虚拟仪器的出现是仪器领域的革命，它克服了传统仪器固有的功能封闭、产品开发周期长、维护困难和升级困难的缺陷，从而使用户成为仪器开发的主人，即用户可以根据自己的需求自主开发仪器。虚拟仪器是以软件取代了传统仪器中的部分硬件功能，因此软件在仪器中起到了关键性作用。正是因为具有上述优点，虚拟仪器在测量和工控领域得到了广泛应用。当前虚拟仪器技术的研究和应用面临的关键问题之一是如何评价虚拟仪器的准确性，即仪器的测量不确定度，这是当前测试和计量领域的难题之一。本书就是围绕这一问题开展研究。
第1章介绍了虚拟仪器的概念、虚拟仪器设计和分析面临的基本问题，包括正问题和反问题。正问题即如何评价一个已知仪器的测量不确定度问题；反问题则是虚拟仪器设计阶段所面临的问题，即如何根据仪器的测量不确定度设计指标，为传感器、信号调理器、模数转换器analogtodigital converter, ADC及算法分配合理的测量不确定度。同时也介绍了目前国际标准化组织ISO提出的Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement GUM中给出的不确定度定义及其评定方法，这些方法分为测量不确定度评定A类方法和测量不确定度评定B类方法两种。
第2章介绍了虚拟仪器的结构组成、测量类型（静态测量和动态测量）及虚拟仪器的主要测量环节，包括传感器、信号调理器、ADC及算法的静态和动态性能参数，从而为研究传感器、信号调理器、ADC及算法的静态测量不确定度和动态测量不确定度，研究虚拟仪器静态测量不确定度和动态测量不确定度奠定基础。
第3章研究了虚拟仪器的静态测量不确定度评定方法。依据测量不确定度B类评定方法的原则，本书首先研究了传感器、信号调理器、ADC及算法的测量不确定度来源。在此基础上提出了基于GramChariler级数展开法及基于卷积方法的两种不确定度评定方法。同时针对算法的不确定度评定问题，首先提出了算法不确定度评定流程，最后研究了虚拟仪器测量不确定度评定的正问题和反问题，给出了具体的解决方法。
第4章研究了虚拟仪器的动态测量不确定度评定问题。首先基于传递特性研究了传感器、信号调理器的动态测量不确定度评定方法，给出了幅值不确定度和相位不确定度的评定方法。对于ADC，提出了基于Z变换及基于神经网络算法的动态测量不确定度评定方法；之后研究了算法的动态不确定度评定方法。以这些研究为基础，研究了虚拟仪器动态直接测量的不确定度评定方法和间接测量的不确定度评定方法。这些方法为动态测量虚拟仪器的分析和设计奠定了基础。
研究生陈芷、张智慧、黄韡霖和李阳参与了本书相关内容的研究工作，在此表示感谢。本书中的研究得到了国家自然科学基金项目基于微分流形理论的虚拟仪器测量不确定度评估方法研究（项目编号： 51275310）的支持，在此表示感谢。
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