现代测试技术

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1、实验一、自动测试系统1.自动测试系统介绍自动测试系统（automatictestingsystems）是指在人极少参与或不参与的情况下，自动进行量测，处理数据，并以适当方式显示或输出测试结果的系统。与人工测试相比，自动测试省时、省力，能提高劳动生产率和产品质量，它对生产、科研和国防都有重要作用在不同的技术领域里,测试内容、要求、条件和自动测试系统各不相同，但都是利用计算机代替人的测试活动。一般自动测试系统包括控制器、激励源、测量仪表(或传感器)、开关系统、人机接口和被测单元－机器接口等部分。（1）控制器。一般是小型计算

2、机、微型计算机或计算器(即专用母线控制器)。控制器应有测试程序软件，用来管理测试过程,控制数据流，接受测量结果,处理数据，检验读数误差，完成计算，并将结果送到显示器或打印机。（2）激励源。即信号源，它向被测单元提供输入信号。它可以是电源、函数发生器、数模转换器、频率合成器等。（3）测量仪表。用来测定被测单元的输出信号。它可以是模数转换器、频率计数器、数字万用表或其他测量装置。（4）开关系统。用来规定被测单元与自动测试系统中其他部件之间的信号传输路线。（5）人机接口。用来建立控制器与操作人员之间的联系。它可以是控制器的一

3、部分，也可以是控制台上的开关、键盘、指示灯、显示器等。操作人员可通过键盘或开关把数据传输给控制器，控制器再把数据、结果和操作要求输向阴极射线管、发光二极管或指示灯组等显示器。必要时还可将测试结果输给打印机，制成硬拷贝。（6）被测单元机器接口。用来建立被测单元与控制器之间的联系。2.实验系统介绍本次实验使用的自动测试系统是美国国家仪器公司（NI）推出的基于PXI平台的自动测试系统。PXI是一种坚固且基于PC的平台，适用于测量和自动化系统。PXI结合了PCI的电气总线特性与CompactPCI的模块化及Eurocard机械

4、封装的特性，并增加了专门的同步总线和主要软件特性。PXI的高性能、低成本部署平台可用于多种领域，例如制造测试、军事和航空、机器监控、汽车和工业测试。PXI于1997年开发，并在1998年发布，其公开的工业标准由PXI系统联盟（PXISA）所管理。该联盟由70多家公司组成，它们共同推广PXI标准，确保PXI的互通性，并维护PXI规范。PXI平台包括以下几个组件：（1）标准机箱。作为PXI系统的核心，机箱为控制器和模块提供了电源、冷却以及PCI和PCIExpress通信总线。PXI机箱在低噪音、高温和低插槽数到高插槽数等多

5、种环境配置下都适用。此外，它还提供一系列的I/O模块插槽类型、集成外设，如液晶显示器等。标准机箱的功能如下：（1.1）PCI和PCIExpress通信PXI机箱为用户的控制器和模块提供了PCI和PCIExpress通信总线。PCI总线共享总线拓扑，132MB/s的理论峰值带宽在多个设备之间分配，因此总线上的不同的设备能够相互通信。PCIExpress拥有点对点总线拓扑结构，用共享开关取代了共享总线。由此，每个设备都能直接访问总线，它们专用的数据流水线称为巷道。用户可以将这些巷道集合在一起，提高插槽带宽，实现高达4GB/

6、s的数据处理能力。（1.2）定时与同步。PXI基于CompactPCI架构，增加了集成定时和同步功能，用于内部选择同步时钟和触发器路径。PXI机箱包含专用的10MHz系统参考时钟、PXI触发总线、星形触发总线和槽对槽本地总线，而PXIExpress机箱增加了一个100MHz差分系统时钟、差分信号和差分星形触发，来满足高级定时和同步的需要。（1.3）电源和冷却PXI规范要求至少提供给每个外围插槽25W的电源，PXIExpress规范则至少需要30W，并且每个插槽会散发同样的热量。从这些要求可以看出，PXI是针对高性能应用

7、而设计的模块化仪器平台。（1）中央控制器根据PXI硬件规范的定义，所有PXI机箱包含一个插于机箱最左端插槽（插槽1）的系统控制器。可选的控制器有具备微软Windows操作系统或实时操作系统（NILabVIEW实时）的高性能嵌入式控制器，以及台式机、工作站、服务器或笔记本电脑控制的远程控制器。（2）通用模块为了满足用户的测试需求或嵌入式应用需求，NI提供了多达450多个通用模块，主要包括：（3.1）信号发生器这些设备包括多功能任意波形发生器、函数发生器和时钟及频率发生器。（3.2）信号调理数据采集和信号调理在单块PXI卡

8、上集成，为应变计、基于电桥的传感器、温度和高电压的模拟输入信号实现最佳精度和吞吐量。（3.3）数字I/O凭借最高150V的电压、高电流驱动以及隔离，工业数字I/O可以直接连接到各种泵、阀门、电机和其他传感器/激励器。（3.3）数字万用表和LCR表这些设备适用于自动化测试，能够精确地测量电压、电阻、电流、电容、电感和温度。（3.4）