随着信息和网络时代的发展，人们先前所使用的传统测量仪器仪表已经远远不能满足科学和社会生产的需要。仪器仪表已经不再是简单的机械或者电子设备，而是融合了机械、电子、光学、计算机，物理学，系统工程等多种学科和先进制造技术的一门综合性技术。美国国家仪器公司（National Instruments，NI）首次提出了虚拟测量仪器（Virtual Instrumentation，VI）的概念，从而引发了传统仪器领域的一场重大变革，使得计算机和网络技术也融入到仪器的制造技术中，使得仪器具有更强大的功能[25]。
美国国家仪器公司认为，虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统，是一种计算机操纵的模块化仪器系统[26]。
虚拟仪器是传统仪器功能与外形的模块化和软件化。虚拟仪器通常由计算机、仪器模块和软件三部分组成[27]。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入、输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器系统可以广泛地应用在通信、自动化、半导体、航空、电子、电力、生化制药和工业生产等各种领域[28-29]。
虚拟仪器通常由计算机资源、仪器硬件模块和软件三部分组成。使用者利用应用软件将计算机资源和和仪器硬件结合起来。它是以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。在虚拟仪器系统中，它没有常规仪器的控制面板，而是利用计算机强大的图形环境，采用可视化的图形编程平台，在计算机屏幕上建立图形化的软面板来替代常规的传统仪器面板，软面板上具有与实际仪器相似的旋钮、开关、指示灯及其他控制部件。在操作时，用户通过鼠标或键盘。完成对测试信号的采集、分析、判断、显示和数据处理等功能。虚拟仪器中的硬件主要用于解决信号的调理以及输入、输出问题。而软件主要用于实现对数据的读取、分析和处理、显示以及对硬件的控制等功能，这些功能在传统电子仪器中往往通过硬件来实现。常见的虚拟仪器组建方案如图3-3所示[26]。(www.xing528.com)
图3-3 常见虚拟仪器的组建方案
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