第七章+计算机测试技术与虚拟仪器.ppt

第七章计算机测试技术与虚拟仪器 一 自动测试系统的发展概况第一代 总装阶段 将几种具有不同输入和输出电路的可程控仪器总装在一起形成一个组装系统 当系统关系比较复杂 需要程控的器件较多时 就会使得研制工作量大 费用高 而且系统的适应性差 第二代 接口标准化阶段 系统采用了标准接口总线系统 将测试系统中各器件按规定的形式连接在一起 这种系统组建方便 专门的通用接口电路更改 增加测试内容也很灵活 显示了很大的优越性 最具代表性并得到广泛使用的是IEEE488标准接口系统 第三代 基于PC仪器阶段 这种新型的微机化仪器是做成插件式的 它需要与个人计算机配合才能工作 因此被称为个人仪器 在此出现了所谓的 虚拟仪器 给测试系统带来了革命性的冲击 对测试理论 测试方法很多方面都产生了重大影响 虚拟仪器系统代表着当今自动测试系统发展的方向 第一节自动测试系统 二 通用接口总线1 IEEE 488 1IEEE 488 1是一种数字式8位并行通信接口 其数据传输速率可达1Mbps 该总线支持一台系统控制器 通常是PC 和多达10台以上的附加仪器 它的高速传输和8位并行接口使得它被广泛地应用到了其它领域 如计算机之间的通信和周边控制器等等 2 IEEE 488 2IEEE 488 1标准 ANSI IEEE标准488 1975 没有定义信息的数据形式 状态报告 信息改变协议 通用设置命令或器件特定命令 而IEEE 488 2总线标准解决了这些问题 并对IEEE 488 2控制器和IEEE 488 2仪表作了明确定义 使之比前者更为可靠和有效 同时还与前者兼容 第二节智能仪器一 智能仪器的工作原理传感器拾取被测参量的信息并转换成电信号 经滤波去除干扰后送入多路模拟开关 由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器 放大后的信号经模 数转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中 单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理 如非线性校正等 运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印 同时单片机把运算结果与存储于芯片内FlashROM 闪速存储器 或EEPROM 电可擦除存储器 内的设定参数进行运算比较后 根据运算结果和控制要求 输出相应的控制信号 如报警装置触发 继电器触点等 此外 智能仪器还可以与个人计算机组成分布式测控系统 由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据 通过串行通信将信息传输给上位机 个人计算机 由个人计算机进行全局管理 二 智能仪器的功能特点 操作自动化 仪器的整个测量过程如键盘扫描 量程选择 开关启动闭合 数据的采集 传输与处理以及显示打印等都用单片机或微控制器来控制操作 实现测量过程的全部自动化 2 具有自测功能 包括自动调零 自动故障与状态检验 自动校准 自诊断及量程自动转换等 智能仪表能自动检测出故障的部位甚至故障的原因 3 具有数据处理功能 智能仪器由于采用了单片机或微控制器 使得许多原来用硬件逻辑难以解决或根本无法解决的问题 现在可以用软件非常灵活地加以解决 4 具有友好的人 机对话能力 智能仪器使用键盘代替传统仪器中的切换开关 操作人员只需通过键盘输入命令 就能实现某种测量功能 5 具有可程控操作能力 一般智能仪器都配有GPIB RS 232C RS 485等标准的通信接口 可以很方便地与PC和其他仪器一起组成用户所需要的多种功能的自动测量系统 来完成更复杂的测试任务 第三节虚拟仪器 所谓虚拟仪器VI是指具有虚拟仪器面板的个人计算机 它由通用计算机 模块化功能硬件和控制专用软件组成 虚拟 主要有两方面的含义 一方面是指虚拟仪器的面板是虚拟的 另一方面是指虚拟仪器测量功能是由软件编程来实现 虚拟仪器的结构 如果从功能上划分 那么任何一台仪器 按其基本形式可分解为以下三个主要模块 输入进行信号调整并将输入模拟信号转换成数字形式以便处理 输出将量化的数据转换成模拟信号并进行必要的信号调理 数据处理通常一个微处理器或一台数字信号处理器 DSP 可使仪器按要求完成一定功能 二 虚拟仪器的组成虚拟仪器主要由传感器 信号采集与控制板卡 信号分析软件和显示软件几部分组成 三 LabVIEW简介 LabVIEW LaboratoryVirtualinstrumentEngineering 是一种图形化的编程语言 它广泛地被工业界 学术界和研究实验室所接受 视为一个标准的数据采集和仪器控制软件 LabVIEW集成了满足GPIB VXI RS 232和RS 485协议的硬件及数据采集卡通信的全部功能 它还内置了便于应用TCP IP ActiveX等软件标准的库函数 这是一个功能强大且灵活的软件 利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器 其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣 它可以增强构建科学和工程系统的