第九章现代测试技术

1、测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 测试技术基础测试技术基础测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 主要内容主要内容9.1 9.1 概述概述9.2 9.2 现代测试系统的基本概念现代测试系统的基本概念9.3 9.3 现代测试系统的基本组成现代测试系统的基本组成9.4 9.4 现代测试系统的特点现代测试系统的特点9.5 9.5 虚拟测试仪器技术虚拟测试仪器技术9.6 9.6 智能仪器智能仪器9.7 9.7 现代测试系统实例现代测试系统实例9.8 9.8 小结小结测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 9.1 概述概述 测

2、试是由用单个仪器测出单个物理量值发展成对被测物特测试是由用单个仪器测出单个物理量值发展成对被测物特征与属性的全面测定，使测试成为分析，测试系统成为分析系征与属性的全面测定，使测试成为分析，测试系统成为分析系统。要求测试仪器与系统中的信号获取、信号调理、数据采集、统。要求测试仪器与系统中的信号获取、信号调理、数据采集、分析处理、计算控制、结果评定和输出表述融为一体。要求测分析处理、计算控制、结果评定和输出表述融为一体。要求测试实现现场化、远地化、网络化。要求测试诊断、维护修理、试实现现场化、远地化、网络化。要求测试诊断、维护修理、分析处理、控制管理一体化。分析处理、控制管理一体化。 随着计算机技

3、术、大规模集成电路技术和通信技术的飞速随着计算机技术、大规模集成电路技术和通信技术的飞速发展，传感器技术、通信技术和计算机技术这三大技术的结合，发展，传感器技术、通信技术和计算机技术这三大技术的结合，使测试技术领域发生了巨大的变化。现代测试系统日趋小型化、使测试技术领域发生了巨大的变化。现代测试系统日趋小型化、自动化、高精度、高稳定性、高可靠性。自动化、高精度、高稳定性、高可靠性。 测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 9.2 现代测试系统的基本概念现代测试系统的基本概念 人们习惯把具有自动化、智能化、可编程化等功能的测人们习惯把具有自动化、智能化、可编程化等功能的测

4、试系统称为试系统称为现代测试系统现代测试系统。现代测试系统主要有三大类：。现代测试系统主要有三大类：智智能仪器能仪器、自动测试系统自动测试系统和和虚拟仪器虚拟仪器。 1 1、智能仪器智能仪器 所谓智能仪器是指新一代的测量仪器。这类仪器仪表中含有微处理器、所谓智能仪器是指新一代的测量仪器。这类仪器仪表中含有微处理器、单片计算机单片计算机(单片机单片机)或体积很小的微型机，有时也称为内含微处理器的仪或体积很小的微型机，有时也称为内含微处理器的仪器或基于微型计算机的仪器。器或基于微型计算机的仪器。 2 2、自动测试系统自动测试系统 自动测试系统一般由四部分组成：第一部分是微机或微处理器，它是自动测试

5、系统一般由四部分组成：第一部分是微机或微处理器，它是整个系统的核心；第二部分是被控制的测量仪器或设备，称为可程控仪器；整个系统的核心；第二部分是被控制的测量仪器或设备，称为可程控仪器；第三部分是接口；第四部分是软件。第三部分是接口；第四部分是软件。 测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 3 3、虚拟仪器虚拟仪器 虚拟仪器虚拟仪器(VI(VI，Virtual Instrument)Virtual Instrument)是计算机技术同仪器技术深层次是计算机技术同仪器技术深层次结合产生的全新概念的仪器，是对传统仪器概念的重大突破，是仪器领域结合产生的全新概念的仪器，是对传统

6、仪器概念的重大突破，是仪器领域内的一次革命。内的一次革命。 测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 9.3 现代测试系统的基本组成现代测试系统的基本组成 现代测控系统的基本结构从硬件平台结构来看可分为以现代测控系统的基本结构从硬件平台结构来看可分为以下两种基本类型。下两种基本类型。 (1) 以单片机以单片机(或专用芯片或专用芯片)为核心组成的单机系统。为核心组成的单机系统。 测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 (2) (2) 以个人计算机为核心的应用扩展测量仪器以个人计算机为核心的应用扩展测量仪器( (简称简称PCI)PCI)构建的测试系统构

7、建的测试系统 测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 9.4 现代测试系统的特点现代测试系统的特点 v 经济性经济性v 网络化网络化 v 针对性针对性 v 智能化智能化 测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 9.5 虚拟测试仪器技术虚拟测试仪器技术 1 1、虚拟仪器含义及其特点、虚拟仪器含义及其特点 与传统仪器相比，虚拟仪器最大的特点是其功能由软件与传统仪器相比，虚拟仪器最大的特点是其功能由软件定义，可以由用户根据应用需要进行调整，用户选择不同的定义，可以由用户根据应用需要进行调整，用户选择不同的应用软件就可以形成不同的虚拟仪器。应用软件就可以

8、形成不同的虚拟仪器。 传统仪器与虚拟仪器比较传统仪器与虚拟仪器比较 测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 虚拟仪器可以分为下面几种形式。虚拟仪器可以分为下面几种形式。(1) PC-DAQ(1) PC-DAQ测试系统：以数据采集卡测试系统：以数据采集卡(DAQ(DAQ卡卡) )、计算机和虚拟仪器软件构成、计算机和虚拟仪器软件构成的测试系统。的测试系统。(2) GPIB(2) GPIB系统：以系统：以GPIBGPIB标准总线仪器、计算机和虚拟仪器软件构成的测试标准总线仪器、计算机和虚拟仪器软件构成的测试系统。系统。(3) VXI(3) VXI系统：以系统：以VXIVXI标

9、准总线仪器、计算机和虚拟仪器软件构成的测试系标准总线仪器、计算机和虚拟仪器软件构成的测试系统。统。(4) (4) 串口系统：以串口系统：以RS-232RS-232标准串行总线仪器、计算机和虚拟仪器软件构成的标准串行总线仪器、计算机和虚拟仪器软件构成的测试系统。测试系统。 (5) 现场总线系统：以现场总线仪器、计算机和虚拟仪器软件构成的测试现场总线系统：以现场总线仪器、计算机和虚拟仪器软件构成的测试系统。系统。 虚拟仪器是计算机化仪器，由计算机、信号测量硬件模块虚拟仪器是计算机化仪器，由计算机、信号测量硬件模块和应用软件三大部分组成。和应用软件三大部分组成。 测试技术基础测试技术基础第九章第九章

10、 现代测试技术现代测试技术 2 2、虚拟仪器的组成虚拟仪器的组成 虚拟仪器组成虚拟仪器组成 1 1）硬件功能模块）硬件功能模块 (1)(1) C-DAQC-DAQ数据采集卡数据采集卡 (2)(2) GPIBGPIB总线仪器总线仪器 (3)(3) VXIVXI总线模块总线模块(4)(4) RS-232RS-232串行接口仪器串行接口仪器(5)(5) 现场总线模块现场总线模块测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 2）驱动程序 驱动程序通常由硬件功能模块的生产商提供随硬件功能模块一起提供。驱动程序通常由硬件功能模块的生产商提供随硬件功能模块一起提供。 3）应用软件 虚拟仪器

11、示波器虚拟仪器示波器 测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 3 3、虚拟仪器典型单元模块虚拟仪器典型单元模块 信号分析模块的功能主要是完成各种数学运算，在工程信号分析模块的功能主要是完成各种数学运算，在工程测试中常用的信号分析模块测试中常用的信号分析模块 包括：包括：(1) (1) 信号的时域波形分析和参数计算；信号的时域波形分析和参数计算；(2) (2) 信号的相关分析；信号的相关分析；(3) (3) 信号的概率密度分析；信号的概率密度分析；(4) (4) 信号的频谱分析；信号的频谱分析；(5) (5) 传递函数分析；传递函数分析；(6) (6) 信号滤波分析；信号

12、滤波分析；(7) (7) 三维谱阵分析。三维谱阵分析。测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 4 4、虚拟仪器开发系统虚拟仪器开发系统 测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 5 5、LabVIEWLabVIEW简介简介 LabVIEW(Laboratory Virtual instrument Engineering)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

13、TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数 所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器(VI)，包括前面板(front panel)、流程图(block diagram)以及图标/连接器(icon/connector)三部分。 控制对象 (输入) 显示对象 (输出) 测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 9.6 智智 能能 仪仪 器器 1 1、智能仪器的工作原理、智能仪器的工作原理 测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 2 2、智能仪器的功能特点、智能仪器的功能特点 (1)(1)操作自动化。操作自动化。 (2)(2)具有自测功能，包括自动调

14、零、自动故障与具有自测功能，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状态检验、自动校准、自诊断及量程自动转换等。换等。 (3)(3)具有数据处理功能。具有数据处理功能。 (4)(4)具有友好的人具有友好的人- -机对话能力。机对话能力。 (5)(5)具有可程控操作能力。具有可程控操作能力。 测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 1 1、基于、基于LabVIEWLabVIEW的语音采集分析系统的语音采集分析系统 9.7 现代测试系统实例现代测试系统实例 虚拟示波器主要由软件控制完成参数的设置、信号的采集、处理和显示。系统软件总体上包括音频参数的设置、音频信号的采集、波形显示、频谱分析及波形存储和回放等五大模块。 语言采集分析系统功能结构框图语言采集分析系统功能结构框图 测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 数据采集的部分数据采集的部分G G代码代码 测试技