對于不同的測量對象，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)、濾波并將其調整到適合于模數轉換的狀態。
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于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：一種是基于數字信號處理器(DSP)，另一種是微處理器(或微控制器)。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主要用于操作復雜、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。
微處理器主要用于計算復雜、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復雜的分析和處理：如邏輯分析儀、網絡分析儀、生化分析儀等。
