计算机测试系统01-.

1、计算机测试系统计算机测试系统主要内容主要内容l计算机测试系统是以计算机测试系统是以计算机计算机为核心，以测试为为核心，以测试为主要目的所组建的系统。主要目的所组建的系统。l主要介绍：计算机测试系统、计算机控制系统主要介绍：计算机测试系统、计算机控制系统和计算机测控系统的典型应用。和计算机测控系统的典型应用。l前续课程：数字电路、模拟电路、单片机。前续课程：数字电路、模拟电路、单片机。章节章节l绪论绪论l监控程序的设计监控程序的设计l时间量测量时间量测量l模入通道模入通道l测量数据处理测量数据处理l测试系统的抗干扰和可靠性设计测试系统的抗干扰和可靠性设计第一章第一章 绪论绪论1.1计算机测试系统

2、的组成与典型应用计算机测试系统的组成与典型应用l智能仪器智能仪器l虚拟仪器虚拟仪器1.2计算机测控系统计算机测控系统1.11.1计算机测试系统的组成与典型应用计算机测试系统的组成与典型应用1.1.1智能仪器智能仪器 智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量仪的产物，是含有微计算机或微处理器的测量仪器。器。它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用自动化操作等功能，具有一定智能的作用(表现表现为智能的延伸或加强等为智能的延伸或加强等) 。智能仪器的组成智能仪器的

3、组成智能仪器智能仪器微机微机系统系统专用专用外围外围设备设备CPU存储器存储器通用外围设备（键盘、显示器等）通用外围设备（键盘、显示器等）测试测试部分部分GPIB接口接口传感器传感器测量电路测量电路数据采集电路（放大、采数据采集电路（放大、采/保）保）A/D转换转换智能仪器的优点智能仪器的优点.功能较多，使用灵活功能较多，使用灵活，配有通用接口，有完善的，配有通用接口，有完善的远地和本地输入输出功能，能很方便的接入测远地和本地输入输出功能，能很方便的接入测试系统。试系统。l本地命令：通过仪器面板上的键盘发出的命令。本地命令：通过仪器面板上的键盘发出的命令。l远地命令：通过通用测试系统总线上的键

4、盘发出远地命令：通过通用测试系统总线上的键盘发出的命令。的命令。智能仪器的优点智能仪器的优点2.2.具有自检查、自校准、自诊断能力具有自检查、自校准、自诊断能力。3.3.硬件软化硬件软化，即对，即对CPUCPU编程，用软件完成硬件的编程，用软件完成硬件的功能。功能。4.4.近年来，智能仪器已开始从较为成熟的数据处近年来，智能仪器已开始从较为成熟的数据处理理向知识处理发展向知识处理发展。模糊判断、故障诊断、容。模糊判断、故障诊断、容错技术、传感器融合、机件寿命预测等，使智错技术、传感器融合、机件寿命预测等，使智能仪器的功能向更高的层次发展，部分代替人能仪器的功能向更高的层次发展，部分代替人来完成

5、原来需要依靠人的智能才能完成的工作。来完成原来需要依靠人的智能才能完成的工作。智能仪器的工作过程智能仪器的工作过程lCPU接收本接收本/远地命令，解释并执行。远地命令，解释并执行。lCPU通过接口发出控制信息给测试电路，以规通过接口发出控制信息给测试电路，以规定的功能启动测量。定的功能启动测量。l测试电路的数据由测试电路的数据由CPU读取、处理、储存、输读取、处理、储存、输出。出。1.1.2虚拟仪器（虚拟仪器（Virtual Instrument）l虚拟仪器指在通用计算机上添加一些专用软件虚拟仪器指在通用计算机上添加一些专用软件和必要的仪器硬件模块和必要的仪器硬件模块，使用户在相应软件的，使用

6、户在相应软件的支持下，操作这台计算机时就象操作一台专门支持下，操作这台计算机时就象操作一台专门设计的传统仪器一样。设计的传统仪器一样。l虚拟仪器强调软件的作用，提出虚拟仪器强调软件的作用，提出“软件就是仪软件就是仪器器”的概念。的概念。l虚拟仪器与智能仪器的区别在于微机是否与仪虚拟仪器与智能仪器的区别在于微机是否与仪器的测量部分融合在一起器的测量部分融合在一起。虚拟仪器的内部功能虚拟仪器的内部功能l信号采集与控制信号采集与控制l数据分析处理数据分析处理l测量结果的表达测量结果的表达虚拟仪器的构成要素虚拟仪器的构成要素虚拟仪器虚拟仪器硬件平台硬件平台应用软件应用软件计算机计算机仪器硬件仪器硬件虚

7、拟仪器的软件开发平台虚拟仪器的软件开发平台lLabVIEW（NI）lLabWindows/CVI（NI）lVEE（HP）虚拟仪器的构成方式虚拟仪器的构成方式lPC-DAQ测试系统测试系统lGPIB系统系统lVXI系统系统lPXI系统系统 VXI总线和总线和PXI总线是总线是NI公司推出的两种先进公司推出的两种先进的总线系统，它们特别适合组成各种虚拟仪器的总线系统，它们特别适合组成各种虚拟仪器系统，在测控领域有着广泛的应用。系统，在测控领域有着广泛的应用。DAQDAQ仪器仪器l利用利用PC技术，设计手技术，设计手段灵活，性价比高，段灵活，性价比高，性能选择范围大，大性能选择范围大，大量的软件工具

8、可用量的软件工具可用VXIVXI总线总线lVXIVXI总线是计算机操作的模块化自动仪器系统，总线是计算机操作的模块化自动仪器系统，是结合是结合GPIBGPIB仪器和仪器和DAQDAQ板的先进技术而发展起来板的先进技术而发展起来的高速、多厂商、开放式工业标准。的高速、多厂商、开放式工业标准。lVXIVXI技术优化了诸如高速技术优化了诸如高速A/DA/D转换器、标准化触发转换器、标准化触发协议以及共享内存和局部总线等先进技术和性能，协议以及共享内存和局部总线等先进技术和性能，成为可编程仪器的新领域，并已成为电子测量仪成为可编程仪器的新领域，并已成为电子测量仪器行业的热门领域。器行业的热门领域。VX

9、IVXI总线技术经过十年的发总线技术经过十年的发展，它依靠有效的标准化，采用模块化的方式，展，它依靠有效的标准化，采用模块化的方式，实现了系列化、通用化以及实现了系列化、通用化以及VXIVXI仪器的互换性和仪器的互换性和互操作性。互操作性。 PXI总线总线lVXIVXI虽然实现了平台的模块化，但是价格昂贵、虽然实现了平台的模块化，但是价格昂贵、使用复杂。使用复杂。GPIBGPIB具有较高的性价比，但是却难以具有较高的性价比，但是却难以集成到同步、高效的测试系统中。集成到同步、高效的测试系统中。19971997年，年，NINI起起草出新的解决方案：草出新的解决方案：PXI,PXI,并在并在199

10、81998年作为工业标年作为工业标准推向市场。准推向市场。lPXIPXI产品成本较低，它集定时与触发、高带宽及产品成本较低，它集定时与触发、高带宽及高性价比于一身，并能轻松地将硬件和软件，包高性价比于一身，并能轻松地将硬件和软件，包括括VXIVXI、GPIBGPIB及串口设备与及串口设备与PXIPXI新产品、新产品、USBUSB及以及以太网设备集成在一起。今天，有许多公司正在积太网设备集成在一起。今天，有许多公司正在积极开发并支持各种极开发并支持各种PXIPXI模块，为更多的应用提供模块，为更多的应用提供全新的产品。这一平台的未来发展被持续看好。全新的产品。这一平台的未来发展被持续看好。 虚拟

11、仪器的主要特点虚拟仪器的主要特点l具有极大的灵活性具有极大的灵活性l虚拟仪器的软虚拟仪器的软/硬件采用模块化设计，具有开硬件采用模块化设计，具有开放性、互换性和可重复使用的特点。放性、互换性和可重复使用的特点。l融合了计算机强大的硬件功能，利用了计算机融合了计算机强大的硬件功能，利用了计算机丰富的软件资源。丰富的软件资源。l虚拟仪器基于网络和接口技术，具有更方便、虚拟仪器基于网络和接口技术，具有更方便、更灵活的互联能力。更灵活的互联能力。 图图1-3 集中型计算机测试系统集中型计算机测试系统计算机测试系统在组建方式上可分为集中型和积木型计算机测试系统在组建方式上可分为集中型和积木型功能和结构固

12、定功能和结构固定 图图1-4 积木式自动测试系统积木式自动测试系统 系统组成灵活方便，但总线传输速度不够快系统组成灵活方便，但总线传输速度不够快实时故障诊断系统实时故障诊断系统1.2计算机测控系统计算机测控系统l计算机控制系统是以计算机为核心，以测控为计算机控制系统是以计算机为核心，以测控为主要目的所组建的系统。主要目的所组建的系统。l计算机测控系统主要有：计算机测控系统主要有：1.程序控制系统程序控制系统开环控制开环控制2.实时闭环控制系统实时闭环控制系统 图图1-6 程序控制系统框图程序控制系统框图图图1-7 计算机实时闭环控制系统框图计算机实时闭环控制系统框图 图图18 分布式局部网络测控系统示意图分布式局部网络测控系统示意图(a）分散式局部网络测控分散式局部网络测控图图18 分布式局部网络测控系统示意图分布式局部网络测控系统示意图(b）递阶式局部网络测控递阶式局部网络测控 过程通道过程通道l输入输入/输出