第九章自动测试系统解析.ppt

第九章 自动测试系统ATS 1 概述 2 测试系统总线技术 3 测试系统软件技术 4 自动测试系统设计 5 航空电气参数测试系统设计举例 1 概述 定义：通常把以计算机为核心，在程控指令或程序的控制下，能自动完成测试任务的测量仪器和其它设备的有机整体称为自动测试系统，简称ATS (Automatic Test System)。 自动测试系统是现代检测技术、传感技术、控制技术、数字信号处理技术等多学科融合发展的成果。 自动测试系统是为了满足不断增加的测试功能（范围更广、参数更多、通道多、动态测量、精度高等）的要求而产生的，是计算机技术与仪器仪表技术深层次结合的结果。 智能仪器：独立、无法相互协调控制及交换数据 ATS：通过总线相互协调 典型的自动测试系统组成： 1）控制器：完成系统的总体的协调控制和数据处理，是系统的控制核心；主要是计算机或其它形式的控制器。 2）程控仪器、设备：完成特定功能的测试和控制任务；主要包括信号采集设备、信号发生器、程控开关、数据存储设备以及配合完成测试任务的执行元件和伺服设备等。 3）总线接口：是控制器、程控仪器、设备之间进行信息交换的通道，完成命令、数据的传输；主要包括电缆、接插件以及接口控制部件等。 4）测试软件：包括驱动程序、I/O软件、测试应用程序等。 5）传感器与信号调理： 输入采集信号调理及输出控制信号调理 6）被测对象：根据测试任务的需要，选取被测对象的被测信号以及完成对被测对象状态的控制，协调控制完成测试任务。 9.1.1自动测试系统的发展历史 1956年，美国海军为了解决军用电子设备的维护问题，制定了SETE计划，开始研究第一代自动测试系统。设计了专门的接口电路用于实现各仪器与控制器之间的信息交换， 属于非标准的，各系统或各厂商的产品缺乏通用性和互换性。 第二代自动测试系统：为了解决第一代自动测试系统接口专用性的缺点，研制了具有标准接口总线的接口，测试系统各部件按照标准文件规定的形式连接起来，具代表性的是CAMAC总线接口和GPIB总线接口。 CAMAC标准接口 ：1969年欧洲电子学标准化委员会正式发表，迅速得到欧洲和美国的强烈反响。广泛用于宇航、核工业、国防、工业自动化等领域。但造价昂贵，没有用于仪器系统专用的触发线等，电磁屏蔽也考虑得并不充分，受到当时计算机发展水平的限制，指令传输在微秒级，进一步扩充有困难。 GPIB接口系统：1972年美国HP公司提出的一种标准总线接口，经改进后于1975年和1977年分别被国际电气电子工程师学会(IEEE)和国际电工委员会(IEC)所接受，正式颁布了标准文件。 基于PC机的模块式仪器：1982年出现。以通用计算机为核心，配以一定的测试硬件电路和应用软件，共同完成测试仪器系统的功能，与此同时仍保留了个人计算机的全部功能，仪器模块与计算机接口之间采用通用计算机总线连接。充分利用个人计算机的软、硬件资源，更好地发挥计算机的作用，大幅度地降低仪器成本，提高经济效益，它还具有研制周期短、改进更新方便的优点，在组成测试系统和网络方面也有很大潜力，得到较快发展。由于这种系统没有考虑仪器特有的环境及电磁兼容性等的要求，在某些场合限制了其应用。 VXI：为了满足军方和工业用户对开放结构的模块式仪器的要求，1987年由Colorado Data Systems、Hewlett-Packard、Racal-Dana Instruments、Tektronix和Wavetek等五家公司组成的联合体推出了VXI总线规范。VXI是VMEbus eXtensions for Instrumentation的缩写，即VME总线在仪器领域的扩展，VXI总线是一种完全开放的模块式仪器领域的规范，为适应测量仪器从分立的台式和机架式结构发展为更紧凑的模块式结构的需要而推出的新的总线标准。VXI总线不仅性能全面优于GPIB总线系统，而且使自动测试系统的尺寸大大缩小，测试速度大大提高，满足目前自动测试系统向标准化、自动化、智能化、模块化、便携式方向发展的要求。 PXI：PCI总线在PC机上得到广泛应用，性能较VME总线有很大提高，1997年10月，美国National Instruments公司(简称NI)结合CompctPCI总线规范率先将PCI总线引入到仪器领域，推出了PXI总线技术规范。PXI是PCI eXtensions for Instrumentation，软件方面PXI将Microsoft Windows操作系统定义为其标准软件框架，并要求所有的仪器模块都必须带有按虚拟仪器软件结构VISA规范编写的设备驱动程序，使PXI成为一种系统级规范，保证系统的易于集成与使用，从而进一步降低最终用户的开发费用。由于PXI模块仪器系统具有较好的性价比，使