虛擬儀器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

于廣艷

【摘要】 虛擬儀器是利用軟件技術，搭建模擬平臺，利用虛擬儀器，學生可以在計算機上完成實驗操作，既能使學生熟悉實驗過程，也有助于提高學生的實踐技能。因此，在高校中虛擬儀器得到了廣泛應用，一方面解決了硬件器材不足，另一方面可以更好地滿足學生完成實驗的要求。虛擬儀器在高校中的應用作用是巨大的，但通過虛擬儀器完成的實驗與在真實硬件環(huán)境下完成的實驗也是有一定差別的。本論文主要從虛擬儀器的構成，分類及特點，虛擬儀器的現(xiàn)狀與發(fā)展，虛擬儀器在教學系統(tǒng)中的應用等方面，闡述虛擬儀器的發(fā)展趨勢，希望可以為研究虛擬儀器的學者提供一定的理論參考依據(jù)。

【關鍵詞】 虛擬儀器 模擬平臺 實驗操作 發(fā)展趨勢

一、虛擬儀器的構成、分類及特點

1.1虛擬儀器構成

虛擬儀器主要由硬件和軟件構成，其中硬件是虛擬儀器的基礎，主要由電路板和計算機兩部分組成；軟件是虛擬儀器的核心，在具體利用虛擬儀器進行工作的過程中，主要是通過軟件完成基本操作的，進而達到實驗的目的，在一定程度上能提高實驗效果，并最終完成實驗。

1.2虛擬儀器分類

虛擬儀器在使用過程中，通常分為PCI總線--插片型虛擬儀器、并行口式虛擬儀器、GPIB總線方式虛擬儀器、VXI總線方式虛擬儀器和PXI總線方式虛擬儀器。每種類型的虛擬儀器都有自身的特點及功能，在實際應用過程中，應選擇適宜的虛擬儀器。

1.3虛擬儀器特點

由于虛擬儀器在使用過程中具有以下主要特點：性能高、拓展性強、應用性強、開發(fā)時間短等，虛擬儀器在使用過程中，具有一定的應用價值。無論是在企業(yè)還是高校的實際應用中，在一定程度上可以解決硬件儀器不足的缺陷，解決一定的實際問題。各個行業(yè)應用虛擬儀器解決實際問題，已經(jīng)成為社會發(fā)展需求。

二、虛擬儀器的現(xiàn)狀與發(fā)展

2.1虛擬儀器的現(xiàn)狀

虛擬儀器的硬件平臺、軟件技術在應用過程中不斷地快速發(fā)展。目前的硬件技術主要包括：模擬儀器技術、數(shù)字化儀器技術、智能化儀器技術和虛擬儀器技術。從發(fā)展路線來看，虛擬儀器有兩個發(fā)展方向：一個是高性能，低成本的發(fā)展方向，即PC插片→并口式→串口USB式；另一個是高精準度、高速和大型自動化的設備發(fā)展方向。

軟件技術是其核心，一般都是根據(jù)軟件需要，結合虛擬儀器方向，由軟件工程師利用程序設計語言進行編寫程序進而控制，操作人員只要知道具體操作步驟，把需要的連接線按要求進行連接，最終利用計算機進行有效控制，就可經(jīng)達到實驗的預期效果。

2.2虛擬儀器的發(fā)展趨勢

虛擬儀器的發(fā)展依靠計算機技術、通信技術、電子技術的發(fā)展。虛擬儀器的應用領域比較廣泛，現(xiàn)在很多企業(yè)都在發(fā)展虛擬儀器，很多企業(yè)都在使用虛擬儀器。虛擬儀器主要應用在監(jiān)控、遠程教育、工業(yè)控制、電力系統(tǒng)、航空航天等領域。

另外，虛擬儀器在自動化系統(tǒng)、石油化工等領域的應用，促使了虛擬儀器的快速發(fā)展，虛擬儀器自動化生產(chǎn)將成為重點研究領域，能為更多的企業(yè)進行服務，提高企業(yè)工作效率，減少企業(yè)投資成本。

三、虛擬儀器在教學系統(tǒng)中的應用

虛擬系統(tǒng)應用領域很廣，在虛擬儀器不斷發(fā)展過程中，虛擬儀器會在各個行業(yè)中得到廣泛應用，取得一定效果。

虛擬系統(tǒng)在高校教學中的應用，在一定程度上解決了高校硬件資源不足的問題，減少了高校對硬件的投資，提高了學生的實踐技能。例如，學生在電工電子基礎實驗過程中，完全可以通過虛擬儀器，在計算機中進行實驗，根據(jù)教學中的實驗步驟，在教師的指導下，可以順利完成實驗，并且能取得與真實實驗相同的實驗效果，實驗數(shù)據(jù)。但通過虛擬儀器完成的實驗沒有真實感，學生沒有看到真實的元器件，學生在實際操作過程中，也會出現(xiàn)一定的問題。考慮到這個問題，建議學生首先利用虛擬儀器完成基礎實驗，對實驗的過程有一定的基礎，進而再進行真實實驗，這樣更有助于提高學生的實驗效果，加深對理論知識的更深一層的了解，達到了理論與實踐相結合的要求，也符合現(xiàn)代高校發(fā)展的需要，也有利于高校的進一步發(fā)展。

總之，虛擬儀器的應用前景是廣泛的，其應用領域也會越來越廣，在計算機技術、電子技術、網(wǎng)絡技術、通信技術的快速發(fā)展過程中，虛擬儀器的硬件技術會不斷更新與發(fā)展，軟件技術也會更加完善，虛擬儀器的智能性必將越來越高，其應用前景是美好而廣闊的。

參 考 文 獻

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