1、自動測試系統(tǒng)課件自動測試系統(tǒng)課件科技的發(fā)展對電子測量與儀器的要求越來越高測試項目多、測試范圍廣、測試對象復(fù)雜、參數(shù)種類繁多1.1 自動測試系統(tǒng)的概念 系統(tǒng)：實現(xiàn)規(guī)定功能以達(dá)到某一目標(biāo)而構(gòu)成的相互關(guān)聯(lián)的一個集合體或裝置(部件)。 重要定義：系統(tǒng)？測試系統(tǒng)？自動測試系統(tǒng)？ 9/13/2022科技的發(fā)展對電子測量與儀器的要求越來越高1.1 自動測試系統(tǒng)測試系統(tǒng)： 習(xí)慣上，將為完成某項測試任務(wù)而按某種規(guī)則有機構(gòu)造的互相連接在一起的一套測試儀器（設(shè)備）成為測試系統(tǒng)。自動測試系統(tǒng):以計算機為核心，在程控指令下，能完成某種測試任務(wù)而組合起來的測量儀器和其它設(shè)備的有機整體。簡稱ATS(Automatic Te

2、st System)涉及的技術(shù)：現(xiàn)代檢測技術(shù)、傳感器技術(shù)、顯示技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、計算機技術(shù)、超大規(guī)模集成電路技術(shù)(LSI) 9/13/2022測試系統(tǒng)： 9/10/20221.2 自動測試系統(tǒng)的組成某型號衛(wèi)星VXI自動測試系統(tǒng)9/13/20221.2 自動測試系統(tǒng)的組成某型號衛(wèi)星VXI自動測試系統(tǒng)9/11.2 自動測試系統(tǒng)的組成自動測試系統(tǒng)包括五大部分： 控制器：系統(tǒng)的指揮、控制中心。包括小型計算機、個人計算機、單片機、DSP。程控儀器、設(shè)備：能完成一定測試或控制任務(wù)的硬件。程控多用表、信號源、控制開關(guān)、伺服系統(tǒng)9/13/20221.2 自動測試系統(tǒng)的組成自動測試系統(tǒng)包括五大部

3、分： 9/11.2 自動測試系統(tǒng)的組成總線與接口：連接控制器與各種程控儀器、設(shè)備的通路，完成命令、數(shù)據(jù)的傳輸與交換。包括機械接插件、插槽、電纜等。9/13/20221.2 自動測試系統(tǒng)的組成總線與接口：連接控制器與各種程控儀1.2 自動測試系統(tǒng)的組成測試軟件：為完成測試任務(wù)而編寫的各種應(yīng)用軟件。如測試主程序、驅(qū)動程序、測試結(jié)果打印程序、I/O程序。9/13/20221.2 自動測試系統(tǒng)的組成測試軟件：為完成測試任務(wù)而編寫的各1.2 自動測試系統(tǒng)的組成9/13/20221.2 自動測試系統(tǒng)的組成9/10/20221.2 自動測試系統(tǒng)的組成被測對象：如坦克、飛機、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、雷達(dá)、大型通訊交換機、

4、手機等，需要通過電纜、接插件等與程控儀器、設(shè)備相連。9/13/20221.2 自動測試系統(tǒng)的組成被測對象：如坦克、飛機、導(dǎo)彈、衛(wèi)星1.3 自動測試系統(tǒng)的發(fā)展概況開始于1956年美國SETE(Special Electronic Test Equipment )計劃，解決美國軍方設(shè)備電子維護(hù)問題1.3.1 第一代自動測試系統(tǒng) 常見的是：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和自動分析系統(tǒng)掃描器AD打印機定時控制器：模擬信號采用了邏輯定時設(shè)計，沒有解決系統(tǒng)中各設(shè)備間連接的接口標(biāo)準(zhǔn)問題。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖9/13/20221.3 自動測試系統(tǒng)的發(fā)展概況開始于1956年美國SETE(第一代自動測試框圖計算機接口處理器外設(shè)外設(shè)器件

5、1器件n器件接口1器件接口n計算機接口接口安裝在一塊印刷電路板上，但系統(tǒng)的組建者必須自行解決各個器件之間的接口和相關(guān)問題。9/13/2022第一代自動測試框圖計接口處理器外設(shè)外設(shè)器件1器件n器件接口1.3.2 第二代自動測試系統(tǒng)特點：采用了標(biāo)準(zhǔn)的硬件接口。具有代表性的是：IEEE488(GPIB)標(biāo)準(zhǔn)接口 CAMAC標(biāo)準(zhǔn)接口CAMAC(Computer Automated Measurement And Control 計算機自動測量與控制)CAMAC標(biāo)準(zhǔn)接口：1969年歐洲電子學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化委員會正式公布，1975年IEEE、IEC接受為IEEE583、IEC516標(biāo)準(zhǔn)。特點：標(biāo)準(zhǔn)化程度高、規(guī)模大

6、、數(shù)據(jù)傳輸速率較高，用于宇航、核工業(yè)、國防、工業(yè)自動化領(lǐng)域。缺點：造價昂貴、總線沒有專門用于儀器的觸發(fā)線、屏蔽線等，受當(dāng)時計算機水平的限制。9/13/20221.3.2 第二代自動測試系統(tǒng)特點：采用了標(biāo)準(zhǔn)的硬件接口。具1.3.2 第二代自動測試系統(tǒng)IEEE488(GPIB)標(biāo)準(zhǔn)接口：HP公司1972年提出，1975、1977年分別被IEEE、IEC接受為IEEE488、IEC625標(biāo)準(zhǔn)。凡按IEEE488標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)計的可程控電子測量設(shè)備，不論出自何廠都可用標(biāo)準(zhǔn)總線連接起來。計算機接口被測對象程控電源接口程控測量系統(tǒng)接口IEEE4889/13/20221.3.2 第二代自動測試系統(tǒng)IEEE488

7、(GPIB)標(biāo)準(zhǔn)1.3.2 第二代自動測試系統(tǒng)第二代自動測試系統(tǒng)三大支柱： 計算機、可程控測量儀器、IEEE488標(biāo)準(zhǔn)接口總線第二代自動測試系統(tǒng)特點：測量過程高度自動化。在很大程度上提高了測試速度和精度。軟件上可以用多次測量和統(tǒng)計平均方法消除系統(tǒng)噪聲的影響。可方便的改變、增加或減少測試內(nèi)容，并能改建、拆散和重建系統(tǒng)。9/13/20221.3.2 第二代自動測試系統(tǒng)第二代自動測試系統(tǒng)三大支柱：91.3.2 第二代自動測試系統(tǒng)隨著計算機的和智能儀器的普及， IEEE488儀器組成的系統(tǒng)存在冗余問題。如顯示、存儲器、鍵盤等。因此需要考慮儀器與計算機之間的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)問題。1982年，出現(xiàn)了與個人計算機配

8、合使用的智能儀器（個人儀器）。1984年，出現(xiàn)了插卡式儀器，由個人計算機向外引出擴展箱或擴展底板。沒有解決軟件標(biāo)準(zhǔn)問題。9/13/20221.3.2 第二代自動測試系統(tǒng)隨著計算機的和智能儀器的普及，1.3.3 第三代自動測試系統(tǒng)VXIbus-VMEbus eXtensions for InstrumentationVME總線在儀器領(lǐng)域的擴展。VXI集中了智能儀器、個人儀器和自動測試系統(tǒng)的很多特長，優(yōu)于IEEE488，使自動測試系統(tǒng)的尺寸大大減小。滿足了自動測試系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化、自動化、模塊化、便攜式方向發(fā)展的要求。 VXI總線被稱為新一代儀器接口總線，標(biāo)志著測量和儀器系統(tǒng)進(jìn)入一個嶄新的階段。9/1

9、3/20221.3.3 第三代自動測試系統(tǒng)VXIbus-VMEbus eVXI總線自動測試系統(tǒng)的特點20世紀(jì)90年代乃至21世紀(jì)的新型總線，具有如下特點：測試儀器模塊化。32位數(shù)據(jù)總線，數(shù)據(jù)傳輸速率高?；?40MB/s, 本地總線1GB/s系統(tǒng)可靠性高，可維護(hù)性好。 MTBF(平均無故障時間) 107小時， MTTR(平均修復(fù)時間)小于15分鐘電磁兼容性好。供電、冷卻、電磁屏蔽、底板信號傳輸通用性強、標(biāo)準(zhǔn)化程度高硬件標(biāo)準(zhǔn)化、軟件標(biāo)準(zhǔn)化（IEEE488.2、SCPI、VPP規(guī)范）靈活性強、兼容性好三種(B,C,D)機箱、四種(A,B,C,D)模塊、四種(8,16,24,32)數(shù)據(jù)傳輸方式9/1

10、3/2022VXI總線自動測試系統(tǒng)的特點20世紀(jì)90年代乃至21世紀(jì)的新1.4 自動測試系統(tǒng)的發(fā)展方向?qū)⒂嬎銠C技術(shù)、軟件技術(shù)、智能儀器、總線與接口技術(shù)有機結(jié)合在一起如何發(fā)展呢？今后的自動測試系統(tǒng)將是以計算機為核心的更高層次、更高水平的虛擬儀器系統(tǒng)。虛擬儀器80年代，計算機與儀器儀表相結(jié)合的產(chǎn)物，它利用了計算機強大的數(shù)據(jù)處理和顯示能力，結(jié)合相應(yīng)的硬件，大大突破了傳統(tǒng)的儀器儀表在數(shù)據(jù)傳輸、處理、顯示和存儲方面的限制，而且用戶可以很方便的對其進(jìn)行維護(hù)、擴展和升級等。9/13/20221.4 自動測試系統(tǒng)的發(fā)展方向?qū)⒂嬎銠C技術(shù)、軟件技術(shù)、智能儀虛擬儀器的特點軟件是虛擬儀器的核心。NI公司的著名口號：軟

11、件就是儀器。虛擬儀器的硬件確定后很多功能主要通過軟件來實現(xiàn)。頻譜分析、信號處理）虛擬儀器的性價比高。由軟件代替部分硬件，節(jié)省成本，用戶可調(diào)整儀器功能，同時縮短了儀器研發(fā)和更新周期虛擬儀器具有良好的人機界面。儀器的控制和測量結(jié)果顯示在屏幕上虛擬儀器具有與其它設(shè)備互聯(lián)的能力。9/13/2022虛擬儀器的特點軟件是虛擬儀器的核心。9/10/2022虛擬儀器的組成 硬件和軟件虛擬儀器的硬件。是虛擬儀器工作的基礎(chǔ)，主要完成對被測信號的采集、傳輸和顯示測量的結(jié)果。 如數(shù)據(jù)采集卡、VXI儀器模塊、PXI儀器模塊。硬件標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化總線能力直接影響系統(tǒng)的總體水平。自動測試水平的提高很大程度上是總線技術(shù)的不斷升

12、級換代的結(jié)果。虛擬儀器的軟件影響虛擬儀器能否正常運行。測試軟件標(biāo)準(zhǔn)化問題？（IEEE488.2、SCPI、VPP規(guī)范）軟件層次：儀器驅(qū)動程序、軟面板、應(yīng)用程序。9/13/2022虛擬儀器的組成 硬件和軟件9/10/2022虛擬儀器的軟件軟件的編寫方法 高級語言：VC+、VB、C+Builder、 C（集成開發(fā)環(huán)境Labwindows CVI）圖形化編程：Labview、HP VEE9/13/2022虛擬儀器的軟件軟件的編寫方法9/10/2022學(xué)好本課的關(guān)鍵關(guān)鍵要了解、熟知各種有關(guān)的總線標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。軟件規(guī)范VPP規(guī)范IEEE488.2標(biāo)準(zhǔn)SCPI標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)VXI總線標(biāo)準(zhǔn)PXI總線標(biāo)準(zhǔn)GPIB(IEEE488)總線標(biāo)準(zhǔn)在當(dāng)前自動測試領(lǐng)域如不掌握上述的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范寸步難行代表了當(dāng)今儀器及測試系統(tǒng)發(fā)展的潮流和方向。9/13/2022