自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景

o142007飛機(jī)ESIGN ug2007產(chǎn)品號(hào)1673-4599 200 7) 04- 0071-04自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景（空軍工程大學(xué)工程學(xué)院，航空自動(dòng)控制工程系，陜西西安71003 [ 8) LXI（LAN擴(kuò)展儀器）是適用于自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的新一代基于LAN的模塊化平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)，構(gòu)建塊，集成儀器總線中文圖書館分類號(hào)TP336文檔標(biāo)識(shí)碼FutureTendency ticTea IULong IUYUAN-fei（航空irForce工程大學(xué)工程學(xué)院汽車控制系，陜西西安710038）摘要：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)的LTS I（LAN擴(kuò)展儀器）基于ATS的新一代儀器平臺(tái)。 ATS）經(jīng)歷了三個(gè)階段：專用，構(gòu)建塊，集成.LX儀表總線標(biāo)準(zhǔn)帶來了發(fā)展機(jī)遇ATS，指向ATS發(fā)展的方向。關(guān)鍵字：特殊的ATS；建筑鎖ATS；集成的ATS； LX儀器總線測(cè)試任務(wù)的儀器系統(tǒng)稱為自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)（ATS Automtic Test System。

ATS最初是為了滿足多點(diǎn)自動(dòng)巡回檢測(cè)的需求而開發(fā)的。計(jì)算機(jī)技術(shù)和ATS的使用取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。它不僅可以快速，自動(dòng)地完成數(shù)百個(gè)物理參數(shù)以及開關(guān)狀態(tài)巡回檢測(cè)，故障診斷和預(yù)測(cè)等功能。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的研發(fā)可以追溯到1950年代美國(guó)為解決軍用電子設(shè)備維護(hù)中遇到的問題而提出的SETE計(jì)劃。在1960年代，自動(dòng)測(cè)試技術(shù)也得到了迅速發(fā)展和廣泛使用。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)大致可以分為專業(yè)類型-第一代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。早期的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)大多是為特定測(cè)試任務(wù)而開發(fā)的專業(yè)系統(tǒng)，或者用于提高測(cè)試速度或用于難以訪問的測(cè)試人員的系統(tǒng)。惡劣的環(huán)境。第一代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)今天仍在使用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，以及快速接收日期2006-11-15；修訂日期2007-04-15 72可以支持第一代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)技術(shù)的PC-104這類自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的快速發(fā)展具有新的測(cè)試思想，開發(fā)策略和技術(shù)支持。第一代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)是從手動(dòng)測(cè)試到自動(dòng)測(cè)試的重要一步。在測(cè)試功能，性能，測(cè)試速度和效率以及易用性方面，它明顯優(yōu)于手動(dòng)測(cè)試。使用這種類型的系統(tǒng)可以完成一些無法完成的手動(dòng)測(cè)試。任務(wù)。

111 PC-104總線的功能PC-104總線是超小型PC使用的總線標(biāo)準(zhǔn)。這種超小型PC由于其體積小并且被嵌入需要大量和高功耗的產(chǎn)品中而被稱為嵌入式PC總線，例如實(shí)驗(yàn)室儀器，通信設(shè)備，商業(yè)終端和軍用電子設(shè)備。總線驅(qū)動(dòng)電流很小。各種插入式板使用VLS器件，門陣列IC芯片RAM，ROM，EPROM，EEPROM等。存儲(chǔ)系統(tǒng)112第一代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的缺點(diǎn)在以下方面十分突出：接口和標(biāo)準(zhǔn)化。在構(gòu)建此類系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須解決儀器與儀器之間的接口問題，儀器與系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)之間的接口問題。當(dāng)系統(tǒng)更復(fù)雜時(shí)，開發(fā)成本增加。此外，更改測(cè)試內(nèi)容通常需要重新設(shè)計(jì)電路接口設(shè)計(jì)以及設(shè)備和設(shè)備的選擇。系統(tǒng)開發(fā)人員的工作是獨(dú)立進(jìn)行的。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員沒有完全考慮所選儀器和設(shè)備的可重用性。 ，通用性和互換性問題的構(gòu)建塊類型---第二代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)第二代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)接口總線GPIB。系統(tǒng)中的每個(gè)設(shè)備（計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量設(shè)備，可編程儀器，可編程開關(guān)等）都是臺(tái)式設(shè)備。每個(gè)設(shè)備都配備符合接口標(biāo)準(zhǔn)的接口電路。構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)，請(qǐng)使用標(biāo)準(zhǔn)接口總線電纜連接系統(tǒng)中包含的各種設(shè)備以構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。

這種系統(tǒng)易于設(shè)置。通常，用戶不需要自己設(shè)計(jì)接口電路。由于構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)具有構(gòu)建塊的特性，這種系統(tǒng)的更改，測(cè)試內(nèi)容的添加和刪除都非常靈活，并且設(shè)備資源的可重用性很好。系統(tǒng)中的通用儀器（例如萬用表，信號(hào)發(fā)生器，示波器等）可以用作自動(dòng)設(shè)備。這種類型的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中常用的接口總線是GPIB通用電源接口總線（IEEE488），HP-IB。在歐洲和日本通常稱為GB24911-8 5)。由GP IB總線構(gòu)成的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)特別適用于科學(xué)研究或武器裝備開發(fā)過程中的各種測(cè)試和驗(yàn)證測(cè)試。該系統(tǒng)已廣泛用于工業(yè)，運(yùn)輸，航空航天，核設(shè)備開發(fā)等各個(gè)領(lǐng)域。211GP IB總線的誕生和特性1972年美國(guó)惠普公司（HP）提出的HP-IB（ew2lett-Packard）總線公司作為測(cè)量?jī)x器和計(jì)算機(jī)之間的標(biāo)準(zhǔn)總線，已由IEEE標(biāo)準(zhǔn)化為IEEE488。后來，HP IB總線演變?yōu)镚PIB總線，如今在許多智能儀器上都可以看到它。自從提出GPIB總線以來的30年中，不斷涌現(xiàn)出各種具有GP IB接口的測(cè)量?jī)x器，從而有可能構(gòu)建功能強(qiáng)大的自動(dòng)測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)。

當(dāng)前廣泛使用的具有GP IB接口的自動(dòng)測(cè)量?jī)x器包括HP HP54501A數(shù)字存儲(chǔ)示波器081、7150、8840A 7071數(shù)字萬用表，丹麥的033型頻譜分析，2638型測(cè)量放大器EM公司的功率分析GPIB總線不僅解決了自動(dòng)測(cè)試GPIB總線技術(shù)構(gòu)建的系統(tǒng)具有方便，靈活，可分離和集成的特點(diǎn)。 GPIB總線技術(shù)的特征是，例如，GPIB專用電纜可以將多個(gè)測(cè)試儀器連接到一個(gè)自動(dòng)測(cè)試儀器系統(tǒng)中。連接到同一總線的設(shè)備總數(shù)不應(yīng)超過15。GPIB總線的傳輸距離應(yīng)小于20。GPIB總線的數(shù)據(jù)傳輸采用雙向異步傳輸模式。 GPIB TTL具有電子兼容性。自動(dòng)控制系統(tǒng)中只有一個(gè)控制器發(fā)送各種控制信息。數(shù)據(jù)處理。如果系統(tǒng)中有軟件包，則在特定時(shí)間只能有一個(gè)控制器可以工作。 GPIB僅傳輸控制命令和測(cè)試結(jié)果。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景73 212第二代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的缺點(diǎn)是基于GP IB總線的。第二代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是總線的傳輸速度不高。足夠高（最大傳輸速率GPIB電纜串聯(lián)連接，并且系統(tǒng)中的每臺(tái)儀器都有自己的機(jī)箱，電源，顯示面板和控制開關(guān)。），電源，面板，這阻礙了體積和質(zhì)量的進(jìn)一步降低系統(tǒng)的

這表明很難基于GPIB總線構(gòu)建小型輕便的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。但是，對(duì)于某些應(yīng)用，對(duì)體積和質(zhì)量的要求非常高，并且是模塊化集成型的---第三代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)第三代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)基于VX，主要由模塊化儀器/設(shè)備組成。測(cè)試系統(tǒng)。 311 VX總線的誕生和特征1985年ewlett Packard，Tektronix，avet2ek，Racal-Dana Colo rado Data聯(lián)合推出了VX。 1987年，最早的VX總線系統(tǒng)規(guī)范誕生了。 VX總線是VM E總線在儀器儀表領(lǐng)域的擴(kuò)展。 GPIB總線具有操作簡(jiǎn)便，測(cè)試和測(cè)量功能強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)，VM E總線系統(tǒng)具有較高的吞吐量，可以充分發(fā)揮IEEESTD1155-1992的計(jì)算能力。該規(guī)范在經(jīng)過幾次修訂210之后每月發(fā)布。強(qiáng)大的測(cè)試和測(cè)量功能以及系統(tǒng)的高度集成可以有效地同時(shí)降低電子測(cè)試的成本，并且越來越多地用于制造，研發(fā)等領(lǐng)域。全球年銷售額以25％的速度增長(zhǎng)。到目前為止，全球有400多家制造商的600多家制造商，顯示了VX總線的強(qiáng)大生命力。 VX產(chǎn)品已廣泛用于我國(guó)的航空電子測(cè)量，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)采集以及鐵路機(jī)車和車輛動(dòng)力學(xué)測(cè)試中。

VX總線系統(tǒng)由一個(gè)主機(jī)箱組成，該主機(jī)箱可為嵌入式模塊提供安裝環(huán)境并連接至背板。 VX早期版本的背板可以達(dá)到40 MB。修訂版210采用了高達(dá)80 MB s的VM背板的理論數(shù)據(jù)傳輸速率。每個(gè)VX機(jī)箱最多可以插入13個(gè)插卡。多個(gè)VX機(jī)箱可以連接在一起，以形成具有數(shù)千個(gè)通道的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 VX總線具有相同的地址和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換信號(hào)，但在此基礎(chǔ)上，添加了專門設(shè)計(jì)用于定時(shí)和同步的儀表總線。儀器總線由模塊識(shí)別總線，觸發(fā)總線，模擬附加總線和本地總線組成。模塊標(biāo)識(shí)線來自VX模塊標(biāo)識(shí)總線。模塊識(shí)別總線的功能是檢測(cè)插槽中是否存在模塊。觸發(fā)總線用于模塊之間的通信和定時(shí)。它可以用于觸發(fā)，“握手”，時(shí)鐘或邏輯狀態(tài)傳輸。任何模塊都可以驅(qū)動(dòng)?；蛟诓皇褂肰M E數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換總線的情況下接收其信息LBUSC LBUSC引腳。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換總線可以用于其他目的。 312 PX總線的誕生和特性是指VX公司推出的一種新型儀表總線PX。 1998年，它成為促進(jìn)PX總線規(guī)范的系統(tǒng)聯(lián)盟。它是根據(jù)Comp act PC規(guī)范開發(fā)的。它具有包括32個(gè)64位數(shù)據(jù)傳輸功能的PC。并且數(shù)據(jù)傳輸速率分別高達(dá)132 MB 264MB。除了PC總線之外，還添加了專用的系統(tǒng)參考時(shí)鐘，觸發(fā)總線，星型觸發(fā)總線和模塊之間的本地總線?？梢詫C(jī)箱插入公司的多系統(tǒng)擴(kuò)展接口MX中，并可以連接多個(gè)機(jī)箱以形成更大的采集系統(tǒng)。

因?yàn)樵S多大型制造商已經(jīng)使PX產(chǎn)品在市場(chǎng)上占有一席之地。市場(chǎng)上的功能模塊（例如PX插槽控制器自動(dòng)測(cè)量設(shè)備，模擬輸入和輸出以及數(shù)字輸入和輸出）是一般應(yīng)用程序的理想選擇，但對(duì)于更大，更復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)而言，則是更好的選擇。 313總線的誕生和特點(diǎn)2004年，安捷倫科技公司和VX Technologies共同推出了LX（In274儀器的LAN擴(kuò)展）。 LX模塊化測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范結(jié)合了GP IB儀器的高性能，VX卡儀器的小尺寸和LAN的高速吞吐率，并考慮了時(shí)序，觸發(fā)冷卻，電磁??兼容性和其他儀器要求。它是基于以太網(wǎng)的新一代自動(dòng)測(cè)試。系統(tǒng)模塊化架構(gòu)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)。 LX添加了儀器系統(tǒng)所需的規(guī)范和語言，以形成新一代的模塊化儀器接口規(guī)范。 LX將臺(tái)式儀器的內(nèi)置測(cè)量技術(shù)和PC標(biāo)準(zhǔn)IO連接功能與基于卡的框架系統(tǒng)的模塊化和小尺寸相結(jié)合。它不受帶寬，軟件，計(jì)算機(jī)底板體系結(jié)構(gòu)或世界任何地方的訪問的約束。與帶有昂貴的電源背板，控制器，MX卡和電纜的模塊化插卡框架不同，該模塊本身具有自己的處理器，LAN連接，電源和觸發(fā)輸入。這樣可以最大程度地提高靈活性，并降低設(shè)計(jì)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的成本?；贚X，并隨著需求的變化不斷添加模塊。

LX模塊。信號(hào)輸入和輸出在LX LAN上，電源輸入在模塊的背面。 LX模塊由帶有按鍵和旋鈕的計(jì)算機(jī)控制。 LX COM驅(qū)動(dòng)程序的通信很簡(jiǎn)單?；贚X編程接口（AP組件維護(hù)成本。因此isualBAS IC，LabV IEW編寫）。LX測(cè)試和測(cè)量模塊最適合設(shè)計(jì)驗(yàn)證和制造自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。LX緊湊而靈活的機(jī)箱結(jié)構(gòu)，高速IO和可靠的測(cè)量功能可以滿足在航空，工業(yè)，制藥和消費(fèi)電子市場(chǎng)中開發(fā)電子產(chǎn)品的需求314第三代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的特性儀器，設(shè)備或嵌入式計(jì)算機(jī)都是VX中使用的模塊化儀器/設(shè)備系統(tǒng)采用VX總線插座，插槽電源，VX儀表顯示面板和操作SoftPanel）的形式，避免了系統(tǒng)中機(jī)箱，電源，面板，開關(guān)等中各種儀表設(shè)備的重復(fù)配置，大大減小了體積整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量在一定程度上可以節(jié)省成本?；赩X塊儀器/設(shè)備的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)傳輸速率高，數(shù)據(jù)吞吐量大，體積小，重量輕，系統(tǒng)構(gòu)造靈活，易于擴(kuò)展，資源復(fù)用好，標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。這是當(dāng)前的自動(dòng)測(cè)試。系統(tǒng)的主流建設(shè)計(jì)劃。以自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)（COTS）形式提供的虛擬儀器開發(fā)環(huán)境（Lab in2dow s / CV abVIEW，V EE）為開發(fā)測(cè)試軟件提供了基本的軟件開發(fā)工具。

目前，仍有一些儀器無法與VX連接，但可以靈活地與GP IB總線連接。臺(tái)式儀器。結(jié)論從虛擬儀器和自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)來看，滿足通用ATS的商業(yè)虛擬儀器模塊架構(gòu)是令人滿意的。朝著GP IB的方向不斷取得進(jìn)展。 LX模塊化平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)利用了PX的小尺寸，LAN的高吞吐率以及GP IB的性能。這是連接儀器和計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的最佳方法。 LX標(biāo)準(zhǔn)為儀器的長(zhǎng)壽命周期奠定了基礎(chǔ)，因此它不再受帶寬，軟件和計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的影響。下一代虛擬儀器和自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)具有更高的性價(jià)比和多功能性。虛擬儀器和自動(dòng)測(cè)量領(lǐng)域正在蓬勃發(fā)展。自主產(chǎn)業(yè)發(fā)展。由于歷史原因，家用臺(tái)式高精度測(cè)量?jī)x器與國(guó)際水位之間存在很大差距。一些新興公司，例如National Instruments，臺(tái)灣凌華科技，臺(tái)灣志茂等。也有一些單位從事VX的開發(fā)和生產(chǎn)。確定專家系統(tǒng)。根據(jù)評(píng)估中給出的維修方法對(duì)設(shè)備組件進(jìn)行分類，并給出戰(zhàn)傷維修后每個(gè)損壞的設(shè)備組件可以達(dá)到的維修等級(jí)。應(yīng)用實(shí)例。重型遠(yuǎn)程高機(jī)動(dòng)戰(zhàn)斗機(jī)的主要作戰(zhàn)任務(wù)是護(hù)送，巡邏和空域等待。在常規(guī)空戰(zhàn)條件下，炮彈造成的機(jī)身故障是其戰(zhàn)傷的典型類型之一。下面我們采用“發(fā)生概率更高的戰(zhàn)傷診斷和維修計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)飛機(jī)”。根據(jù)炮擊報(bào)告，對(duì)右機(jī)身因火炮擊穿而做出的初步判斷可能是可維修性。根據(jù)飛行員的報(bào)告，當(dāng)右機(jī)身被炮火擊穿時(shí)，飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性并未顯著降低。根據(jù)受傷后的使用情況，用戶和維修人員得出可以維修的結(jié)論。給出了基本信息輸入和損壞。該位置由維護(hù)人員確認(rèn)，并同時(shí)給出飛機(jī)的損壞類型。

軟件分析可能的損壞結(jié)構(gòu)和組件輸入信息后，基本評(píng)估界面會(huì)給出設(shè)備戰(zhàn)斗損壞的基本情況，列出可能損壞的設(shè)備，管道，電纜和結(jié)構(gòu)的數(shù)量和名稱，并評(píng)估飛機(jī)的戰(zhàn)爭(zhēng)傷害級(jí)別維護(hù)人員根據(jù)肉眼觀察的結(jié)果修改戰(zhàn)傷修復(fù)評(píng)估人員，以評(píng)估支持資源。該計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)提供了對(duì)支持資源的評(píng)估和維修方法，例如根據(jù)最終維修零件來維修備件所需的備件，設(shè)備和工具。評(píng)估輔助系統(tǒng)提供了不同組件的維修方法。維修后，評(píng)估界面顯示戰(zhàn)損維修后每個(gè)損壞的設(shè)備組件可以達(dá)到的維修水平。評(píng)估整架飛機(jī)維修后的水平，因?yàn)轱w機(jī)在戰(zhàn)場(chǎng)上受傷。損壞的位置，傷害程度，維修時(shí)間和狀況以及維修后可以實(shí)現(xiàn)的任務(wù)能力都是隨機(jī)的。預(yù)先確定不確定性可以節(jié)省戰(zhàn)爭(zhēng)傷害評(píng)估和維修時(shí)間。該系統(tǒng)的應(yīng)用可以快速找到損壞的零件并提供維修。它為飛機(jī)戰(zhàn)傷診斷和緊急維修提供了一種簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)方法。它主要從事飛機(jī)綜合支持設(shè)計(jì)工作（續(xù)74。如果可以在中國(guó)得到支持和發(fā)展），將有效縮小中國(guó)與國(guó)外在自動(dòng)測(cè)試和測(cè)量領(lǐng)域的差距，并提高飛機(jī)的技術(shù)水平。中國(guó)的虛擬儀器和自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。 [北京航空航天大學(xué)出版社]李敬芳.VX公司.PX /www.pxi2 sa。組織/規(guī)格。 htm新一代測(cè)量?jī)x器接口標(biāo)準(zhǔn)LX國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)主要從事虛擬儀器技術(shù)的研究以及航空機(jī)載設(shè)備的智能檢測(cè)和故障診斷。主要從事航空機(jī)載設(shè)備智能檢測(cè)與故障診斷研究。