0、引言
隨著社會發展和科技進步,裝備測試出現了新的方法。 目前,自動測試系統在裝備測試工作中發揮的作用越來越大, 應用也越來越普及,并取得了很大的經濟和軍事效益。
1、自動測試系統的概念
自動測試系統,是指在人極少參與或不參與的情況下,自動進行測量,處理數據,并以適當方式顯示或輸出測試結果的系統。與人工測試相比,自動測試省時、省力,能提高工作效率和質量,對生產、科研和國防都有重要作用。
2、自動測試系統發展過程
自動測試設備的發展經歷了三個階段。 采用專用測試設備:這種系統比較復雜,研制工作量大,造價高,適應性差,在改變測試內容時要重新設計接口(包括儀器與儀器之間的接口和儀器與計算機之間的接口)。專用測試設備僅用來進行大量重復性試驗、快速測試或復雜測試, 或用于對測試可靠性要求極高。 采用標準化通用接口母線\\(GPIB\\)連接有關設備 ,系統中各組成部分均配標準化接口功能 ,用統一的無源母線電纜連接起來。不需要自行設計接口,可靈活地更改、增刪測試內容。在這兩個階段中,計算機主要承擔系統的控制、計算和數據處理任務,基本上是模擬人工測試的過程,尚不能充分發揮計算機的功能。 將計算機與測試設備融為一體,用計算機軟件代替傳統設備中某些硬件的功能,用計算機產生激勵,完成測試功能,生成測試程序。
3、自動測試系統基本組成
在不同的技術領域里,測試內容、要求、條件和自動測試系統各不相同,但都是利用計算機代替人的測試活動。 一般自動測試系統包括控制器、激勵源、測量儀表\\(或傳感器\\)、開關系統、人機接口和被測單元-機器接口等部分。
3.1 控制器
一般是小型計算機、微型計算機或計算器\\(即專用母線控制器\\)。 控制器應有測試程序軟件,用來管理測試過程,控制數據流,接受測量結果,處理數據,檢驗讀數誤差,完成計算,并將結果送到顯示器或打印機。
3.2 激勵源
即信號源,它向被測單元提供輸入信號。它可以是電源、函數發生器、數模轉換器、頻率合成器等。
3.3 測量儀表
用來測定被測單元的輸出信號。 它可以是模數轉換器、頻率計數器、數字萬用表或其他測量裝置。
3.4 開關系統
用來規定被測單元與自動測試系統中其他部件之間的信號傳輸路線。
3.5 人機接口
用來建立控制器與操作人員之間的聯系。它可以是控制器的一部分,也可以是控制臺上的開關、鍵盤、指示燈、顯示器等。操作人員可通過鍵盤或開關把數據傳輸給控制器,控制器再把數據、結果和操作要求輸向陰極射線管、發光二極管或指示燈組等顯示器。 必要時還可將測試結果輸給打印機,制成硬拷貝。
3.6 被測單元機器接口
用來建立被測單元與控制器之間的聯系。
4、自動測試系統在軍事裝備測試應用中的實例
某型軍事測試設備研制過程中,充分考慮實際需求,采用了目前流行的自動測試系統設計思想,技術比較先進,實現了硬件和軟件的合理結合,實現了測試工作的完備功能和較高的工作效率。
4.1 系統硬件設計
系統硬件主要有主控計算機、PXI 機箱、PXI 儀器模塊、GPIB 程控儀器、適配器等幾部分組成。
4.1.1 控制系統
采用工業控制計算機通過 PXI 零槽 MXI-3 控制器控制所有的PXI 儀器模塊和 GPIB 程控儀器。 是整個測試設備的核心。
4.1.2 PXI 總線機箱及儀器模塊
(1)本系統選用的 PXI 機箱帶有四個放大器模擬輸入模塊 ,具 有放大、濾波、隔離等功能。 PXI 機箱所有的電纜和轉接盒都是全屏蔽的,可以避免相互之間和外界信號干擾以保證系統的測量精度。
(2)PXI 零槽控制-該系統采用 MXI 控制器。 控制方式是:使用一臺標準臺式計算機,將一塊 MXI 接口板插入在計算機的總線插槽中,用專用 MXI 電纜將 MXI 接口板與插入在 PXI 機箱零槽位置的 PXI-MXI 零槽控制器,實現 PXI 系統的控制。
(3)通 用開關模塊 ,用于將非通用和非標準的各型檢測設備狀態控制的信號轉換到公共檢測接口上。
(4)信號發生器模塊。
(5)數字萬用表模塊化儀器。
(6)數字示波器模塊化儀器。
(7)PXI-GPIB,計算機通過它實現對 GPIB 總線儀器的控制。
4.1.3 GPIB 總線儀器
用于提供測試時所需的標準電壓、電流信號。 并通過 GPIB 接口進行程控,以保證數據傳輸的規范和快捷。
4.1.4 通用適配器
由于專用測試設備都是非標儀器,各個設備信號輸入、輸出通道,接口不統一。 因而需要設計一個適配器,將專用測試設備的非通用和非標準的各狀態控制信號轉換到公共檢測接口上,以適應自動化計量的要求。
4.2 軟件設計與開發
軟件開發平臺采用了 LabWidows/CVI,LabWindows/CVI 是優秀的虛擬儀器開發平臺, 易于對 PXI 儀器模塊、GPIB 儀器實現程控。 在Labwindows / CVI 環 境下 ,很容易建立圖形用戶界面 (GUI),用戶通過GUI 操作被檢測試儀器設備,與測試儀器設備進行通信,輸 入控制參數設置,輸出測量結果顯示。
系統軟件設計分為四大模塊:
(1)裝 備測試 :該程序可完成對測試設備全部技術參數的設定和預置,同時對測試、控制及數據處理過程提供人機對話、動態幫助和提示說明。
(2)數據管理:對被測設備數量、質量進行管理,完成數據查詢、統計、 存檔、 復查等工作, 并能登記送檢及檢測有關事項 。 由于LabWINDOWS/CVI 無數據庫引擎,因此在本系統中使用 SQL 語言,通過 ODBC 將其與數據庫連接。
(3)結 果輸出 : 打印數據表格 、 原始記錄 、 測試結果及所有技術資料。 在程序模塊中, 調用了 MS Word 對象庫函數、ActiveX Automation 庫函數以及 ODBC 庫函數,使其通過編輯和打印。
(4)虛擬儀器控制功能:設計出系統所用的 PXI 模塊示波器、函數發生器、數字多用表、通用開關以及標準源等儀器和模塊的軟面板,將它們作為獨立的儀器,使用戶可以方便的操作和使用。
5、結論
隨著科學技術的不斷發展和國防事業的不斷推進,未來自動測試系統將進一步呈現通用化、標準化、模塊化、小型化的特點,在軍事裝備測試中將承擔越來越多的任務,發揮更大的作用。 結合軍事裝備測試工作實際,開展相應的自動測試研究,將是一項非常有現實意義的工作。
參考文獻:
[1]靳鴻.測試系統設計原理及應用[M].電子工業出版社.
[2]李立功.現代電子測試技術[M].國防工業出版社.