从功能上来说，虚拟仪器通过应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来，完成对被测量的采集、分析、处理、显示、存储、打印等功能，因此，与传统仪器一样，虚拟仪器同样划分为数据采集、数据分析处理、结果表达三大功能模块。图1-1所示为其内部功能框图。虚拟仪器以透明的方式把计算机资源和仪器硬件的测试能力结合起来，实现了仪器的功能。
图1-1中采集处理模块主要完成数据的调理采集；数据分析模块对数据进行各种分析处理；结果表达模块则将采集到的数据和分析后的结果表达出来。
图1-1 虚拟仪器构成方式
虚拟仪器由通用仪器硬件平台（简称硬件平台）和应用软件两大部分构成。其结构框图如图1-2所示。
1.硬件平台
虚拟仪器的硬件平台由计算机和I/O接口设备组成。
（1）计算机是硬件平台的核心，一般为一台PC机或者工作站。
图1-2 虚拟仪器结构框图
（2）I/O接口设备主要完成被测输入信号的放大、调理、模数转换、数据采集。可根据实际情况采用不同的I/O接口硬件设备，如数据采集卡（DAQ），GPIB总线仪器、VXI总线仪器、串口仪器等。虚拟仪器构成方式有5五种类型，如图1-3所示。无论哪种VI系统，都是通过应用软件将仪器硬件与通用计算机相结合。(www.chuimin.cn)
图1-3 虚拟仪器构成方式
2.软件平台
虚拟仪器软件将可选硬件（如DAQ，GPIB，RS232，VXI，PXI）和可以重复使用源码库函数的软件结合起来，实现模块间的通信、定时与触发，源码库函数为用户构造自己的虚拟仪器系统提供了基本的软件模块。当用户的测试要求变化时，可以方便的由用户自己来增减软件模块，或重新配置现有系统以满足其测试要求。
虚拟仪器软件包括应用程序和I/O接口设备驱动程序。
（1）应用程序
1）实现虚拟仪器前面板功能的软件程序，即测试管理层，是用户与仪器之间交流信息的纽带。虚拟仪器在工作时利用软面板去控制系统。与传统仪器前面板相比，虚拟仪器软面板的最大特点是软面板由用户自己定义。因此，不同用户可以根据自己的需要组成灵活多样的虚拟仪器控制面板。
2）定义测试功能的流程图软件程序，利用计算机强大的计算能力和虚拟仪器开发软件功能强大的函数库，极大提高了虚拟仪器的数据分析处理能力。如HP-VEE可提供200种以上的数学运算和分析功能，从基本的数学运算到微积分、数字信号处理和回归分析。LabVIEW的内置分析能力能对采集到的信号进行平滑、数字滤波、频域转换等分析处理。
（2）I/O接口设备驱动程序。用来完成特定外部硬件设备的扩展、驱动与通信。
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