虚拟仪器技术是一种基于计算机软硬件，通过软件来定义仪器功能和用户界面的现代化测量与控制技术。其核心思想是“软件即仪器”，即利用计算机强大的数据处理、显示和存储能力，配合通用的数据采集硬件和专业的应用软件，来构建灵活、高效的测试、测量与自动化系统。它打破了传统固定功能、封闭式仪器的局限，将仪器的功能实现从硬件转移到了软件层面。

虚拟仪器技术的核心构成

1. 计算机硬件平台：这是虚拟仪器的基础载体，通常是PC、工作站或工业计算机，负责提供核心的计算能力、数据存储和用户交互界面。
2. 数据采集硬件：这是连接被测对象与计算机的桥梁，主要包括各种数据采集卡（DAQ）、信号调理模块、仪器控制接口（如GPIB、PXI、VXI、LXI）以及模块化仪器等。它们负责信号的采集、转换和传输。
3. 核心软件：这是虚拟仪器的“灵魂”，是定义仪器功能的关键。主要包括：

• 应用程序开发环境：如NI公司的LabVIEW（图形化编程）、LabWindows/CVI（C语言环境），以及其他通用编程语言（如C#、Python）配合专用库。用户在此环境中编写程序来定义信号处理、数据分析、逻辑控制和用户界面。

• 仪器驱动程序：提供对特定硬件进行编程控制的软件接口，隐藏底层硬件的复杂性，使开发者能专注于测量应用本身。

• 数据分析与处理软件：内置或集成的各种信号处理、数学运算和统计分析工具包。

选择虚拟仪器技术的主要理由

相较于传统的固定功能仪器，选择虚拟仪器技术具有以下显著优势：

1. 灵活性与可定制性：用户可以根据具体的测试需求，通过软件编程自由定义仪器的功能、算法和显示界面。一套硬件平台可以通过加载不同的软件，实现示波器、频谱分析仪、数据记录仪等多种仪器的功能，极大地提高了系统的适应性和复用性。
2. 强大的数据处理能力：依托计算机强大的CPU和丰富的软件资源，虚拟仪器能够轻松实现复杂的数据分析、信号处理和可视化，这是许多传统独立仪器难以比拟的。
3. 开发效率高，易于集成与扩展：基于模块化的硬件和图形化或高级语言的开发环境，系统构建和程序开发周期大大缩短。它可以方便地与数据库、网络、企业信息系统以及其他工业自动化设备进行集成，构建复杂的自动化测试系统。
4. 成本效益显著：虽然初期可能需要投资通用的计算机和采集硬件，但长期来看，由于硬件平台的通用性和软件的可复用性，在应对多品种、多变动的测试任务时，总体拥有成本（TCO）通常低于购买多台功能固定的传统仪器。
5. 技术更新便捷：仪器的功能升级和性能提升主要通过软件更新实现，无需频繁更换硬件，能够紧跟技术进步，保护用户的投资。
6. 便于构建自动化测试系统：非常适合用于生产测试、实验室自动化以及需要长时间监测的场合。可以轻松实现测试序列的自动化执行、数据的自动存储、分析和报告生成，提高测试的一致性和可靠性。

而言，虚拟仪器技术通过将计算机的通用计算能力与专业的测量硬件、灵活的软件相结合，为用户提供了一种功能强大、高度可定制且经济高效的现代化测量解决方案。它尤其适用于研发、生产测试和教育等需要快速适应变化、处理复杂数据或实现自动化集成的领域。