对于不同的测量对象，测量仪器的传感器的形式也不同，但每个传感器的功能是相同的，即将自然界的模拟量(信号)转换为电信号(电压或电流)；信号转换和调节电路对来自传感器的电信号进行放大、衰减、变换(包括频率转换、检测等)、滤波并将其调整到适合于模数转换的状态。
信号处理部分的数字化和软件化是仪器开发的必然选择，也是虚拟仪器(VI)的发展基础。数字信号处理(DSP)技术的应用极大地扩展了仪器的作用。仪器的作用更多地取决于仪器的数字信号处理能力。此外，高速模数转换器(ADC)也是决定未来测试仪器特别是电子测试仪器发展方向的重要因素。目前，高速ADC的采集带宽已经开始进入微波频段。
实现数字信号处理有两种主要方式：一种是基于数字信号处理器(DSP)，另一种是微处理器(或微控制器)。数字信号处理(DSP)或微处理器(MCU)的结构应根据不同的测量对象确定。通常，DSP主要用于操作复杂、实时性要求高、但程序不太大、任务相对简单的情况：如频谱分析仪、信号分析仪等。
微处理器主要用于计算复杂、需要大量数据和程序内存的情况，实时性要求适中，需要对测量数据进行复杂的分析和处理：如逻辑分析仪、网络分析仪、生化分析仪等。
