虚拟仪器的新进展应怀樵刘进明沈松（北京东方振动和噪声技术研究所北京100085）摘要：中国COINV（1985）和美国NI公司（1986）提出PC卡泰仪器和虚拟仪器以来，经过20余年的发展探索，虚拟仪器（VI）有了长足的进步。“用软件制造仪器”，“软件即仪器”，“用软硬件相结合取代传统的模拟式仪器”的潮流，深入人心。模拟式仪器被大量的VI所取代，VI正在向多功能的虚拟仪器库。高精度，高可靠性，方便操作，一键完成所需功能的操作方向发展。基于嵌入式的芯片DSP、FPGA、SOC的发展，VI迈向小型，一体化，轻便，快捷，多功能综合化时代。文内指出，克服VI的缺点和弱点，研发如YLS时频综合算法等新的算法，建立软硬件检测方法和指标已成为当务之急。关键词：虚拟仪器；PC卡泰；信号处理；数据采集；泄漏、混叠；算法；移动实验室中图分类号：文献标识码：文章编号：TheNewDevelopmentofVirtualInstrumentYingHuai-Qiao,LiuJin-Ming,ShenSong(ChinaOrientInstituteofNoise&Vibration,Beijing,100085)Abstract:TheremarkableprogresshasachievedforVirtualInstrument(VI)duringtheover20years,sincetheconceptofCATAIandVIwereputforwardbyChinaCOINV（1985）andAmericancompanyNI（1986）."ManufacturingInstrumentbySoftware","SoftwareisInstrument",thetideofusinghardwareandsoftwareintegrationtoreplacetraditionalanaloginstrumentsaredeeplycomprehended.ThetraditionalanaloginstrumentsarereplacingbygreatamountofVI,andtheVIisdevelopingtowardthedirectionofmultifunctionVIlaboratory,highprecise,highreliability,convenience,doingallworkbyonekey.BasedonthedevelopmentofembedchipDSP,FPGA,SOC,TheVIstepsintotheperiodofcompact,integration,lightness,rapidity.Theveryimportanttaskatpresenttimearepointedoutbythispaper,thatisovercomingtheVIshortcoming,developingalgorismsuchasYLS,creatingthemethodsandindexofhardwareandsoftwareinspection.KeyWords:VI;PCCATAI;DSP;Dataacquisition;leakage;aliasing;algorism;movinglaboratory虚拟仪器（VirtualInstrument简称VI）和卡泰仪器（ComputerAcquisitionTestAnalysisInstruments——计算机采集测试分析仪器，简称卡泰CATAI），文内统称VI，它们的技术正在飞速收稿日期：2006-5-25作者简介：应怀樵（1941-），男，教授，研究员，北大、清华、中科力学所等博士合作导师，东方所所长，振噪控制学会理事长，振动与信号处理专家，中国VI早期开拓者与奠基人。研究领域：振噪控制、测控、信号处理、VI。研发完成DASPVI库和INV303/306移动实验室。编著《波谱分析与数据处理》、《现代振动与噪声技术》等书九本，《倒熵谱》等文章百余篇。发展，从构造到功能都发生了很大变化，传统的模拟式仪器正在逐步退出它的统治地位。目前，各方面的科学家和工程师正在各行各业的测控设备中使用虚拟仪器和PC卡泰。从而缩短了产品的研发时间，提高了产品的质量，降低了成本。虚拟仪器（卡泰仪器）的出现是科技界、教学界和测试仪器制造界的一次具有深远意义的“技术革命”。它像微机出现一样，会影响到全人类的科学试验、教学、国防、工农业生产、甚至家庭自动化，机器人及全人类的各种社会活动。VI目前的进展正在向功能综合化的多功能虚拟仪器库、提高精度、提高可靠性、方便操作、一键完成所需要的功能的方向发展，并已取得可喜进展。1.虚拟仪器发展中的几个重要历史阶段的回顾(1)1985年东方所建所之初就自主创新提出了下述六个研究课题和目标：①‘东方科卡’，把模拟量变成数字量，当时A/D为12位，双A/D并行100k同步采样，现在A/D已达16位或24位，频率精度已达到8位（十进制）字长，具有独创性突破，达到国际领先水平；②‘DASP’(达世普)DataAcquisition&SignalProcessing大容量数据自动采集和信号处理分析软件；数据采集和信号处理在以前的模拟式仪器都是分离的，这是VI的一个大进步，目前已包含：⑴信号示波，⑵数据采集，⑶信号分析，⑷信号发生，⑸声学分析，⑹虚拟仪器库，⑺模态分析，⑻动力修改，⑼响应计算，⑽载荷识...