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自动测试系统在军事装备测试应用中的实例研究

来源:未知 作者:傻傻地鱼
发布于:2014-06-04 共2458字
论文摘要

  0、引言

  随着社会发展和科技进步,装备测试出现了新的方法。 目前,自动测试系统在装备测试工作中发挥的作用越来越大, 应用也越来越普及,并取得了很大的经济和军事效益。

  1、自动测试系统的概念

  自动测试系统,是指在人极少参与或不参与的情况下,自动进行测量,处理数据,并以适当方式显示或输出测试结果的系统。与人工测试相比,自动测试省时、省力,能提高工作效率和质量,对生产、科研和国防都有重要作用。

  2、自动测试系统发展过程

  自动测试设备的发展经历了三个阶段。 采用专用测试设备:这种系统比较复杂,研制工作量大,造价高,适应性差,在改变测试内容时要重新设计接口(包括仪器与仪器之间的接口和仪器与计算机之间的接口)。专用测试设备仅用来进行大量重复性试验、快速测试或复杂测试, 或用于对测试可靠性要求极高。 采用标准化通用接口母线(GPIB)连接有关设备 ,系统中各组成部分均配标准化接口功能 ,用统一的无源母线电缆连接起来。不需要自行设计接口,可灵活地更改、增删测试内容。在这两个阶段中,计算机主要承担系统的控制、计算和数据处理任务,基本上是模拟人工测试的过程,尚不能充分发挥计算机的功能。 将计算机与测试设备融为一体,用计算机软件代替传统设备中某些硬件的功能,用计算机产生激励,完成测试功能,生成测试程序。

  3、自动测试系统基本组成

  在不同的技术领域里,测试内容、要求、条件和自动测试系统各不相同,但都是利用计算机代替人的测试活动。 一般自动测试系统包括控制器、激励源、测量仪表(或传感器)、开关系统、人机接口和被测单元-机器接口等部分。

  3.1 控制器

  一般是小型计算机、微型计算机或计算器(即专用母线控制器)。 控制器应有测试程序软件,用来管理测试过程,控制数据流,接受测量结果,处理数据,检验读数误差,完成计算,并将结果送到显示器或打印机。

  3.2 激励源

  即信号源,它向被测单元提供输入信号。它可以是电源、函数发生器、数模转换器、频率合成器等。

  3.3 测量仪表

  用来测定被测单元的输出信号。 它可以是模数转换器、频率计数器、数字万用表或其他测量装置。

  3.4 开关系统

  用来规定被测单元与自动测试系统中其他部件之间的信号传输路线。

  3.5 人机接口

  用来建立控制器与操作人员之间的联系。它可以是控制器的一部分,也可以是控制台上的开关、键盘、指示灯、显示器等。操作人员可通过键盘或开关把数据传输给控制器,控制器再把数据、结果和操作要求输向阴极射线管、发光二极管或指示灯组等显示器。 必要时还可将测试结果输给打印机,制成硬拷贝。

  3.6 被测单元机器接口

  用来建立被测单元与控制器之间的联系。

  4、自动测试系统在军事装备测试应用中的实例

  某型军事测试设备研制过程中,充分考虑实际需求,采用了目前流行的自动测试系统设计思想,技术比较先进,实现了硬件和软件的合理结合,实现了测试工作的完备功能和较高的工作效率。

  4.1 系统硬件设计

  系统硬件主要有主控计算机、PXI 机箱、PXI 仪器模块、GPIB 程控仪器、适配器等几部分组成。

  4.1.1 控制系统

  采用工业控制计算机通过 PXI 零槽 MXI-3 控制器控制所有的PXI 仪器模块和 GPIB 程控仪器。 是整个测试设备的核心。

  4.1.2 PXI 总线机箱及仪器模块

  (1)本系统选用的 PXI 机箱带有四个放大器模拟输入模块 ,具 有放大、滤波、隔离等功能。 PXI 机箱所有的电缆和转接盒都是全屏蔽的,可以避免相互之间和外界信号干扰以保证系统的测量精度。

  (2)PXI 零槽控制-该系统采用 MXI 控制器。 控制方式是:使用一台标准台式计算机,将一块 MXI 接口板插入在计算机的总线插槽中,用专用 MXI 电缆将 MXI 接口板与插入在 PXI 机箱零槽位置的 PXI-MXI 零槽控制器,实现 PXI 系统的控制。

  (3)通 用开关模块 ,用于将非通用和非标准的各型检测设备状态控制的信号转换到公共检测接口上。

  (4)信号发生器模块。

  (5)数字万用表模块化仪器。

  (6)数字示波器模块化仪器。

  (7)PXI-GPIB,计算机通过它实现对 GPIB 总线仪器的控制。

  4.1.3 GPIB 总线仪器

  用于提供测试时所需的标准电压、电流信号。 并通过 GPIB 接口进行程控,以保证数据传输的规范和快捷。

  4.1.4 通用适配器

  由于专用测试设备都是非标仪器,各个设备信号输入、输出通道,接口不统一。 因而需要设计一个适配器,将专用测试设备的非通用和非标准的各状态控制信号转换到公共检测接口上,以适应自动化计量的要求。

  4.2 软件设计与开发

  软件开发平台采用了 LabWidows/CVI,LabWindows/CVI 是优秀的虚拟仪器开发平台, 易于对 PXI 仪器模块、GPIB 仪器实现程控。 在Labwindows / CVI 环 境下 ,很容易建立图形用户界面 (GUI),用户通过GUI 操作被检测试仪器设备,与测试仪器设备进行通信,输 入控制参数设置,输出测量结果显示。

  系统软件设计分为四大模块:

  (1)装 备测试 :该程序可完成对测试设备全部技术参数的设定和预置,同时对测试、控制及数据处理过程提供人机对话、动态帮助和提示说明。

  (2)数据管理:对被测设备数量、质量进行管理,完成数据查询、统计、 存档、 复查等工作, 并能登记送检及检测有关事项 。 由于LabWINDOWS/CVI 无数据库引擎,因此在本系统中使用 SQL 语言,通过 ODBC 将其与数据库连接。

  (3)结 果输出 : 打印数据表格 、 原始记录 、 测试结果及所有技术资料。 在程序模块中, 调用了 MS Word 对象库函数、ActiveX Automation 库函数以及 ODBC 库函数,使其通过编辑和打印。

  (4)虚拟仪器控制功能:设计出系统所用的 PXI 模块示波器、函数发生器、数字多用表、通用开关以及标准源等仪器和模块的软面板,将它们作为独立的仪器,使用户可以方便的操作和使用。

  5、结论

  随着科学技术的不断发展和国防事业的不断推进,未来自动测试系统将进一步呈现通用化、标准化、模块化、小型化的特点,在军事装备测试中将承担越来越多的任务,发挥更大的作用。 结合军事装备测试工作实际,开展相应的自动测试研究,将是一项非常有现实意义的工作。

  参考文献:
  [1]靳鸿.测试系统设计原理及应用[M].电子工业出版社.
  [2]李立功.现代电子测试技术[M].国防工业出版社.

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