计算机测试系统01-

计算机测试系统主要内容计算机测试系统是以计算机为核心，以测试为主要目的所组建的系统。主要介绍：计算机测试系统、计算机控制系统和计算机测控系统的典型应用。前续课程：数字电路、模拟电路、单片机。章节绪论监控程序的设计时间量测量模入通道测量数据处理测试系统的抗干扰和可靠性设计第一章绪论1.1计算机测试系统的组成与典型应用智能仪器虚拟仪器1.2计算机测控系统1.1计算机测试系统的组成与典型应用1.1.1智能仪器智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量仪器。它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用(表现为智能的延伸或加强等)。智能仪器的组成智能仪器微机系统专用外围设备CPU存储器通用外围设备（键盘、显示器等）测试部分GPIB接口传感器测量电路数据采集电路（放大、采/保）A/D转换智能仪器的优点１.功能较多，使用灵活，配有通用接口，有完善的远地和本地输入／输出功能，能很方便的接入测试系统。本地命令：通过仪器面板上的键盘发出的命令。远地命令：通过通用测试系统总线上的键盘发出的命令。智能仪器的优点2.具有自检查、自校准、自诊断能力。3.硬件软化，即对CPU编程，用软件完成硬件的功能。4.近年来，智能仪器已开始从较为成熟的数据处理向知识处理发展。模糊判断、故障诊断、容错技术、传感器融合、机件寿命预测等，使智能仪器的功能向更高的层次发展，部分代替人来完成原来需要依靠人的智能才能完成的工作。智能仪器的工作过程CPU接收本/远地命令，解释并执行。CPU通过接口发出控制信息给测试电路，以规定的功能启动测量。测试电路的数据由CPU读取、处理、储存、输出。1.1.2虚拟仪器（VirtualInstrument）虚拟仪器指在通用计算机上添加一些专用软件和必要的仪器硬件模块，使用户在相应软件的支持下，操作这台计算机时就象操作一台专门设计的传统仪器一样。虚拟仪器强调软件的作用，提出“软件就是仪器”的概念。虚拟仪器与智能仪器的区别在于微机是否与仪器的测量部分融合在一起。虚拟仪器的内部功能信号采集与控制数据分析处理测量结果的表达虚拟仪器的构成要素虚拟仪器硬件平台应用软件计算机仪器硬件虚拟仪器的软件开发平台LabVIEW（NI）LabWindows/CVI（NI）VEE（HP）虚拟仪器的构成方式PC-DAQ测试系统GPIB系统VXI系统PXI系统VXI总线和PXI总线是NI公司推出的两种先进的总线系统，它们特别适合组成各种虚拟仪器系统，在测控领域有着广泛的应用。DAQ仪器利用PC技术，设计手段灵活，性价比高，性能选择范围大，大量的软件工具可用VXI总线VXI总线是计算机操作的模块化自动仪器系统，是结合GPIB仪器和DAQ板的先进技术而发展起来的高速、多厂商、开放式工业标准。VXI技术优化了诸如高速A/D转换器、标准化触发协议以及共享内存和局部总线等先进技术和性能，成为可编程仪器的新领域，并已成为电子测量仪器行业的热门领域。VXI总线技术经过十年的发展，它依靠有效的标准化，采用模块化的方式，实现了系列化、通用化以及VXI仪器的互换性和互操作性。PXI总线VXI虽然实现了平台的模块化，但是价格昂贵、使用复杂。GPIB具有较高的性价比，但是却难以集成到同步、高效的测试系统中。1997年，NI起草出新的解决方案：PXI,并在1998年作为工业标准推向市场。PXI产品成本较低，它集定时与触发、高带宽及高性价比于一身，并能轻松地将硬件和软件，包括VXI、GPIB及串口设备与PXI新产品、USB及以太网设备集成在一起。今天，有许多公司正在积极开发并支持各种PXI模块，为更多的应用提供全新的产品。这一平台的未来发展被持续看好。虚拟仪器的主要特点具有极大的灵活性虚拟仪器的软/硬件采用模块化设计，具有开放性、互换性和可重复使用的特点。融合了计算机强大的硬件功能，利用了计算机丰富的软件资源。虚拟仪器基于网络和接口技术，具有更方便、更灵活的互联能力。图1-3集中型计算机测试系统输出接口计算机A/D转换告警打印显示被测过程检测及数据采集计算机测试系统在组建方式上可分为集中型和积木型功能和结构固定图1-4积木式自动测试系统打印机计算机数字电压表电桥扫描器控制器扫描器N个应变片通用接口总线GPIB打印机计算机数字电压表电桥扫描器控制器扫描器N个应变片通用接口总线GPIB系统组成灵活方便，但总线传输速度不够快实时故障诊断系统总线仲裁器共享存储区CPUROMRAMCPUROMRAMA/D及接口传感器1传感器2实时操作系统并行处理算法模式识别算法A/D及接口VME（并行传送8位至32位数据）总线智能处理软件信号采集器总线仲裁器共享存储区CPUROMRAMCPUROMRAMA/D及接口传感器1传感器2实时操作系统并行处理算法模式识别算法A/D及接口VME（并行传送8位至32位数据）总线智能处理软件信号采集器1.2计算机测控系统计算机控制系统是以计算机为核心，以测控为主要目的所组建的系统。计算机测控系统主要有：1.程序控制系统——开环控制2.实时闭环控制系统图1-6程序控制系统框图微型计算机应用程序顺序执行参数及动作次序微型计算机应用程序顺序执行参数及动作次序图1-7计算机实时闭环控制系统框图A/D转换微型计算机D/A转换应用程序被控对象执行机构传感器A/D转换微型计算机D/A转换应用程序被控对象执行机构传感器图1－8分布式局部网络测控系统示意图(a）分散式局部网络测控微型计算机微型计算机微型计算机微型计算机微型计算机对象对象对象对象对象微型计算机微型计算机微型计算机微型计算机微型计算机对象对象对象对象对象图1－8分布式局部网络测控系统示意图(b）递阶式局部网络测控直接控制直接控制直接控制直接控制直接控制直接控制直接控制最优调度最优调度综合管理监控监控过程通道输入/输出通道称为过程通道，它是微机与测控对象的联结桥梁，又称为测控通道。测控对象模拟量输入通道模拟量输出通道开关量输入通道开关量输出通道微型计算机人机接口通信接口操作员其它微机测控对象模拟量输入通道模拟量输出通道开关量输入通道开关量输出通道微型计算机人机接口通信接口操作员其它微机基于VXI总线的飞机进气道控制设备自动测试系统测试软件基本结构测试程序的前面板进气道控制设备原理图由VXI模块模拟被测设备专用设备模拟输出信号由VXI模块采集