虛擬儀器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

于廣艷

【摘要】 虛擬儀器是利用軟件技術(shù)，搭建模擬平臺(tái)，利用虛擬儀器，學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)上完成實(shí)驗(yàn)操作，既能使學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)過程，也有助于提高學(xué)生的實(shí)踐技能。因此，在高校中虛擬儀器得到了廣泛應(yīng)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(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的要求。虛擬儀器在高校中的應(yīng)用作用是巨大的，但通過虛擬儀器完成的實(shí)驗(yàn)與在真實(shí)硬件環(huán)境下完成的實(shí)驗(yàn)也是有一定差別的。本論文主要從虛擬儀器的構(gòu)成，分類及特點(diǎn)，虛擬儀器的現(xiàn)狀與發(fā)展，虛擬儀器在教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用等方面，闡述虛擬儀器的發(fā)展趨勢(shì)，希望可以為研究虛擬儀器的學(xué)者提供一定的理論參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 虛擬儀器 模擬平臺(tái) 實(shí)驗(yàn)操作 發(fā)展趨勢(shì)

一、虛擬儀器的構(gòu)成、分類及特點(diǎn)

1.1虛擬儀器構(gòu)成

虛擬儀器主要由硬件和軟件構(gòu)成，其中硬件是虛擬儀器的基礎(chǔ)，主要由電路板和計(jì)算機(jī)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(jìn)行工作的過程中，主要是通過軟件完成基本操作的，進(jìn)而達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的，在一定程度上能提高實(shí)驗(yàn)效果，并最終完成實(shí)驗(yàn)。

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(diǎn)及功能，在實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)選擇適宜的虛擬儀器。

1.3虛擬儀器特點(diǎn)

由于虛擬儀器在使用過程中具有以下主要特點(diǎn)：性能高、拓展性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)、開發(fā)時(shí)間短等，虛擬儀器在使用過程中，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。無論是在企業(yè)還是高校的實(shí)際應(yīng)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(shí)際問題。各個(gè)行業(yè)應(yīng)用虛擬儀器解決實(shí)際問題，已經(jīng)成為社會(huì)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(tái)、軟件技術(shù)在應(yīng)用過程中不斷地快速發(fā)展。目前的硬件技術(shù)主要包括：模擬儀器技術(shù)、數(shù)字化儀器技術(shù)、智能化儀器技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)。從發(fā)展路線來看，虛擬儀器有兩個(gè)發(fā)展方向：一個(gè)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(gè)是高精準(zhǔn)度、高速和大型自動(dòng)化的設(shè)備發(fā)展方向。

軟件技術(shù)是其核心，一般都是根據(jù)軟件需要，結(jié)合虛擬儀器方向，由軟件工程師利用程序設(shè)計(jì)語言進(jìn)行編寫程序進(jìn)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(jìn)行連接，最終利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效控制，就可經(jīng)達(dá)到實(shí)驗(yàn)的預(yù)期效果。

2.2虛擬儀器的發(fā)展趨勢(shì)

虛擬儀器的發(fā)展依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)的發(fā)展。虛擬儀器的應(yīng)用領(lǐng)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(yīng)用在監(jiān)控、遠(yuǎn)程教育、工業(yè)控制、電力系統(tǒng)、航空航天等領(lǐng)域。

另外，虛擬儀器在自動(dòng)化系統(tǒng)、石油化工等領(lǐng)域的應(yīng)用，促使了虛擬儀器的快速發(fā)展，虛擬儀器自動(dòng)化生產(chǎn)將成為重點(diǎn)研究領(lǐng)域，能為更多的企業(yè)進(jìn)行服務(wù)，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(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用

虛擬系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域很廣，在虛擬儀器不斷發(fā)展過程中，虛擬儀器會(huì)在各個(gè)行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，取得一定效果。

虛擬系統(tǒng)在高校教學(xué)中的應(yīng)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(duì)硬件的投資，提高了學(xué)生的實(shí)踐技能。例如，學(xué)生在電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)過程中，完全可以通過虛擬儀器，在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)步驟，在教師的指導(dǎo)下，可以順利完成實(shí)驗(yàn)，并且能取得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相同的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。但通過虛擬儀器完成的實(shí)驗(yàn)沒有真實(shí)感，學(xué)生沒有看到真實(shí)的元器件，學(xué)生在實(shí)際操作過程中，也會(huì)出現(xiàn)一定的問題?？紤]到這個(gè)問題，建議學(xué)生首先利用虛擬儀器完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的過程有一定的基礎(chǔ)，進(jìn)而再進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)，這樣更有助于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果，加深對(duì)理論知識(shí)的更深一層的了解，達(dá)到了理論與實(shí)踐相結(jié)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(jìn)一步發(fā)展。

總之，虛擬儀器的應(yīng)用前景是廣泛的，其應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)越來越廣，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)的快速發(fā)展過程中，虛擬儀器的硬件技術(shù)會(huì)不斷更新與發(fā)展，軟件技術(shù)也會(huì)更加完善，虛擬儀器的智能性必將越來越高，其應(yīng)用前景是美好而廣闊的。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]基于虛擬儀器的網(wǎng)絡(luò)測(cè)控技術(shù)的分析[J]. 李小川. 化工管理. 2016（14）

[2]應(yīng)懷樵：做中國原創(chuàng)的“虛擬儀器”[J]. 何倩. 科學(xué)新聞. 2011（11）

[3]虛擬儀器在計(jì)量測(cè)試中的應(yīng)用[J]. 徐軍. 信息系統(tǒng)工程. 2013（01）

[4]2013全國虛擬儀器大賽實(shí)體培訓(xùn)（北京站）成功舉辦[J]. 劉璇，賈靜. 電子測(cè)量技術(shù). 2013（01）

[5]虛擬儀器的應(yīng)用及發(fā)展前景[J]. 王新. 科技與企業(yè). 2013（13）