對於不同的測量對象,測量儀器的傳感器的形式也不同,但每個傳感器的功能是相同的,即將自然界的模擬量(信號)轉換為電信號(電壓或電流);信號轉換和調節電路對來自傳感器的電信號進行放大、衰減、變換(包括頻率轉換、檢測等)、濾波並將其調整到適合於模數轉換的狀態。
信號處理部分的數字化和軟件化是儀器開發的必然選擇,也是虛擬儀器(VI)的發展基礎。數字信號處理(DSP)技術的應用極大地擴展了儀器的作用。儀器的作用更多地取決於儀器的數字信號處理能力。此外,高速模數轉換器(ADC)也是決定未來測試儀器特別是電子測試儀器發展方向的重要因素。目前,高速ADC的采集帶寬已經開始進入微波頻段。
實現數字信號處理有兩種主要方式:一種是基於數字信號處理器(DSP),另一種是微處理器(或微控製器)。數字信號處理(DSP)或微處理器(MCU)的結構應根據不同的測量對象確定。通常,DSP主要用於操作複雜、實時性要求高、但程序不太大、任務相對簡單的情況:如頻譜分析儀、信號分析儀等。
微處理器主要用於計算複雜、需要大量數據和程序內存的情況,實時性要求適中,需要對測量數據進行複雜的分析和處理:如邏輯分析儀、網絡分析儀、生化分析儀等。