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自动测试系统设计

发布日期:2017-12-01 14:46:00 【关闭】
摘要:在进行自动测试系统设计时,要对被测对象的特性有很详细的理解,在满足测试需求的前提下,综合考虑各种因素,所设计系统的技术水平、性能及经济性达到最佳匹配

   在进行自动测试系统设计时,要对被测对象的特性有很详细的理解,在满足测试需求的前提下,综合考虑各种因素,所设计系统的技术水平、性能及经济性达到最佳匹配。通常,组建自动测试系统的步骤如图9.15所示。

gooxian-自动测试系统设计流程

  

    一、系统需求分析

   需求分析是组建测试系统的重要环节。在这一环节,必须与用户进行良好的沟通,了解用户的测试要求,包括分析被测系统的信号类型、测量范围,测试系统的功能要求、通道数量以及性能指标,显示打印和操作要求,体积以及使用环境要求等,并进行整理形成书面文件由双方签订形成技术协议书,此技术协议书是实施该测试系统的总体规范和要求。作为设计者,应该在开始概要设计时对一些用户暂时无法确定的需求留有足够的灵活性,以便系统能够达到用户所要求的功能。

   在明确了系统的功能后,应统计确定输入、输出信号的形式,包括模拟输入、模拟输出、数字I/O 以及定时器/计数器等,每种信号又包括多种类型,如图9.16所示。统计完信号类型应该再明确每种信号的通道数量、输入输出范围以及是否与系统隔离等因素。

gooxian-测试信号类型

   二、平台与系统体系结构确定

   测试系统的平台和系统的体系结构的确定要考虑多种因素,也直接关系到系统的性能。如测试系统的性能与其使用环境有很大关系,环境温度的变化可能会影响系统的性能指标,振动条件直接关系到系统的稳定性和可靠性等,所以应用环境的要求是确定系统平台和结构的一个重要因素。

  测试系统平台主要包括 GPIB总线系统、通用计算机总线测试系统(即 DAQ 仪器)、VXI总线系统、PXI总线系统以及分布式测试系统等。选用哪种平台与系统的使用环境、性能指标要求以及经费等因素都有关系。

  三、测试模块选择

  在系统的体系结构确定之后,下一步的任务就是根据需求分析,将各项测试内容进行综合,按测试要求选择相应的测试设备和仪器模块。为了完成这项工作,必须先进行调研,全面了解相应总线产品和其他程控仪器的功能和性能指标,并尽可能了解它们的应用场合和其他用户的使用情况;然后将能满足系统测试要求的产品选出,分类整理,确定最终选用的设备。

   四、自制硬件的方案的设计

  多数测试系统硬件都采用系统集成的方式完成,但是在某些特殊的应用中,无法选择到合适的货架产品,这时就需要自己研制相应的硬件,通常都是前端的信号调理电路,如特殊的滤波器设计、特殊的传感器信号调理,专用的仪器测量模块等。

  另外一类就是与被测系统的接口通常需要专门研制。这部分的设计需要与使用方紧密配合以方便使用,提高系统的可靠性。

  五、软件开发平台与辅助工具的选择

  现在大多 数 测 试 应 用 软 件 都 运 行 在Microsoft Windows 环 境 下,应 用 程 序 开 发 环 境(ADE) 主 要 包 括 NI 公 司 的 LabVIEW、LabWindows/.CVI:Microsoft公 司 的visualBasic(VB),Visual C/C++ ;等。这些ADE大致可分为文本方式的编程语言和图形化编程语言两大类。很多公司提供基于文本方式开发平台的各类专用工具包,如 Matlab,为测试程序的开发提供了方便。图形化编程语言 LabVIEW 现在在测试领域具有重要地位,它是高效图形化应用开发环境,结合了简单易用的图形化开发方式和灵活强大的编程语言的优势,便于数据的处理和显示。具体选择哪一种软件开发平台,应根据开发者需要来确定。

   六、软、硬件的设计与调试

   传统的设计方法通常在完成硬件设计后才设计软件,这种方法已经逐渐不能满足现代测试系统开发的需要,可以采用软硬件同时设计的方法,大大节约开发时间。由于现在软件的功能越来越强大,很多开发平台都能够完成仿真的功能,开发者可以在开发的前期采用仿真的方法检验各模块的功能,待硬件系统调试完成后只需调试与硬件的接口部分即可。

  不管是软件还是硬件,在系统的设计中都必须考虑模块化的设计方法,这样便于系统的调试和维护。测试系统软件设计中模块的划分主要以测试系统功能为依据。在设计方案中应充分考虑系统软件中各模块的大小、相互联系、模块内部联系及模块的信息隐蔽程度。

  (1)模块的大小。测试软件中各功能模块既不能过大,也不能过小。太大则结构复杂,难于维护;过小,则功能意义不完善,使模块间相互关系增加,妨碍了模块的独立性。因此,在设计过程中应以模块功能意义和复杂程度相对合理、程序便于理解、便于控制为标准,进行模块划分。

  (2)模块之间的相互联系。整个系统是由相互联系的模块构成的,在满足系统功能要求的前提下,模块彼此之间的联系相对越弱,则系统越容易修改和维护,因此,在模块的设计过程中,应尽量减少模块间的信息传递,简化模块间的相互联系,从而更加充分的保证模块的独立性。

  (3)模块内的联系程度。模块内的联系程度是指一个模块内部的各个部分之间的联系程度。模块内的联系程度越强,模块独立性就越高,系统的结构也就越好。应尽可能以功能联系为纽带,使模块内联系增强,提高模块的独立性。

   七、计量与校准

   测量系统在出厂前或现场调试完成后应进行系统的计量和校准。

  计量检定是计量人员利用计量标准、计量基准对新制造的、使用中的和修理后的计量器具进行一系列的实验操作,以判断其准确度、稳定度等是否符合规定,是否可以使用,是保证量值准确一致的重要措施。

   计量检定可以分为周期检定、出厂检定、修后检定等多种检定方式。测试系统在交付之前必须进行了检定,并有相应的计量报告。在后期的使用中应该进行周期检定,一般来说检定周期为一年,在执行重大任务或其他比较重要的实验之前都应该进行检定,以保证设备测量结果的准确性。另外在设备修理后,也应该进行检定。

  八、文件整理

  圆满完成系统的各项调试后需准备好提交给用户的文档。文件不仅是设计工作的过程和结果,提交给用户的文档也是用户正确使用和维护系统的保障和依据。因此,一定要精心编写,描述要清楚严谨,数据及资料齐全。提交给用户的文档主要包括:系统性能检测报告、系统使用操作说明书、软件相关资料及系统维护及常见故障处理方法手册等。 

 

    

  

 

 

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