.精密水准仪

c.一般水准仪d.光学水准仪

二、多项选择题

1.常用工程测量仪器包括()。 来源：

a.望远镜b.经纬仪

c.皮尺d.水准仪

e.全站仪

2.经纬仪由()三部分组成。

a.望远镜b.照准部

c.水准器d.水平度盘

e.基座

3.()型经纬仪属于精密经纬仪。

a.j5b.j07

c.j1d.j6

e.j2

4.经纬仪的主要功能包括()。

a.测量高程b.测量两个方向之间的水平夹角夕

c.测量竖直角αd.测量斜距

e.借助水准尺，测量两点间的水平距离d和高差

5.水准仪主要由()组成。

a.望远镜b.照准部

c.水准器d.水平度盘

e.基座

6.s3型水准仪用于()。

a.一般工程水准测量b.国家三等水准测量

c.国家一等水准测量d.国家四等水准测量

e.国家二等水准测量 来源：

7.s05型和s1型水准仪用于()。

a.其他精密水准测量b.国家三等水准测量

c.国家一等水准测量d.国家四等水准测量

e.国家二等水准测量

8.水准仪的主要功能是()。

a.直接测量高程

b.测量两点间的高差h

c.测量竖直角。

d.利用视距测量原理，测量两点间的水平距离d

e.测量斜距

9.全站仪由()装置组成。

a.数据记录装置b.电子经纬仪

c.水准器d.光电测距仪

e.望远镜来源：

10.全站仪在测站上一经观测，必要的观测数据如()等均能自动显示，而且几乎是在同一瞬间内得到平距、高差、点的坐标和高程。

a.路径图b.斜距

c.高程d.天顶距(竖直角)

e.水平角

考点69自测题答案： 来源：

一、单项选择题：1.b2.b3.d4.d5.b6.c7.b8.a9.b

二、多项选择题：1.bcde2.bde3.bce4.bce5.ace6.abd

6.虚拟仪器的发展与应用 篇六

关键词：园林;虚拟现实;教学

Abstract：ith analysis to the practicability and necessity of the application of VRT(Virtual Reality Technology) in Landscape Architecture， the paper confirms the VRT’s function in the teaching of Landscape Architecture， illustrates the technological path and running effect of building the Virtual Reality Teaching Platform and introduces the teaching effect of VRT.

Key ords： landscape; Virtual Reality Technology; education

1 虚拟现实技术概述

7.虚拟仪器的发展与应用 篇七

虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)，于1989年在美国首先提出意指“计算机产生的三维交互环境，在使用中用户是‘投入’到这个环境中去的。”。它集成了计算机图形技术、人工智能(AI)、仿真技术等，模拟一个虚拟空间，使人沉浸在其中。相对于传统多媒体技术，虚拟现实技术能够模拟视觉、听觉、触觉甚至嗅觉等方面信息的输出，并且能通过自然语言，手势等方式进行人机交互，而不是使用传统的键盘等设备输入。

2.虚拟现实的特点和优势

虚拟现实技术相对于传统的计算机技术，有如下特点：

1. 多感知性。

多感知性就是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知甚至包括嗅觉感知味觉感知等。

2．存在感性。

又称为临场感，指的是模拟环境的真实度，即所谓的“身临其境”感。存在感越高，模拟环境的真实度越好，人在模拟环境中就越自然，理想状态则是达到使用者无法分辨其真假的程度。

3.交互性。

是指用户对虚拟环境里的物体(虚拟物体并非真实)的可操作性，以及在操作物体时得到的反馈信息的自然度。例如，使用者在抓取虚拟环境中的物体时，可以感觉到物体的重量，温度等。

用户对虚拟环境里的物体(虚拟物体并非真实)的可操作性，以及在操作物体时得到的反馈信息的自然度。例如，使用者在抓取虚拟环境中的物体时，可以感觉到物体的重量，温度等。

鉴于此，与实际制造对比, 在机械设计制造中中使用虚拟现实技术辅助设计制造的主要优势是：

1.产品设计制造流程完全在虚拟现实中进行, 在计算机上进行产品设计、制造、检测，甚至设计人员或用户可“进入”虚拟的制造环境检验其设计、加工、装配和操作，虚拟现实的优势就是其参数完全是人为定义，所以对其改动将会非常快捷方便, 而不需要对实体模型进行反复修改制造;还可将已开发的产品 (部件) 存放在计算机里, 不但大大节省仓储费用, 更能根据用户需求或市场变化快速改变设计, 快速投入批量生产, 从而能大幅度压缩新产品的开发时间, 提高质量、降低成本。

2. 因虚拟现实技术充分的利用了计算机技术，所以可使分布

在不同地点的人员通过互联网远程联接，在同一个虚拟环境下上同时工作、相互交流、信息共享, 这样可以克服地理隔离所造成的问题，使得不同行业的人员更容易合作，同时也加强了用户与制造商之间的交流，可以更加明确的制造产品。

3. 相关人员可以获得安全的设计、制造环境。

相对于传统实体的设计制造流程，特别是某些行业(如核工业，航天工业等)，难免在测试时完全保证人员的安全，而使用虚拟现实技术，则在绝对安全的条件下提供相似的工作体验，在取得效果的同时又保护了工作人员。

3. 虚拟现实技术使用实例

虚拟现实技术现在还是比较前沿的，所以并没有在机械设计制造中大面积普及，但是在一些高端领域，我们还是可以看到其身影。

1.1990年4月，哈勃望远镜刚发射不久，因其设计缺陷导致焦距不准，无法得到清晰的照片，为此NASA在水下建立了一个模拟太空零重力的虚拟现实环境，维修人员可以在类似真实环境的条件下模拟维修。经训练后，哈勃望远镜的维修任务于1993年12月成功完成。这是第一次大规模应用虚拟现实技术完成实际维修任务，并取得了成功。

2.波音777飞机外型设计采用了虚拟现实技术，设计人员可以在虚拟环境下实时的观察最新设计的外观，这使得对模型的修改和错误的更正得到了极大的方便，并且最终方案的数据可以直接用于制造加工，大大缩短了产品制造周期。

3. 如美国Caterpillar公司在进行大型挖掘机的设计时与美国国家超级计算机应用中心合作。设计人员可以通过手柄来操作运用虚拟现实技术建模的挖掘机，通过沉浸式头盔显示器对虚拟车辆在运行、操作、挖掘时的情况进行观察, 以判断在实时运行过程中存在的问题。

4. 虚拟现实技术的发展

1.随着计算机计算速度和图形处理速度的发展将促进其普及。

因为虚拟现实技术对计算机要求非常高，所以在目前需要集群计算机才能完成任务，这无疑使得成本大大增加，随着计算机技术的飞速发展，在未来微型计算机能够完成其庞大的计算能力时，则成本无疑会大大降低。

2.更真实的虚拟环境，更先进的交互系统。

目前所用的是头盔显示器等设备来显示图像，而如果全息成像技术得到发展和普及，那么图像真实度会大大提高。同时伴随着体感手套的发展，在触觉上的感受也会有所提高。

3.更先进的软件技术。

运用更先进的软件系统可以让虚拟现实模拟的环境有更接近现实的物理规律，同时更先进的人工智能则使得人机交互更自然，不需要生硬呆板的代码，而是直接通过自然语言与计算机交互，使得构建虚拟现实环境更加简单。

5. 总结

CAD/CAM技术在机械设计制造行业的广泛应用使得其效率得到提高，而虚拟现实技术则作为它们的扩展，使在平面的显示得到了向空间的发展，并且人机交互得到大幅提高，机械设计制造流程变得更加形象简单。随着技术的发展，未来很可能会产生像科幻电影《钢铁侠》里那样的设计系统：全息投影，直接用手操作，并且数据实时智能化存储，人机甚至可以用语音直接对话而不是采用呆板的键盘输入，设计制造智能控制。届时，因其强大的互动性和及其简单的操作，机械设计制造将不是少部分人的专利，而是全民都可以参与其中，整个制造业将发生翻天覆地的变化。

参考文献

[1]张晔.《虚拟现实技术在制造业中的应用》.机电产品开发与创新.2011

[2]孙超雄.《虚拟现实在机械设计制造中的作用》.黄石高等专科学校学报.2002

8.虚拟仪器的应用及发展前景 篇八

【关键词】虚拟仪器；发展；应用

1.引言

随着计算机技术、大规模集成电路技术和通信技术的飞速发展，电子测量技术领域发生了巨大的变化；仪器结构的日趋复杂，仪器性能的不断提高，仪器的测试技术已成为测量领域的研究重点。美国国家仪器公司于20世纪80年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把虚拟测试技术带入了新的发展时期，随后研制和推出了多种总线系统的虚拟仪器。虚拟仪器技术的提出与发展，标志着21世纪测试技术与仪器技术发展的一个重要方向。虚拟仪器代表着从传统的以硬件为主的测量系统到以软件为中心的测量系统的根本性改变。

2.仪器发展过程

到目前为止，电子测量仪器的发展大致分为4代，第1代为模拟仪器，如指针式万用表；第2代为数字化仪器，如数字频率计，此类仪器目前应用甚为广泛；第3代是智能仪器，不但可以自动检测，还能处理数据；第4代就是虚拟仪器，完全由计算机控制。

一台独立的装置是传统仪器的特征，传统仪器由操作面板、信号输入端口、检测结果输出等几部分组成。传统仪器用硬件电路或固化软件实现其功能。这种只能由仪器厂家来定义、制造的框架式结构决定了传统仪器的用户无法随意更改其结构和功能。从而也推动了虚拟仪器的面世。

所谓虚拟仪器，就是用户在通用计算机上加上软件和硬件，根据自己的需求定义和设计仪器的测试功能，使得使用者在操作这台计算机时，就像在操作一台他本人设计的专用传统仪器一样。

虚拟仪器由计算机、应用软件和仪器硬件组成。其核心思想就是利用计算机的软、硬件资源，将原本需要硬件完成的任务软件化，所以应用软件是虚拟仪器的核心。其硬件系统又分为仪器硬件和计算机硬件。

3.虚拟仪器的应用

随着虚拟仪器的发展，现在根据采用总线方式的不同可以将其分为5类：PC总线-插卡式虚拟仪器、并行口式虚拟仪器、GPIB总线式虚拟仪器、VXI总线式虚拟仪器、PXI总线式虚拟仪器。其功能和性能不断地提高，虚拟仪器不仅有着比传统仪器更为先进的功能。虚拟仪器的已经在各个领域得到广泛的应用，例如基于VXI总线的军工虚拟仪器和基于虚拟仪器的边界扫描测试系统等。

（1）虛拟仪器在测量方面的应用。虚拟仪器系统的开放性和灵活性以及可以与计算机技术发展保持同步，使得它在测量方面不仅能提高精确度，降低成本，还能节省用户的开发时间。

（2）虚拟仪器在监控方面的应用。用虚拟仪器可以随时采集和记录从传感器传来的数据，并进行统计、数字滤波、频域分析等处理，从而实现监控功能。这一应用已经在氡室温度监测和水质监测以及锅炉监控等系统中得到充分体现。

（3）虚拟仪器在工程处理中的应用。在工程处理的每一个阶段，虚拟仪器均能提供出色的服务：从研发、设计到生产测试。比较典型的是基于LabVIEW的虚拟仪器，它集报警管理、历史数据追踪、安全、网络、工业I/O、企业内部连网等功能于一身。在生产过程中，这些功能可以轻松地将多种工业设备集成在一起使用，减少传统仪器设备的数目。

（4）虚拟仪器在远程教育方面的应用。越来越多的教学部门开始用虚拟仪器建立教学系统，不仅节省开支，而且由于虚拟仪器系统具有灵活、可重复利用性强等优点，使得教学方法也更加灵活了。

（5）虚拟仪器报表生成技术的应用。LabVIEW生成的计量检定报表及访问Access测试信息数据库可以方便快捷的完成出具记录、鉴定报告这一任务。使得工程技术人员以一定格式的报表形式输出测试结果和测试信息更为方便。

4、虚拟仪器的发展展望

虚拟仪器是与计算机软硬件技术、通信技术及网络技术同步发展的，后者的高速发展给前者提供了广阔的天地。高效、高速、高精度和高可靠性以及自动化、智能化和网络化的测控仪器即将面世。虚拟仪器将因为开放式数据采集走上标准化、通用化、系列化和模块化的道路。

4.1虚拟仪器对军事领域的影响

我国虚拟仪器的构想是在我国国防工程核试验中萌发和实现的，由此可见虚拟仪器和军事领域的密切关系。在虚拟仪器系统中仿真无人飞机、导航和控制。

现代军事野战中，军用电站是强有力的后备军，但是传统仪器不能灵活地对军用电站进行谐波分析。为了取代EMC系统和谐波分析仪昂贵且功能固化且不能满足不同场合对军用电站的谐波分析这个问题，我们利用虚拟仪器研发了基于LabWindows/CVI的军用电站谐波分析系统。这个系统功能可以根据需要扩展，为未来自动化测试奠定了基础。

4.2虚拟仪器在现代农业中的应用前景

虚拟仪器系统可用于农产品的自动检测，农产品自动划分等级，农田的自动化监测以及种子和细胞生物特性的研究。根据我们在计算机中模拟植物在现实中的生长状况得到的植物形态结构和生长规律，从而更好地提高农产品的质量。

提高农作物产量是农业发展的根本目的。众所周知，袁隆平院士被称为“杂交水稻之父”，依据他的理论，我们可以通过计算机设计不同的植株并模拟其生长，从而选出理想的植株作为母本造福人类。现代农业中，已经有中国农业大学研发的精播机虚拟系统和美国基于LabVIEW的自动化灌溉系统这样得到广泛应用的虚拟仪器。相信虚拟仪器的设计和研发在现代农业中将有着不可估量的作用。

此外，虚拟仪器在汽车、导弹方面也有深远影响。如汽车的防抱制动系统。我国自主研发的DASP虚拟仪器产品在1988年用于钱塘江大桥模态试验、1995年用于长三捆运载火箭全箭模态试验、1996年用于“神舟”号载人飞船移动发射平台模态试验、2004年用于航天员超重训练设备臂架系统和2008年用于北京奥运会场馆鸟巢的动态测试都获得了成功。

这些都充分证实了虚拟仪器不可限量的发展前景。相信在创新的基础上，虚拟仪器将会与物联网和云计算等高端科技集成更高级的仪器并成为未来测量机器的核心。

5.结语

功能和规模固定，只可以连接有限的设备并且技术更新慢，由仪器厂商定义的传统仪器。由于它复杂的工艺，至今在我国还没有形成一定的规模，大部分依赖进口，这使我国在世界测量仪器市场很被动。虚拟仪器取代传统仪器已经成为必然。作为新兴的虚拟仪器，各国都处于研究初期阶段，这给我国提供了一个大好机会，我们应着眼未来，使虚拟仪器在我国有突飞猛进的发展。

参考文献

[1]郭恩全，赵兴奋.虚拟仪器发展趋势及其对军用测试技术的影响[J].计算机自动测量与控制，1997，7（3）：44-47.

[2]陈尚松，李智，雷加，郭庆.虚拟仪器回顾与展望[J].理论与方法，2009，28（12）：17-21.

[3]林占江.电子测量技术[M].（第二版）.北京：电子工业出版社，2007：319-338.

9.虚拟仪器的发展与应用 篇九

一.虚拟仪器的现状

虚拟仪器是计算机管理的数字化仪器系统，因此，依据某种通用或专用总线标准或规约，或以某种接口形式，与计算机进行通信和管理，并与计算机系统共同工作运行的仪器系统，目前多数属于虚拟仪器系统，它的典型特征是不可脱离计算机而独立工作。在信号源类虚拟仪器系统中，种类不是很多，主要有D／A卡系统和任意波发生器，另外还有函数发生器、合成信号源等。在测量仪器类虚拟仪器系统中，则有许多种类，其中最主要的是A／D卡系统和数据采集系统，另外还有数字存储示波器、瞬态记录仪、数字化仪、数字多用表、频率计数器、信号分析仪、相位计、失真仪、噪声分析仪、阻尼计等多种。原则上，非虚拟仪器里的仪器，都可以用虚拟仪器方式实现，但在大功率领域以及射频微波领域里的仪器设备，虚拟仪器实现比较困难，模块也较少；低频领域，以及小功率领域里，虚拟仪器已经具有了良好的发展态势。目前，主流的虚拟仪器主要是VXI、PXI、各种计算机总线(如PCI、ISA、RS232、USB)等总线标准的各种插卡和仪器模块，间或有少数其他总线形式的仪器模块，工作方式多是插入各种总线式仪器机箱内或直接插入计算机主机箱内，少数情况下是独立模块以接口形式接入计算机。它们多数属于中低频范围，主要是工程应用类仪器设备，射频微波类以及高准确度类仪器设备较少。由于一部分虚拟仪器模块及系统(如数据采集系统)早在虚拟仪器概念提出之前就已经存在，所以，虚拟仪器概念的建立、提出和发展，一直是围绕着现有仪器设备的功能和性能，逐步强调和加大软件在仪器中的地位和作用，并以软件技术代替硬件技术为核心进行，逐渐将非虚拟仪器虚拟化。

二.虚拟仪器的应用

利用虚拟仪器技术，用户可定义自己的专用仪器系统，且功能灵活，易于构建，所以应用面极为广泛。尤其在科研开发、检测计量、测量测控等领域更是不可多得的好工具。它功能强大，可实现示波器、逻辑分析仪、频谱仪、信号发生器等多种普通仪器全部功能，配以专用探头和软件还可检测特定系统的参数，如汽车发动机参数、汽油标号、炉窑温度、血液脉搏波、心电参数等多种数据。在工业控制领域，大部分闭环控制系统要求精确的采样，及时的数据处理和快速的数据传输。虚拟仪器系统恰恰符合上述特点，十分适合测控一体化的设计。在制造业，虚拟仪器的卓越计算能力和巨大数据吞吐能力使其在温控系统、在线监测系统、电力仪表系统、流程控制系统等工控领域发挥更大的作用。当今社会信息技术的迅猛发展，无所不在的计算机应用为虚拟仪器的推广提供了良好的基础。虚拟仪器适合于一切需要计算机辅助进行数据存储、数据处理、数据传输的计量场合。进一步讲，一切计量系统，只要技术上可行，都可用虚拟仪器代替。虚拟仪器强大的功能和价格优势，使得它在仪器计量领域具有很强的生命力和十分广阔的前景。

三.虚拟仪器技术的发展

虚拟仪器从概念的提出到目前技术的日趋成熟，体现了计算机技术对传统工业的革命．在虚拟仪器技术发展中有两个突出的标志，一是VXI总线标准的建立和推广，VXI总线系统具有标准化、通用化、系列化、模块化的显著特点，它集测量、计箅、通信功能于一体，不仅继承了GPIB智能仪器和VME总线的特点，还具有高速、模块化、易子使用等优势．二是图形化编程语言的出现和发展．前者从仪器的硬件框架上实现了设计先进的分析与测量仪器所必须的总线结构，后者从软件编程上实现了面向工程师的图形化而非程序代码的编程方式，两者统一形成了虚拟仪器的基础规范．硬件技术的发展

要保证虚拟仪器具备与传统仪器匹配的实时处理能力和可靠性，很重要的一点取决于传输测量数据的总线结构．通用仪器总线GPIB于1978年问世，实现了计算机与测量系统的首次结合．它标志着测量仪器从独立的手工操作单台仪器走向程控多台仪器的自动测试系统，是虚拟仪器技术发展的第一阶段．在虚拟仪器中，其分析功能是由计箅机来完成的，或由计算机来控制的．因此，接口、总线的速度和可霏性是关键． 1987年GPIB仪器总线与VME微机总线结合，诞生了VXI标准仪器总线，使得用户可以像仪器厂商一样，从访问寄存器这样的低层资源来设计和安排仪器功能，也使得用户化仪器功能设计得以实现．VXI总线的出现，使得虚拟仪器设计有了一个高可靠性的硬件平台． 目前已出现了用于射频和微波领域的高端VXI仪器．当然，采用普通PC总线，尤其是工业PCI总线的虚拟仪器也在不断发展，这类虚拟仪器主要面向一般工业控制、过程监测和实验室应用． 2 软件技术的发展

软件技术的发展和有关国际标准的建立，是推动虚拟仪器技术发展的决定性因素之一． 在GPIB接口总线出现以后，关于程控仪器的句法格式、信息交换协议和公用命令的标准化，一直是人们关心的问题． 标准程序命令(SCPI)标准的建立，向解决程控命令与仪器厂家无关这一目标迈进了重要的一步，随着虚拟仪器思想的深入，用户自己开发仪器驱动器己成为技术发展的客观需要． 过去仪器驱动都是由仪器厂家专门设计，缺乏标准，使得用户在仪器软件方面的投资得不到保护．为此，国际上专门制定r虚拟仪器软件体系结构(VISA)标准，建立了与仪器接口总线无关的标准I／O软件，使得不同总线结构的硬件产品在相互取代时不必重新编写驱动程序，VISA 标准与 I abVIEW、HP VEE、I abwindows／cVI等先进开发环境软件相适应．开发一个由用户定制的虚拟仪器在软件技术上已经成熟．可以预计，未来的电子测量仪器和自动化测试技术的发展还将更多地渗透虚拟仪器的思想．

四.虚拟仪器的未来趋势----网络化

随着计算机技术、电子技术、网络通信技术的进步和不断拓展，21世纪的仪器概念将是一个开放的系统概念．计算机和现代仪器已相互包容，计算机网络也就是通用的仪器网络． 如果在测控系统中有更多不同类型的智能设备也像计算机和工作站一样成为网络的节点联入网络，比如各种智能仪器、虚拟仪器及传感器等，它们充分利用目前己比较成熟的Internet网络的设施，不仅能实现更多资源的共享、降低组建系统的费用，还可提高测控系统的功能，并拓宽其应用的范围． “网络就是仪器”的概念确切地概括了仪器的网络化发展趋势．计箅机技术、传感器技术、网络技术与测量、测控技术的结合，使网络化、分布式测控系统的组建更为方便． 以Internet为代表的计算机网络技术的迅猛发展及相关技术的不断完善，使得计算机网络的规模更大，应用更广． 在国防、通信、航空、航天、气象、制造等领域，对大范围的网络化测控将提出更迫切的需求，网络技术也必将在测控领域得到广泛的应用．网络化仪器很快会发展并成熟起来，从而有力地带动和促进现代测量技术即网络测量技术的进步．目前，在我国虚拟仪器设计、生产、使用也已经起步．我国有几家企业正在研制PC虚拟仪器，产品已达

到一定的批量，国内专家预测：未来的几年内，我国将有50 9／5的仪器为虚拟仪器，届时，国内将有大批企业使用虚拟仪器系统对生产设备的运行状况进行实时监测．随着微型计算机的发展，各种有关软件不断诞生，虚拟仪器将会逐步取代传统的测试仪器而成为测试仪器的主流．

五.虚拟仪器未来的发展

自从National Instruments公司率先提出虚拟仪器概念至今已有15年．在这15年里，NI逐步改革了全世界工程师和科学家们测量和自动化的方法．今天，全世界的工程师和科学家们正在成千上万个应用系统中使用“虚拟仪器”，从而达到了缩短开发时间、提高产品品质并降低生产成本的共同目的．同时，虚拟仪器技术也正在趋于成熟和完善．此外，互联网也已经使数据共享进入了新的阶段，加速了虚拟仪器的新网络技术及远程计算技术的发展，而这些技术是传统独立仪器不可能实现的．虚拟仪器技术很好地利用了互联网的功能，因此，可以将来自测量或控制设备中的数据直接发布到Web网页上，或是用手持式的数字助理工具读取数据，甚至还可以将数据输出到手机上．使用虚拟仪器技术，可以使用互联网的强大功能远距离控制的仪器设备，或是与远在其它办公地点甚至其它国家的同事合作处理一个项目．未来的这种连通水平将会更高，届时将赋予模块化新的定义．随着互联网和无线技术的不断发展，工程师们不仅能够重新使用模块化的组成部分，还可以更方便地在全球范围内共享知识和经验——巩固开发过程每个阶段工程师们的努力成果．商业科技的发展浪潮将会继续，同时也会将虚拟仪器技术推向新的水平．因此，性能的提高将会更容易实现，从而节省宝贵的开发及系统集成时问，同时又比传统仪器测量方案成倍降低成本．没有人能够准确地预测未来的虚拟仪器将会发展到怎样的程度，但是有一点可以肯定——Pc机与其相关的科技将会是虚拟仪器技术的核心，而有了它的帮助将会更成功．