自从National Instruments公司率先提出虚拟仪器概念至今已有15年。在这15年里，NI逐步改革了全世界工程师和科学家们测量和自动化的方法。今天，全世界的工程师和科学家们正在成千上万个应用系统中使用“虚拟仪器”，从而达到了缩短开发时间、提高产品品质并降低生产成本的共同目的。同时，虚拟仪器技术也正在趋于成熟和完善。
虚拟仪器系统的基本构架包括功能强大又高效的软件、模块化的测量硬件及标准商业科技（如个人电脑和英特网）。虚拟仪器技术包含了专为控制应用设计的直观的软件和针对不通频率与精度范围的通用测量硬件。由此，工程师可以在测试或控制应用中自定义测量功能。这些软硬件工程工具能无缝地与开放式的商业计算机平台集成使用，从而能充分利用不断进步的计算机科技以获取高效率、高性能及低成本的利益。同时，其应用领域极其广泛，从汽车到消费电子，从石油到燃气，横跨几百个工业领域。
随着摩尔定律的持续向前发展及个人电脑技术的飞速进步，虚拟仪器系统的功能也越来越强大。个人电脑的内存、图形处理、输入输出及中央处理单元的性能每年都在提高，而这些都有利于“虚拟”的测量和自动化系统的发展。从25年前个人电脑的出现至今，PC机的性能已提高了10，000倍，而其价格却在剧烈地下降，因此，这些功能强大、性能可靠、成本低廉的电脑系统被广泛应用到实验室产品研发及生产线上成品生产中。个人电脑的不断发展进步不仅使得虚拟仪器系统成为一种低成本、高灵活性的解决方案，更是为企业生产率的提高提供了传统独立的仪器设备所无法比拟的优势。
简化开发过程
托马斯·爱迪生（Thomas Edison）以其留声机和白炽灯的创新发明而闻名于世，当时和他一起工作并取得这些成功的人数并不多。而很多年之后的今天，R&D（研发）团队已成为大型企业、项目的主要部分，涉及的工程师和科学家人数不是成百就是上千，如此庞大的队伍致使没有人能够完全了解所致力于研究和开发的项目。直到最近，虚拟仪器系统提高了工程师们的工作效率，我们才能够重新回到最有可能为公司创造突破性革新技术的小组格局，同时大大提高了整个企业的生产率。个人电脑的强大处理功能、模块化硬件设备的多功能性以及专为工程师们设计的现成即用的软件使小组成员有机会充分发挥他们的创造力，从而为各种应用创建完善、先进的系统。
虚拟仪器技术正在帮助人们更容易了解并掌握测量系统。例如，以往工程师们总是使用几台单独的仪器设备分别进行各种量的测量，然后用手进行初步运算和分析，而现在，利用分析软件与一简单的测量硬件设备，他们就可以毫不费力地创建一套具有各种仪器功能的系统，且整个系统成本低廉。
功能强大、现成即用的软件使整个过程自动进行。工程师们使用个人电脑轻易就能完成整个数据采集、分析和显示的工作，同时却不影响到测量系统的性能或功能。例如，NI labview直观的流程图编程风格使得工程师们可以快速创建符合自己特定要求的应用程序，不管他以往有没有过编程经验。NI LabVIEW正是这样一个革命性的工具，它为工程师们提供的帮助就好像电子制表软件简化财务会计们繁重的工作量一样。而且，与硬件设备的紧密集成使它更简单地实现测量和控制自动化，同时能充分利用个人电脑的分析、显示和网络连接功能。
随着测量和控制应用领域对系统性能和灵活性要求的不断提高，软件的设计功能也日渐重要。购置直观的工程应用开发平台并拥有其最佳性能，可以使企业大大缩短开发时间并提高每个工程师的工作效率。配备了这样强有力的武器，企业才能在剧烈的竞争中赢得最终胜利。这一方法使得工程师们可以专注于他们应用系统的开发而非花大量的时间去迎合操作系统的升级或网络的转移等变化，从而实现工程资源的有效利用。
确保您的投资
测量系统历来被称为“自动化的荒岛”，因为您必须为每个单一的应用专门设计一套独立的系统。有了虚拟仪器系统，模块化的硬件组成及开放式的工程应用软件可以帮助您简单地使一套系统同时符合各种测量应用的要求。
软件标准如OPC(OLE for Process Control)，IVI（Interchangeable Virtual Instruments）保证了软硬件无缝的集成及硬件设备的可互换性。工程师们不用再花上几个星期实现数据采集软件与测量硬件设备之间的通信。OPC为应用软件与各种硬件之间的通信问题设定了标准，使来自不同供应商的应用软件都符合这一标准。正如OPC提高了设备互用性，IVI也为互换使用不同生产商提供的硬件定义了一套方法——使用同一软件。在实验室自动化中，当整个系统的寿命比一台仪器长得多时；在生产测试中，当您需要为新的生产线更改测量设备以符合应用要求时，这一特性尤为重要。
为了满足您的测试系统不断变化的需要，开放式的平台如PXI(PCI extensions for Instrumentation)可以简单地将来自不同生产厂商的测量设备集成到一个共同的系统中，并在有新的技术出现或您的应用需要发生改变时可以方便地将其进行修改或扩展。使用PXI系统，您可以将一些常用的测量应用如机器视觉、运动控制和数据采集快速集成，从而不需花很多宝贵的开发时间即可创建多功能的应用系统。开放式的PXI平台将工业标准科技如ComPACtPCI、Windows操作系统与内嵌式的触发结合在一起，提供一个比台式PC机更耐用、更具有确定性的系统。同时，因为它是建立在熟悉的PC软硬件基础上，且可以与各种现成即用的开发软件集成使用，因而还能简化并加速复杂应用系统的开发过程，
超越了PC的功能
虚拟仪器技术融合了PC技术及商业科技如互联网以促进测量和自动化技术的发展。现在，虚拟仪器正在利用PC范畴以外的最新的技术革新。例如，实时与内嵌式控制器也早已属于特殊程序开发的范围。现在，工业标准科技的发展，如更可靠的操作系统、功能更强大的处理器及基于计算机的实时工具正将更高一级的控制和确定性引入到虚拟仪器系统中来。这也意味着更多的测试和控制工程师们将有新的机会开发更加完善的实时及嵌入式系统。 如NI LabVIEW RT(实时)这样的软件即可以进行PC机上的开发，又可以实现实时并嵌入式的应用系统的开发 。工程师们无需苦于学习即可将自己的知识面扩展到新的应用领域，因为开发软件本身已包容了新兴的计算机技术。
互联网也已经使数据共享进入了一新的阶段，加速了虚拟仪器的新网络技术及远程计算技术的发展，而这些技术是传统独立仪器不可能实现的。虚拟仪器技术很好地利用了互联网的功能，因此，您可以将来自测量或控制设备中的数据直接发布到Web网页上，或是用手持式的数字助理工具读取数据，您甚至还可以将数据输出到手机上。使用虚拟仪器技术，您可以使用互联网的强大功能远距离控制您的仪器设备，或是与远在其它办公地点甚至其它国家的同事合作处理一个项目。
21世纪的虚拟仪器技术
未来的这种连通水平将会更高，届时将赋予模块化新的定义。随着互联网和无线技术的不断发展，工程师们不仅能够重新使用模块化的组成部分，还可以更方便地在全球范围内共享知识和经验——巩固开发过程每个阶段工程师们的努力成果。
商业科技的发展浪潮将会继续，同时也会将虚拟仪器技术推向新的水平。因此，性能的提高将会更容易实现，从而节省宝贵的开发及系统集成时间，同时又比传统仪器测量方案成倍降低成本。没有人能够准确地预测未来的虚拟仪器将会发展到怎样的程度，但是有一点可以肯定——PC机与其相关的科技将会是虚拟仪器技术的核心，而您有了它的帮助将会更成功。
作者: James Truchard 博士 National Instruments CEO
