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文献综述
摘要：虚拟仪器是通过计算机的多种功能，对以前的传统仪器的模块和控件做软件化处理。本文主要是介绍虚拟仪器及其开发环境——LabVIEW的特点，分析了LabVIEW中的数据采集技术，并通过数据采集卡完成数据采集的实例。设计实验表明，将虚拟仪器与LabVIEW结合用于常规的数据采集、测试、测量等任务，可以减少系统的开发时间，同时也提高了编程效率，节省系统成本。
关键词：虚拟仪器；数据采集；LabVIEW
虚拟仪器技术就是在通用计算机上加上软件和（或）硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就像是在操作一台他自己设计的专用的电子仪器[1]。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，任何一个用户都可以通过改写软件的办法，方便地改变和增减仪器系统的功能，即“软件就是仪器”[3]。虚拟仪器技术的出现，打破了传统仪器由厂商定义功能，用户无法改变的固定模式，给了用户一个充分发挥自己才能和想象力的空间。用户可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。同时，虚拟仪器在数据处理、显示、传送等方面的特点，也使用户可以方便地对其进行维护、扩展和升级等[2]。
世界各个国家的虚拟仪器公司开发了不少虚拟仪器开发平台软件，并将这些商业化仪器推向市场。利用这些软件开发平台，用户可以组建自己的虚拟测试系统并且编写其测试软件。而美国的NI公司，自从它推出LabVIEW和Labwindows/CVI这两款软件之后一直成为发达国家自动测控领域的研究热点和应用前沿。美国是虚拟仪器的诞生地，目前也是全球最大的虚拟仪器制造国，比如在美国斯坦福大学相关专业的学生就需要在设计研究过程中通过虚拟仪器来完成数据的采集与控制。
国内虚拟仪器最早的研究也是从引进消化NI的产品开始的。国家自然科学基金委员会也曾将虚拟仪器研究作为现代机械工程科学前沿学科之一，列入为“十五”期间优先资助领域。我国在虚拟仪器研发上起步比较晚，而且基于LabVIEW的虚拟仪器的应用与开发为主，但是，国内很多高校以及部分企业部已经投入到虚拟仪器产品的研究开发队伍当中，发展非常迅速。目前有些研究已取得可喜成绩，如863项目“虚拟仪器关键技术的研究及其产业化”，所研制的“一体化虚拟仪器”就是一种不同于欧美虚拟仪器的技术。这项成果表明我国在虚拟仪器方面走出一条自主创新的路子,并成为了国际上嵌入式一体化虚拟仪器研发的先行者[11]。
如今，我国虚拟仪器技术设计研究在许多企业和科研院持续进行。比如清华大学机电院基于LabVIEW软件开发平台，以及NI公司设计的多功能数据采集卡，通过自主研发的数据采集装置，研究出具有采集分析及特征提取作用的脑电模型信号测量系统。此方法跟以往运用A/D转换器与计算机的开口通讯比较的话，很大程度地缩短了开发的周期，提高了精度，且界面简洁美观，接口方便可操作性强[8]。中科院以LabVIEW为平台设计出同步辐射实验系统，该系统展示出G语言比其他的程序语言更加利于实验的持续发展和更新，非常适合于许多的大型综合实验。陈春朝等人在实例基础之上开发出基于LabVIEW的虚拟仪器技术运用于教学教育之中，把虚拟仪器运用到了测试技术等课题里。何亚农等人通过利用LabVIEW软件，在进行机构运动分析、零件几何测量等综合性实验时，也获得非常好的是实验效果。严正国等人对飞机导航系统进行了模拟仿真实验同样说明以LabVIEW为平台的虚拟设计能够很好的提升教学设计水平。
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