电子工程设计电路与系统测试

1、电子电子工程设计电子课件工程设计电子课件电子电子工程设计实验室工程设计实验室2015年年9月月系统测试与故障诊断系统测试与故障诊断电路与系统测试电路与系统测试产品或系统设计基本任务产品或系统设计基本任务1. 需求分析需求分析 做什么？做什么？2. 方案设计方案设计 怎么做（宏观、顶层设计）？怎么做（宏观、顶层设计）？3. 细节设计细节设计 怎么做（微观、底层设计）？怎么做（微观、底层设计）？4. 设计实现设计实现 施工、制造施工、制造5. 测试（评价）测试（评价） 按设计要求验收按设计要求验收 一一. 产品或系统设计基本任务产品或系统设计基本任务系统测试基本任务系统测试基本任务1. 硬件功能与

2、指标测试硬件功能与指标测试 电路电路模块功能与指标测试模块功能与指标测试 电电路子系统功能与指标测试路子系统功能与指标测试二二. 系统测试基本任务系统测试基本任务2. 硬件故障诊断与排除硬件故障诊断与排除 电路电路模块故障诊断与排除模块故障诊断与排除 电电路子系统故障诊断与排除路子系统故障诊断与排除系统测试基本任务系统测试基本任务3. 软件设计软件设计与测试与测试 电路模块测试程序设计电路模块测试程序设计与测试与测试 电电路子系统路子系统测试程序设计测试程序设计与测试与测试4. 软件故障诊断与排除软件故障诊断与排除 电路模块测试电路模块测试程序故障诊断与排除程序故障诊断与排除 电电路子系统路子

3、系统测试测试程序故障诊断与排除程序故障诊断与排除系统测试基本任务系统测试基本任务5. 功能软件设计与系统功能软件设计与系统联合测试联合测试 设计功能软件实现设计任务提出的全部功设计功能软件实现设计任务提出的全部功能、指标要求。能、指标要求。 在硬件系统上运行功能软件，进行功能、在硬件系统上运行功能软件，进行功能、指标的全面测试。指标的全面测试。6. 系统故障诊断与排除系统故障诊断与排除7. 设计改进设计改进 测试需求分析测试需求分析 检测方案设计检测方案设计测试结论测试结论“呈现呈现”方法（原理）设计方法（原理）设计测试仪器及测试点选择测试仪器及测试点选择三三. 电路模块测试电路模块测试1.

4、电路模块测试的任务与方法电路模块测试的任务与方法电路模块测试电路模块测试设计要求分析设计要求分析测试任务归纳测试任务归纳电路模块测试电路模块测试激励信号及注入点选择激励信号及注入点选择支持电路模块选择支持电路模块选择 搭建搭建测试环境测试环境辅助电路辅助电路模块模块及测试设备连接及测试设备连接激励激励信号源连接信号源连接测试测试仪器连接仪器连接电源电源连接连接 编写编写测试测试程序程序激励激励测试信号测试信号实现实现特定功能特定功能电路模块测试电路模块测试 测试流程及测试方法设计测试流程及测试方法设计三三. 直流稳压电源测试直流稳压电源测试1. 测试需求分析测试需求分析直流稳压电源测试直流稳压

5、电源测试设计要求分析设计要求分析9V+5V/1A 交流输入：交流输入：直流输出：直流输出：输出误差：输出误差： 4%12V/0.5A 14V2 2其他要求：其他要求： 短路保护、过热保护、纹波小短路保护、过热保护、纹波小直流稳压电源测试直流稳压电源测试测试任务归纳测试任务归纳测量输出电压及其误差测量输出电压及其误差测试短路保护及过热保护功能测试短路保护及过热保护功能直流稳压电源测试直流稳压电源测试2. 检测方案设计检测方案设计变压器变压器电压表电压表直流稳压直流稳压电源电路电源电路220V9V14V输出端连接额定负载，使输出端连接额定负载，使输出电流达到设计要求输出电流达到设计要求测量负载电压

6、，记录测测量负载电压，记录测量结果，给出测试结论。量结果，给出测试结论。输入端连接满足设输入端连接满足设计要求的交流电压计要求的交流电压将插针将插针与与插座插座隔开隔开直流稳压电源测试直流稳压电源测试调试台测试环境调试台测试环境稳压电源电路使测稳压电源电路使测温系统正常工作温系统正常工作模板测试环境模板测试环境直流稳压电源测试直流稳压电源测试替换模板上的替换模板上的稳压电源电路稳压电源电路 测试测试时，电源板负责交流电源输入的右时，电源板负责交流电源输入的右插座与调试台标有插座与调试台标有9V、14V的插座连接，的插座连接，左左插座插座悬空悬空。 连接连接完毕后，打开调试台电源远离电源完毕后，

7、打开调试台电源远离电源板板12分钟，分钟，观察电路板有无异味或观察电路板有无异味或异常声响异常声响，如果一切正常可以开始进一步的如果一切正常可以开始进一步的测试。测试。 用用数字多用表按电源板左插座直流电源数字多用表按电源板左插座直流电源引出定义，引出定义，检测检测+5V、+12V、-12V输出输出。直流稳压电源测试直流稳压电源测试 3. 测试流程及测试方法测试流程及测试方法 输出输出正常的电源板，替换模板上的电源正常的电源板，替换模板上的电源板后，若模板正常运行，电源板的设计工作结板后，若模板正常运行，电源板的设计工作结束。否则，束。否则，检查电路板的左右插座有无虚焊、检查电路板的左右插座有

8、无虚焊、脱焊脱焊等问题。等问题。 若若+5V、+12V、-12V输出不正常输出不正常，需要，需要重新重新检查有无错焊、漏焊、虚焊检查有无错焊、漏焊、虚焊，并，并重复第重复第2、3、4的步骤。的步骤。直流稳压电源测试直流稳压电源测试四四. 变送器测试变送器测试1 测试需求分析测试需求分析变送器测试变送器测试设计要求分析设计要求分析测量温度：测量温度： 0 100输出电压：输出电压： 0 +5V限制条件：限制条件： -0.3V 输出电压输出电压10K测量误差：测量误差： 满刻度满刻度1%（0.05V或或1 ）变送器测试变送器测试测试任务归纳测试任务归纳电路模块的电路模块的温度信号输入温度信号输入-

9、电压输出关系电压输出关系电路模块的电路模块的测温范围测温范围电路模块的电路模块的测温误差测温误差电路模块的电路模块的输出限幅功能输出限幅功能电路模块的电路模块的输出带负载能力输出带负载能力 变送器电路标定的目的变送器电路标定的目的2. 变送器电路的标定变送器电路的标定变送器是具有一定精度要求的测量电路变送器是具有一定精度要求的测量电路在电路测试之前先进行电路参数的调整在电路测试之前先进行电路参数的调整变送器标定变送器标定使测量结果与实际情况相吻合使测量结果与实际情况相吻合测测“量量”电路电路表示物理量量值的电路表示物理量量值的电路变送器测试变送器测试 变送器电路标定变送器电路标定解决的问题解决

10、的问题0ovV 5ovV 使使 的过程称为调的过程称为调“零零”0ovV 使使 的过程称为调的过程称为调“满度满度”5ovV 5T = 0T = 1000100变送器测试变送器测试 恒恒流补偿变送器标定原理与标定方法流补偿变送器标定原理与标定方法 恒流补偿变送器电路调恒流补偿变送器电路调“零零”原理原理解决方法：调整解决方法：调整VR1，改变，改变 is使使 V0= 0 -调调“零零”T = 0，i0 或理想运放条件不成立，导致或理想运放条件不成立，导致 V00变送器测试变送器测试 恒流补偿变送器电路调恒流补偿变送器电路调“满度满度”原理原理解决方法：调整解决方法：调整VR2，改变，改变 i2

11、 在在VR2上的压降，使上的压降，使 V0= 5V -调调“满度满度”T = 100，i2= i100 - is=100uA，多种原因导致，多种原因导致 V05V变送器测试变送器测试 恒恒压补偿变送器标定原理与方法压补偿变送器标定原理与方法 恒压补偿变送器电路调恒压补偿变送器电路调“零零”原理原理解决方法：调整解决方法：调整VR1，改变，改变 i0 在在VR1上的压降上的压降 ，使，使Vi 发生变化，并且使发生变化，并且使V0= 0 - 调调“零零”T = 0，Vi0 或其他原因，导致或其他原因，导致 V00变送器测试变送器测试 恒压补偿变送器电路调恒压补偿变送器电路调“满度满度”原理原理解决

12、方法：调整解决方法：调整VR2，改变，改变 放大器增益，使放大器增益，使 V0= 5V -调调“满度满度”T = 100，多种原因导致，多种原因导致 V05V变送器测试变送器测试 加法加法平移变送器标定原理平移变送器标定原理 加法平移变送器电路调加法平移变送器电路调“零零”原理原理解决方法：调整解决方法：调整VR1，改变，改变 is ，使，使V0= 0 - 调调“零零”T = 0， is i10 或其他原因，导致或其他原因，导致 V00变送器测试变送器测试加法加法平移变送器电路调平移变送器电路调“满度满度”原理原理解决方法：调整解决方法：调整VR2，改变，改变 放大器增益，使放大器增益，使 V

13、0= 5V -调调“满度满度”T = 100，多种原因导致，多种原因导致 V05V变送器测试变送器测试3. 检测方案设计检测方案设计输入端注入输入端注入0传感器测温信号传感器测温信号变送器测试变送器测试测量输出端电压，记录数据测量输出端电压，记录数据输入端注入输入端注入100 传感器测温信号传感器测温信号 零点测试零点测试 满度测试满度测试测量输出端电压，记录数据测量输出端电压，记录数据变送器测试变送器测试选足够多点选足够多点注入传感器测温信号注入传感器测温信号 误差测试误差测试测量输出端电压，记录数据测量输出端电压，记录数据 分析数据得出结论分析数据得出结论 通过对测量数据的分析得出设计要求

14、的测通过对测量数据的分析得出设计要求的测温范围、温度温范围、温度电压对应关系、测量误差等设电压对应关系、测量误差等设计要求是否满足的结论。计要求是否满足的结论。在实际测温环境中对上述项目进行测试在实际测温环境中对上述项目进行测试 真实环境测式真实环境测式4. 搭建测试环境搭建测试环境直流稳直流稳压电源压电源电压表电压表变送器变送器调试台调试台AD592+ 测试系统组成示意图测试系统组成示意图 隔离负载隔离负载AD592-+5V12V变送器测试变送器测试 调试台调试台测试环境测试环境变送器测试变送器测试稳稳压压电电源源电电路路板板变送器电路板变送器电路板调整温调整温度设置度设置检测电路中检测电路

15、中的状态变化的状态变化变送器测试变送器测试电压输出电压输出测温信测温信号输入号输入 模板模板测试环境测试环境变送器测试变送器测试使用自己使用自己的电源板的电源板替换模板上替换模板上的变送器的变送器经调整测温经调整测温误差小于误差小于1 1度度五五. 驱动器测试驱动器测试1 测试需求分析测试需求分析驱动器测试驱动器测试设计要求分析设计要求分析输入电流输入电流 最大最大 20mA输入电压输入电压 - 10V +10VAv=1- 10V +10V020mA- 10V +10V0-4A输出电流输出电流 最大最大 4A输出电压输出电压 - 10V +10V测试任务归纳测试任务归纳电路模块的电路模块的额定

16、输入电压工作状态额定输入电压工作状态电路模块的电路模块的额定负载驱动能力额定负载驱动能力电路模块的电路模块的额定输入电流工作状态额定输入电流工作状态驱动器测试驱动器测试2. 检测方案设计检测方案设计输入端注入输入端注入-10V、20mA信号信号测量输出端电压，记录数据测量输出端电压，记录数据输入端注入输入端注入+10 V 、20mA信号信号 下限输入电压测试下限输入电压测试 上限输入电压测试上限输入电压测试测量输出端电压，记录数据测量输出端电压，记录数据驱动器测试驱动器测试 输出端连接输出端连接2.5负载负载选足够多电压点选足够多电压点注入注入20mA信号信号 失真测试失真测试测量输出端电压，记录数据测量输出端电压，记录数据 分析数据得出结论分析数据得出结论 通过对测量数据的分析，得出设计要求的通过对测量数据的分析，得出设计要求的-10V+10V电流放大设计要求是否满足的结论。电流放大设计要求是否满足的结论。在实际测温环境中对上述项目进行测试在实际测温环境中对上述项目进行测试 真实环境测式真实环境测式驱动器测试驱动器测试3. 搭建测试环境搭建测试环境 测试系统组成示意图测