电子测量技术 第3版 第9章 电子仪器的发展趋势

第9章电子仪器的发展趋势和自动测试系统9.1概述9.2智能仪器9.3自动测试系统简介9.1概述

与计算机技术紧密结合实现自动化测量的电子设备主要分为两大类：一是带微处理器的所谓智能仪器。一是自动测试系统，它是由可程控仪器经通用接口与计算机连接成系统，测试工作由计算机控制按照预先编制的程序自动进行。9.2智能仪器9.2.1智能仪器及其发展所谓“智能”，即人工智能。而所谓智能仪器，顾名思义，是指仪器具有一定的人工智能，即仪器可以代替一部分人的脑力劳动。目前的智能仪器常常是指以微处理器为中心而设计的仪器。微处理器（Microprocessor）,简称µP，是微电子技术发展的产物，是用大规模集成电路工艺实现的可编程逻辑控制器或微程序控制器。

微处理器应用于电子测量仪器之后，使传统的电子测量仪器发生了巨大变化，智能仪器与传统的测量仪器相比有着本质的区别。它可以存储、计算、处理数据，具有记忆、控制和逻辑判断功能，测量精度大大提高，甚至在某些方面引起了测量原理的变革。9.2.2智能仪器的特点

1．测量的自动化由于微处理器的应用，可以通过预先编制好的程序进行自动测量。

2．一机多用在智能仪器中，利用微处理器的可编程能力和运算能力，可实现一机多用，扩展仪器的功能，提高其性能价格比。

3．输入输出多样化智能仪器可以针对具体情况以不同方式输入数据，以不同方式输出测量结果。

4．精度高由于微处理器具有很强的运算和数据处理功能，在智能仪器中可以充分利用这一特点来消除测量误差，提高测量精度。

5．简化电路结构、降低对硬件的要求在智能仪器中，可以通过软件代替硬件或降低对硬件的要求，这样不仅可以简化仪器的结构，而且可以提高仪器的可靠性，降低仪器的成本。

6．操作简单，维修方便由于智能仪器自动化程度较高，需要人工控制的工作减少，仪器在使用时非常简单，可以使用非熟练人员，甚至非技术人员操作。9.2.3智能仪器的基本结构

智能仪器的组成，主要包括微计算机（专用的），测试功能或信号发生器、通用接口母线三部分。

仪器中的键盘控制和显示输出部分，可以看成微机系统的组成部分。

在智能仪器中，基本上用键盘操作代替了传统仪器面板上的开关和旋钮。

智能仪器的显示和输出部分，也受微型计算机控制。首先，智能仪器中微计算机处理的是数字信号，由智能仪器和标准接口母线组成的自动测试系统也是数字系统。智能仪器中计算机向测试功能发送的信号和后者发送回计算机的信号最终都要变成数字信号。因而智能仪器中要增加一些A/D和D/A转换电路，使仪器中的各部分都能在微计算机统一指挥下工作。9.3自动测试系统简介通常把在最少人工参与的情况下，能自动进行测量、数据处理并以一定方式显示或输出测试结果的系统称为自动测试系统（AutomaticTestSystem。缩写为ATS）。9.3.1自动测试系统的基本概念自动测试系统包括以下五部分：1．控制器主要是计算机。如小型机、PC机、微处理机、单片机等，它是系统的指挥控制中心。2．程控仪器、设备包括各种程控仪器、程控开关、执行无件、程控伺服系统，以及显示、打印、存储记录等器件，能完成确定的测试、控制任务。3．总线与接口电路它们是连接控制器与各程控仪器、设备的通道，完成数据的传输与交换。4．测试软件为了完成系统测试任务而编制的各种应用软件。例如，测试主程序、驱动程序、I/O软件等。5．被测对象测试任务的不同，被测对象千差万别。由操作人员采用非标准方式通过电缆，接插件、开关等与程控仪器和设备相连。自动测试系统的发展大体经历了三个阶段：1．第一代总装阶段主要用于大量重复性测试、非常快速的测试、较复杂的必须要高度熟练技术人员的测试和对工作人员健康有害或操作人员难于接近测试现场的情况。常见的第一代自动测试系统主要有自动数据采集系统，自动分析系统等。9.3.2自动测试系统的发展趋势

2．第二代接口标准化阶段用标准化的接口母线（InterfaceBus）把测试系统中各有关设备按积木的形式连接起来，并且给部分设备配以标准化的接口功能电路。目前使用的标准化接口母线系统，有几种不同的类型，但是应用最广的是所谓通用接口母线系统。

3．第三代基于PC仪器阶段把计算机和测试系统更紧密的结合起来，融合成一体，用强有力的软件代替仪器的硬件功能。自动测试系统的发展趋势是虚拟仪器系统。虚拟仪器是利用PC机（个人计算机）的显示功能模拟真实仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果，利用PC软件功能实现信号的运算、分析、处理，由I/O接口设备完成信号的采集、测量与调整，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。现代电子测量仪器的发展趋势是智能仪器、自动测试系统。

1．智能仪器是以微处理器为核心而设计的仪器。它可以存储、计算、处理数据，具有记忆、控制和逻辑判断功能，测量精度大大提高。智能仪器与传统仪器相比有很多特点。本章小结

智能仪器的基本组成包括微计算机（专用的），测试功能或信号发生器、通用接口母线三部分。在智能仪器中计算机软件能代替传统测量仪器中的硬件功能，降低了仪器的成本、体积和功耗，增加了仪器的可靠性。

2．自动测试系统是能自动进行测量、数据处理并以一定方式显示或输出测试结果的系统。自动测试系统包括五部分：控制器、程控仪器、总线与接口电路、测试软件和被测对象。自动测试系统发展经历了三个阶段：总装阶段、接口标准化阶段和基于PC仪器阶段。自动测试系统的发展趋势