本论文针对目前虚拟仪器测试系统体系普遍存在的通讯方式、驱动程序和软件结构方面的问题,提出了新型的虚拟仪器测试系统软、硬件体系结构.这种结构的采用,使得仪器之间、仪器和计算机之间的通讯速度、仪器接入的自由程度和仪器被操作访问的灵活程度、测试系统的灵活性、健壮性以及自动化程度和数据处理能力等都得以提高,以满足现代实验室测试工程对于信息获取能力、信息融合能力和信息处理能力三个方面的要求.本文创新之处在于在系统结构的角度上对于实验室软硬件体系的结构进行了设计和考虑,其中主要内容包括:1、以USB和Ethernet为测量测试仪器的标准通讯方式,在此基础上建立起测试网络通讯体系,包括对于USB、Ethernet标准和TCP/IP协议进行研究和选择;选择和实现了适合使用的工作机制,包括不同的USB工作机制、合理的测试仪器网络中地址分配机制、增强网络实时性能的中间层机制等;通过以太网总线供电;在不同的使用要求下,利用USB的SOF信号、网络时间协议、GPS信号和RCT无线电授时信息进行定时和同步、调整同步信号传递的拓扑和特殊的外部触发电路等方法,通过使用设备自身控制和系统同步的结合解决测试网络定时和同步的问题.2、建立起以USB和Ethernet为通讯方式的测试仪器系统中符合IVI规范的驱动程序,以保证测试设备的可互换性.其中主要工作包括实现符合IVI类定义的仪器基本功能和通用的白定义功能等.3、使用COM+技术建立起一个网络化的多传感器测试系统的标准软件体系.其中包括:实现了每种作为独立软件的基本的虚拟仪器单元,它们具有的各自测量、存储、参数控制、仪器配置、结果显示、基于网页和应用程序界面的操作界面等功能,同时也提供统一的被上层软件调用的标准,得以组成上层的虚拟仪器单元;信息处理单元是通用的、可互换的,具有统一标准的,能实现上层虚拟仪器单元的多传感器定量融合、多传感器定性判断等信息处理工作.这个软件体系自由实现了各种常用的信息融合的拓扑结构.4、本论文建立了两个符合本课题观点的结构的实际应用,以验证和应用本论文观点.其中包括一个力觉临场感实验室测试计量系统和一个金属性能实验室蠕变测试系统.前者实现了以USB为通讯方式的实验室测试网络拓扑结构,和通用的可互换IVI仪器驱动程序,在此基础上实现指力、手爪位移、关节角度、环境温湿度、环境倾角等量的测量;通过建立在COM+体系结构上的标准化的虚拟仪器结构,实现用于机械手安全避障时的位置、状态,手爪夹持状态、对于环境的特性感知的信息融合结构.在后者中,实现了在Ethernet和TCP/IP协议网络上进行的长期的高温、信号微弱条件下的蠕变、应变、温度、压力等参数的测试采集;其中包括实现测试仪器动态IP地址分配机制,以及实现传感器信息融合、蠕变状态的判别和寿命估测的软件.