國內外Vl儀器儀表研究的發展歷程
科學儀器與試驗技術走過了模擬式、數字式、智能式三個階段，從上個世紀八十年代(1983一1986)起，開始出現了第四代儀器，虛擬儀器vl時代。虛擬儀器vI以數采DAQ和DASP(數據采集與信號處理)軟件技術和PC機為載體，經過20多年發展，目前己經取得了重要進展，VI己逐漸取代上述三類儀器。從上個世紀六十年代(1964一1969)試驗室用“火車拉著走”到上個世紀九十年代(1993年INV306到北美展出)再到現在基本實現了“試驗室拎著走”。隨著上網小筆記本時代的到來，以及高性能DAQ數據采集儀的發展，目前已全面實現了真正的“把試驗室拎著走”。
虛擬儀器的定義和作用如下:虛擬儀器是指在PC機技術基礎上通過數采和信號調理硬件和信號處理分析(oASP)及LabviEw等各種應用軟件構建而成的、具有可視化界面的儀器;是一種新概念的測試儀器、就其功能而言，它是一個真實的儀器，而“虛擬”的含義是指軟件來實現傳統儀器中許多硬件所實現的功能，用“軟件制造儀器”、“軟件代替硬件”，滿足多樣的應用需求;它的出現，帶來了科學儀器與科學試驗領域的一次深遠的技術革命，幾乎滲透到了所有的測試控制領域。有趨勢表明，虛擬儀器最終要取代大量的傳統儀器成為儀器領域的主流產品，將成為測量、分析、控制、自動化儀表的核心，并成為機器人的核心技術，其社會意義與經濟意義十分巨大。
然而，隨著互聯網的迅速發展，“云計一算”和物聯網(傳感網)的時代開始來臨，不久的將來將實現“試驗室網上走”，試驗室的“云時代”，云智慧測試儀器及云式智慧測試時代就要到來了。VI儀器發展框圖如圖1所示:
1965年，作者參加國防核爆炸防護工程課題一地下鐵道的核爆炸震動、噪聲與動力學測試分析的研究。發現用硬件設備無法獲得地鐵道床的下沉殘余位移(0Hz)的難題，所以萌生了構造“用數字算法(軟件)取代硬件”曾用計算尺和手搖計算機試算，1973年用FORTRANIV語言編程用ECC555數字計算機的軟件數字積分和頻譜分析取代硬件模擬積分的方法解決上述難題，到1979年獲得成功，參見在1979年11月出版的《振動測試和分析》中的P355，圖7一6實測波形的參量變換。同年11月在杭州召開的全國核試驗防護工程學術交流會上，提出“軟件制造儀器，軟硬件結合取代傳統由硬件構成的模擬式儀器”的概念，獲得主持會議中科院力學所所長鄭哲敏院士，清華副校長張維院士，同濟大學校長李國豪院士的支持和贊揚。1983年1月作者因特殊原因無法使用磁帶記錄儀和信號分析儀，所以下決心研究PC卡泰，在東方所的前身中國振動咨詢部的籌建過程中，提出了卡泰儀器—PC卡泰儀器(PCC戌1’AI)課題的構思。其具體方案強調在1983年5月出版《波形和頻譜分析與隨機數據處理》一書，P304一314，其中主要參閱P307頁，圖6一27計算方案框圖，這是中國VI的初期構思與早期方案:1983籌辦咨詢部到1985年東方所正式成立，正式立題“DASP虛擬儀器庫和INV移動試驗課題研究，并提出“試驗室拎著走”的目標。非常巧合的是美國的Nl公司在1976年成立。1983年Nl在生產GPIB接口儀器用于計算機與儀器之間連接，此時公司己小有規模，運營良好，解決了儀器的連接后，決定著手攻克測試測量中更深層的難點，也就是測量軟件的開發，它們基于計一算機的電子制表軟件。為金融領域帶來了巨大便利，受此啟發希望為本行業發明一種同樣高效的工具，應用于工程師和科學家們進行的測試測量以及自動化項目，當時最常用的語言是BAsIC，1984年蘋果公司推出Macintosh計算機圖形化特性軟件，受此啟發，因而定下圖形化是目標，圖形化前面版就是人與測量程序交互的過程，前面版與實際儀器的面板十分相似，實際上這些程序就是虛擬儀器。他們與一群學生到遠離公司的辦公室，研究這個項目，1985年6月開始寫程序代碼到10月完成。1986年4月正式宣告了Labview的誕生。Nl公司也出現在雜志封面上，到1986年10月Labviewl.0才正式向用戶發貨。
1990年1月正式發布LabVIEW2.0，到2006年LabVIEW20周年推出了LabVIEWS.20及慶祝NI公司30周年，此時有員工3800多名。Nl的營造的企業文化，推動企業進步，并為員工帶來了挑戰和樂趣并存的工作環境。在工作中享受樂趣發揮創造性和團隊精神，員工順暢的溝通渠道，并且共同分享團隊成功的喜悅。連續七年，《財富》雜志評選Nl為全美最適合工作的百強企業，而COINV的企業文化18條核心也是包括春風化雨式的企業文化，強調創造性和團隊精神，快樂工作;到2011年5月在北京清華大學紫光樓會議室召開“全國虛擬儀器大賽獎勵大會，標致Vl從萌芽發展到成功的一個國內外發展過程。我國的vi發展。1979在美麗的風景城市杭州出“軟件制造儀器”的概念比1986年美國Nl公司提出“軟件即是儀器”的概念早七年。Nl公司從1976年成立公司，比東方所1983年籌建公司的前身中國科協咨詢中心振動技術咨詢部也是早了七年。而東方所應懷樵1973年嘗試譏的核心技術“軟件取代硬件”卻比Nl公司1983年立題虛擬儀器研發早十年，無巧不成書，兩個企業決定研發虛擬儀器到出產品都正好在1983—1986期間，直到中國的東方所于2009年在美麗的風景城市桂林提出“云智慧儀器和云智慧測試時代”，指出了科學儀器發展的第五階段“智慧儀器”時代即將到來。
雖然全國vi大賽會議的唯一缺憾是具有中國自主知識產權的Vl一DASP軟件系統和INV移動實驗室系統沒有參加競賽。全部獲獎作品基木上是Nl公司的軟件、硬件為基礎的作品。但作者還是對這次會議的成功深表祝賀，因為它代表了VI發展的一個里程碑。vi走過了三十二年的發展歷程，己逐步取代傳統儀器，即將成為儀器行業的主流產品。vl已經攻克了在(l)頻率精度、(2)幅值精度、(3)相位精度、(4)阻尼精度、(5)低頻信號測量、(6)頻響函數測試、(7)傳遞函數的實時控制和反演、(8)A/D精度，從最早的6位到目前的24位、(9)雙核24位數采儀的問世，達到160dB的測量范圍、(10)振動模態分析自動化、(11)實時AVD一入三出、(12)聲學，聲強測試分析的關鍵技術等十二項重大的技術路上攔路虎。隨著PC技術的飛躍發展，隨著電子芯片技術的飛速發展，特別是隨著軟件技術的數學方法的重大突破，最值得指出的是傳遞函數的實時測試和控制反演技術的突破，使Vl從低端儀器變成高端儀器成為現實。即將使VI走上了儀器行列的主角地位。
隨著網絡技術的發展，物聯網移動無線互聯網和云計算機技術的發展，雙核A心和嵌入式CPU的廣泛使用標志著vi將進入“智慧儀器”時代，隨著科學技術的發展，嵌入式芯片的大量使用，WIFI和3G技術的普及，Vl可以脫離PC，只要能上網絡終端(如智能手機等)就進入云式“智慧儀器時代”。可以說“云”智慧儀器=vi+互聯網+物聯網(傳感網)+網絡式高性能數采儀+智能傳感器+云計算。“云式”智慧測試時代正向我們大步走來!
在Vl的發展過程中，以中國的CO州V東方所和美國的Nl公司為代表，起著領頭羊的作用，誠然，HP、BK、LMS等公司及國內中科泛華、清華大學、重慶大學等為代表的團隊也有很大的進步和貢獻，vi技術的突破有了喜人的發展，虛擬儀器走過vi、卡泰儀器，即將進入“智慧儀器”時代，讓我們的智慧儀器早日到來吧! http://www.yoshikomatsuura.com
