自动测试系统设计课件.pptx
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1、2023/2/25教材与参考书教材与参考书教材:教材:计算机自动测试计算机自动测试,张毅刚,张毅刚,哈尔滨工业大学出版社,哈尔滨工业大学出版社,20052005 2023/2/25教材与参考书教材与参考书参考书:参考书:1)自动测试系统,自动测试系统,张毅刚,哈尔滨工业大学出版社张毅刚,哈尔滨工业大学出版社2)2)自动测试及接口技术自动测试及接口技术,陈长龄陈长龄,机械工业出版社机械工业出版社3)3)虚拟仪器技术规范与系统集成,赵会兵,清华大学出版社虚拟仪器技术规范与系统集成,赵会兵,清华大学出版社 4)自动测试系统,自动测试系统,张世箕,电子科技大学出版社张世箕,电子科技大学出版社5)电子仪
2、器接口技术,电子仪器接口技术,杨安禄,电子科技大学出版社杨安禄,电子科技大学出版社6)VXI总线测试平台技术,总线测试平台技术,陈光禹,电子科技大学出版社陈光禹,电子科技大学出版社7)自动测试接口技术,张忠亭,哈尔滨工业大学校内教材自动测试接口技术,张忠亭,哈尔滨工业大学校内教材2023/2/251、课程意义、课程意义课程:自动测试系统课程:自动测试系统自动化测试与控制系自动化测试与控制系1)1)测控技术与仪器专业的专业技术课测控技术与仪器专业的专业技术课2)2)适应目前培养宽口径人才的需要适应目前培养宽口径人才的需要3)自动测试系统在实际中的应用自动测试系统在实际中的应用被测对象复杂、参数多
3、、测试速度和精度要求高被测对象复杂、参数多、测试速度和精度要求高教学内容反映学科的发展方向和最新的科研成果教学内容反映学科的发展方向和最新的科研成果2023/2/25测量参数测量参数序号序号所测参数所测参数测量部位和测点数测量部位和测点数1温度温度 12排气管道排气管道 2;机油和冷却液机油和冷却液 4;空气滤进、出口空气滤进、出口 2;散热器进、出口散热器进、出口 42压力压力 6机油和冷却液机油和冷却液 2;车内气压车内气压 1;进排气压进排气压 2;燃油压力燃油压力 13转速和扭矩转速和扭矩8发动机输出轴发动机输出轴 1;变速箱输入输出轴变速箱输入输出轴 3;传动箱输入输出轴传动箱输入输
4、出轴 1;主动轮轴主动轮轴 2;风扇轴风扇轴 14应力应力 应变应变17扭力轴扭力轴 6;平衡肘平衡肘 6;传动箱体传动箱体 1;车体受力部件车体受力部件 45流量流量7燃油和冷却液燃油和冷却液 2;润滑系润滑系 2;散热器进出口散热器进出口 3表表1某坦克装甲车辆工况参数表某坦克装甲车辆工况参数表2023/2/25测量参数测量参数2续表续表1某坦克装甲车辆工况参数表某坦克装甲车辆工况参数表序号序号所测参数所测参数测量部位和测点数测量部位和测点数5流量流量7燃油和冷却液燃油和冷却液 2;润滑系润滑系 2;散热器进出口散热器进出口 36振动加速度振动加速度26负重轮轴负重轮轴 6;发动机体发动机
5、体 1;发动机座发动机座 2;传动部件传动部件 2;排气管排气管 1;车内底甲板车内底甲板 6;车体顶部车体顶部 6;仪器支架仪器支架 27车体姿态车体姿态2 28角位移角位移6扭力轴扭力轴 69力力4操纵杆力操纵杆力 2;制动踏板制动踏板 1;牵引钩牵引钩 110噪声噪声 2车内声级车内声级 2;车内声谱车内声谱 111车速车速1水上航速水上航速 12023/2/25自动测试过程中使用的课程知识自动测试过程中使用的课程知识被测被测被测被测对象对象对象对象传感传感传感传感器器器器信号信号信号信号调理调理调理调理信号信号信号信号采集采集采集采集数据数据数据数据处理处理处理处理反馈反馈反馈反馈控制
6、控制控制控制 传感技术传感技术非电量测量非电量测量电路电路基础电子技术基础电子技术高频电子线路高频电子线路自动控制自动控制电子测量原理电子测量原理单片机单片机微机原理微机原理智能仪器设计智能仪器设计信号与系统信号与系统数字信号处理数字信号处理误差理论与数据处理误差理论与数据处理计算机基础计算机基础工程软件工程软件程序设计程序设计自动测试系统自动测试系统发动机发动机导弹导弹雷达雷达汽车汽车2023/2/25自动测试系统的应用自动测试系统的应用国防:国防:1)1)导弹全弹和单元测试;导弹全弹和单元测试;2)2)坦克、装甲车辆工况测试;坦克、装甲车辆工况测试;3)3)机载雷达机载雷达VXIVXI总线
7、自动测试系统;总线自动测试系统;4)4)卫星自动测试系统卫星自动测试系统 2023/2/25自动测试系统的应用自动测试系统的应用工业:工业:1)数据采集与监控数据采集与监控2)2)机械状况监视机械状况监视3)3)过程监控过程监控4)产品测试产品测试2023/2/25工业应用工业应用机械控制机械控制机械检测机械检测数据采集数据采集与控制与控制振动监控振动监控机械状况机械状况检测检测数据记录数据记录与分析与分析人与机械人与机械接口接口(HMI)Human-MachineInterface维修维修过程监视过程监视与控制与控制电力监控电力监控2023/2/25PXI机箱机箱2023/2/25PXI模块
8、仪器模块仪器PXI/CompactPCI 模块仪器模块仪器2023/2/25PXI/CompactPCI 演示系统演示系统PXI/演示系统演示系统2023/2/25VXI演示系统演示系统PXI/CompactPCI 模块仪器模块仪器2023/2/25LXI仪器仪器PXI/CompactPCI 模块仪器模块仪器2023/2/252、主要内容、主要内容自动测试系统的关键技术是总线接口技术和软件。自动测试系统的关键技术是总线接口技术和软件。自动测试系统概论自动测试系统概论自动测试系统总线自动测试系统总线VXIVXI、PXIPXI、IEEE488 LXIIEEE488 LXIPC-DAQPC-DAQ仪
9、器仪器:PCI:PCI、ISAISA、RS232RS232、USBUSB、13941394自动测试系统的软件自动测试系统的软件VPPVPP规范,仪器驱动程序、软面板、系统软件的设计。规范,仪器驱动程序、软面板、系统软件的设计。自动测试系统的集成自动测试系统的集成 2023/2/25目标目标:1)掌握自动测试系统的工作原理及特点掌握自动测试系统的工作原理及特点2)了解自动测试系统核心技术了解自动测试系统核心技术(接口和总线、软件)3)掌握测试软件的编写掌握测试软件的编写4)重点掌重点掌握握GPIB、VXI、PXI、LXI总线仪器的程控总线仪器的程控方法方法5)能正确选择能正确选择仪器和测量控制器
10、,并具有组建自动测试仪器和测量控制器,并具有组建自动测试系统的能力系统的能力2023/2/253、要求与考核、要求与考核平时要求:平时要求:按时上下课按时上下课按时完成作业与实验按时完成作业与实验旷课三分之一取消成绩旷课三分之一取消成绩成绩记载:成绩记载:包括课堂出勤、随堂测试、作业、课堂实验和最后包括课堂出勤、随堂测试、作业、课堂实验和最后设计实验、实验报告设计实验、实验报告如何学好这门课如何学好这门课处理好考研与学习专业课的关系处理好考研与学习专业课的关系 就业的需要就业的需要第第1 1章章 自动测试系统概论自动测试系统概论 第第第第1 1 1 1章章章章 自动测试系统概论自动测试系统概论
11、自动测试系统概论自动测试系统概论1.1自动测试系统的概念自动测试系统的概念1.2虚拟仪器概念、组成及分类虚拟仪器概念、组成及分类1.3自动测试系统的组成自动测试系统的组成1.4自动测试系统的发展自动测试系统的发展2023/2/25测量、测试与仪器:测量、测试与仪器:测量是测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。在所。在所有的自然科学和工程技术领域的一切研究活动,都离有的自然科学和工程技术领域的一切研究活动,都离不开测量。不开测量。测试一般是指在生产和科学实验中的满足一定准确度要求测试一般是指在生产和科学实验中的满足一定准确度要求的实验性测量过程。测试
12、也可是指的实验性测量过程。测试也可是指试验和测量试验和测量的全过的全过程。程。仪器是实现测量与测试的工具,是人们获取信息的重要手仪器是实现测量与测试的工具,是人们获取信息的重要手段。段。电子测量仪器:电子测量仪器:基于某种测量技术,利用电子器件和线路基于某种测量技术,利用电子器件和线路技术组成的装置,用以测量各种电磁参量或产生供测技术组成的装置,用以测量各种电磁参量或产生供测量用的电信号。量用的电信号。1.1自动测试系统的概念自动测试系统的概念2023/2/25自动测试系统自动测试系统:涉及的技术:涉及的技术:传感器技术、现代检测技术、显示技术、控制技术、传感器技术、现代检测技术、显示技术、控
13、制技术、数字信号处理技术、计算机技术、超大规模集成电数字信号处理技术、计算机技术、超大规模集成电路技术路技术(LSI)以以计算机计算机为核心,在为核心,在程控指令程控指令下,能完成某下,能完成某种测试任务而组合起来的种测试任务而组合起来的测量仪器测量仪器和和其它设其它设备备的有机整体。简称的有机整体。简称ATS(AutomaticTestSystem)测试项目多、测试范围广、测试对象复杂、参测试项目多、测试范围广、测试对象复杂、参数种类繁多数种类繁多手动测试手动测试?2023/2/251.2.1 1.2.1 虚拟仪器(虚拟仪器(Virtual InstrumentVirtual Instrum
14、ent,简,简写为写为VIVI):在以计算机为核心的硬件平台上,由用:在以计算机为核心的硬件平台上,由用户设计定义的具有虚拟面板、测试功能由测试软件实户设计定义的具有虚拟面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器的实质是利用计算机显示器模拟传统仪器的控制虚拟仪器的实质是利用计算机显示器模拟传统仪器的控制面板,以多种形式输出检测结果;利用计算机软件实面板,以多种形式输出检测结果;利用计算机软件实现信号数据的运算、分析和处理;利用现信号数据的运算、分析和处理;利用I/OI/O接口设备完接口设备完成信号的采集、测量与调理,从而完成各种测试功能成信号的采集、测量
15、与调理,从而完成各种测试功能的一种计算机自动测试系统。的一种计算机自动测试系统。是计算机硬件资源、仪器与测试系统硬件资源和软件资源是计算机硬件资源、仪器与测试系统硬件资源和软件资源三者的有效结合。三者的有效结合。1.2虚拟仪器概念、组成和分类虚拟仪器概念、组成和分类2023/2/25虚拟仪器的面板是虚拟的虚拟仪器的面板是虚拟的1.2.2 1.2.2 虚拟仪器的虚拟仪器的“虚拟虚拟”体现:体现:2023/2/251.2.2 1.2.2 虚拟仪器的虚拟仪器的“虚拟虚拟”体现体现2 2:测试功能是由软件控制硬件来实现的测试功能是由软件控制硬件来实现的 电压表SHADCDSP示波器频谱仪 DACADS
16、P脉冲发生 函数发生 任意波发生 虚拟仪器功能示意图15.60A2023/2/25虚拟仪器组成虚拟仪器组成:通用仪器硬件平台和应用软件通用仪器硬件平台和应用软件虚拟仪器组成虚拟仪器组成计算机系统输出信号信号输入仪器硬件平台仪器硬件平台DACDSPADCMEM虚拟仪器基本要素示意图总线操作软件平台操作软件平台VXIbus、GPIB接口驱动软件仪器驱动器应用软件开发环境C、VB、LabViewLabwindows/CVI应用软件包2023/2/25虚拟仪器组成虚拟仪器组成:通用仪器硬件平台和应用软件通用仪器硬件平台和应用软件 硬件平台:计算机、总线与硬件平台:计算机、总线与I/OI/O接口设备接口
17、设备总线:连接计算机与各种程控仪器与设备的通路,完成消总线:连接计算机与各种程控仪器与设备的通路,完成消息、命令、数据的传输与交换。息、命令、数据的传输与交换。I/OI/O接口设备:完成被测信号的采集、放大、接口设备:完成被测信号的采集、放大、A/DA/D转换。当转换。当然也包括机械接插件、插槽、电缆等。然也包括机械接插件、插槽、电缆等。虚拟仪器组成虚拟仪器组成2023/2/25根据总线的类型不同,虚拟仪器的构成方式主要有以下几根据总线的类型不同,虚拟仪器的构成方式主要有以下几种类型种类型 虚拟仪器分类虚拟仪器分类计算机接口电路GPIB仪器PXI模块VXI模块串行口仪器数据采集卡被测信号PC总
18、线 GPIB总线 VXI总线 PXI总线 串行总线 RS232、USB、1394、LXILXIPCI、ISA侧重于并行总线PCI Express2023/2/251.3自动测试系统的组成自动测试系统的组成自动测试系统包括五大部分:自动测试系统包括五大部分:自动测试系统包括五大部分:自动测试系统包括五大部分:1.1.控制器控制器:系统的指挥、控制中心。包括小型计算机、个人:系统的指挥、控制中心。包括小型计算机、个人计算机、单片机、计算机、单片机、DSPDSP。2.2.程控仪器、设备程控仪器、设备:能完成一定测试或控制任务的硬件。程:能完成一定测试或控制任务的硬件。程控多用表、信号源、控制开关、伺
19、服系统控多用表、信号源、控制开关、伺服系统2023/2/251.3自动测试系统的组成自动测试系统的组成3.3.总线与接口总线与接口:连接控制器与各种程控仪器、设备的通路,:连接控制器与各种程控仪器、设备的通路,完成命令、数据的传输与交换。包括机械接插件、插槽、完成命令、数据的传输与交换。包括机械接插件、插槽、电缆等。电缆等。2023/2/251.3自动测试系统的组成自动测试系统的组成4.4.测试软件测试软件:为完成测试任务而编写的各种应用软件。如测:为完成测试任务而编写的各种应用软件。如测试主程序、驱动程序、测试结果打印程序、试主程序、驱动程序、测试结果打印程序、I/OI/O程序。程序。202
20、3/2/251.3自动测试系统的组成自动测试系统的组成5.5.被测对象被测对象:如坦克、飞机、导弹、卫星、雷达、大型通讯:如坦克、飞机、导弹、卫星、雷达、大型通讯交换机、手机等,需要通过电缆、接插件等与程控仪器、交换机、手机等,需要通过电缆、接插件等与程控仪器、设备相连。设备相连。自动测试系统的概念:自动测试系统的概念:以以计算机计算机为核心,在为核心,在程程控指令控指令下,能完成某种测试任务而组合起来的下,能完成某种测试任务而组合起来的测测量仪器量仪器和和其它设备其它设备的有机整体。的有机整体。自动测试系统的组成:自动测试系统的组成:控制器控制器、程控仪器及设备、总线与接程控仪器及设备、总线
21、与接口、测试软件、被测对象口、测试软件、被测对象现代自动测试系统模型的构造要素现代自动测试系统模型的构造要素:可程控测试仪器、可程控测试仪器、测试控制机、互联标准数字接口和软件系统测试控制机、互联标准数字接口和软件系统2023/2/251.4自动测试系统的发展自动测试系统的发展开始于开始于开始于开始于1956195619561956年美国解决军方设备电子维护问题年美国解决军方设备电子维护问题年美国解决军方设备电子维护问题年美国解决军方设备电子维护问题1.4.1 1.4.1 1.4.1 1.4.1 第一代自动测试系统第一代自动测试系统第一代自动测试系统第一代自动测试系统 常见的是:数据采集系统和
22、自动分析系统常见的是:数据采集系统和自动分析系统常见的是:数据采集系统和自动分析系统常见的是:数据采集系统和自动分析系统扫描器AD打印机定时控制器:模拟信号采用了逻辑定时设计,采用了逻辑定时设计,采用了逻辑定时设计,采用了逻辑定时设计,没有解决系统中各设备间连没有解决系统中各设备间连没有解决系统中各设备间连没有解决系统中各设备间连接的接口标准问题接的接口标准问题接的接口标准问题接的接口标准问题。数据采集系统框图数据采集系统框图2023/2/25第一代自动测试框图第一代自动测试框图计算机接口处理器外设外设器件1器件n器件接口1器件接口n计算机接口接口安装在一块印刷电路板上,但系统的组建者接口安装
23、在一块印刷电路板上,但系统的组建者必须必须自行解决自行解决各个器件之间的接口和相关问题。各个器件之间的接口和相关问题。2023/2/251.4.21.4.2第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统特点:采用了标准的硬件接口。特点:采用了标准的硬件接口。特点:采用了标准的硬件接口。特点:采用了标准的硬件接口。具有代表性的是:具有代表性的是:具有代表性的是:具有代表性的是:IEEE488(GPIB)IEEE488(GPIB)IEEE488(GPIB)IEEE488(GPIB)标准接口标准接口标准接口标准接口 CAMACCAMACCAMACCAMAC标准接口标准接口标
24、准接口标准接口CAMAC(Computer Automated Measurement And CAMAC(Computer Automated Measurement And Control Control 计算机自动测量与控制计算机自动测量与控制)CAMACCAMACCAMACCAMAC标准接口:标准接口:标准接口:标准接口:1969196919691969年欧洲电子学标准化委员会正式公布,年欧洲电子学标准化委员会正式公布,年欧洲电子学标准化委员会正式公布,年欧洲电子学标准化委员会正式公布,1975197519751975年年年年IEEEIEEEIEEEIEEE、IECIECIECIEC接
25、受为接受为接受为接受为IEEE583IEEE583IEEE583IEEE583、IEC516IEC516IEC516IEC516标准。标准。标准。标准。特点特点特点特点:标准化程度高、规模大、数据传输速率较高,用于宇:标准化程度高、规模大、数据传输速率较高,用于宇:标准化程度高、规模大、数据传输速率较高,用于宇:标准化程度高、规模大、数据传输速率较高,用于宇航、核工业、国防、工业自动化领域。航、核工业、国防、工业自动化领域。航、核工业、国防、工业自动化领域。航、核工业、国防、工业自动化领域。缺点缺点缺点缺点:造价昂贵、总线没有专门用于仪器的触发线、屏蔽线:造价昂贵、总线没有专门用于仪器的触发线
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- 自动 测试 系统 设计 课件
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