基于智能测试设备技术的电子设备测试系统

景芳娟,王亚丽

陕西长岭电气有限责任公司

摘要：通过对基于LabWindows/CVI的智能测试设备的的研究，提出了用于电子设备的通用测试系统的设计方案。主要由通用计算机和基于PCI或者PC104/104plus总线技术的功能化硬件模块组成。用户可以通过编写测试软件驱动硬件设备。由于可以按照自己的需求设定测试任务，因此能够实现测试平台的通用化，最大限度地减少了仪器的数量同时也提高了测试系统的可维护性。

关键词：智能测试设备；LabWindows/CVI；电子设备；测试

随着电子技术的发展，电子设备在通信、航空、控制等各个领域的应用越来越广泛，对电子设备的测试也提出了越来越多的要求。传统的测试仪器一般是为完成某一项具体的测试任务和功能而独立设计的，这就决定了其功能的单一性和通用性差等特点。

1  测试系统的硬件结构

测试系统将所需要的激励与测量设备集成在一起由计算机控制，高效地完成各种模式的激励以及响应信号的采集、存储与分析，自动地对被测对象进行性能测试和故障诊断。为实现上述功能系统可采用由PCI、PC104/104plus或者USB总线测试仪器构成通用的专用测试设备，并辅以专用的适配器和测试附件以适应不同测试设备的要求。

计算机通过PCI、PC104/104plus或者USB总线接口与测试仪器相连，测试资源与被测设备之间采用标准的连接器接口进行连接，适配器与被测设备之间通过电缆连接。针对每一种测试设备只需要更换相应的适配器模块就可以完成该对象的测试，从而实现了系统的通用性。以下对各部分硬件的具体组成和作用进行说明。

1.1  计算机系统

计算机是整个测试系统的控制中枢，接口可以是PCI、PC104/104plus或者USB形式，与测试资源连接并通过软件的运行和用户的操作来完成测试、数据处理、数据显示和系统管理。

1.2  测试资源

测试资源包含标准的总线接口，如RS232/422/485、ARINC429、MIL553B、CAN、LVDS接口的数据板卡，用于完成产生不同的测试信号和数据采集的功能。测试资源还包括：为测试系统提供具有程控可调能力的直流、交流程控电源、产生测试所需要的不同激励的信号源、多通道数据采集卡、万用表以及其他外部资源。

1.3  连接系统

在本测试系统中测试资源通过数据电缆与被测产品连接，根据信号特性，一般选择双绞屏蔽线，可以减少信号干扰和误码率。

2  测试系统软件的开发

2.1  LabWindows/CVI智能测试设备开发平台

智能测试设备是在以通用计算机为核心的硬件平台上由用户提出功能要求和由测试软件实现测试功能的一种计算机系统。LabWindows/CVI是以ANSIC为核心的交互式智能测试设备开发环境，它将功能强大的Ｃ语言与测控技术有机结合，具有灵活的交互式编程方法和丰富的库函数，为开发人员提供了理想的软件开发环境。其主要特点有：交互式的程序开发，功能强大的函数库，灵活的程序调试手段，高效的编程环境开放式的框架结构，以及集成式的开发环境。LabWindows/CVI主要应用在各种测试、控制、故障分析及信息处理软件的开发中，成为测控领域最受欢迎的开发平台之一。

测试软件的开发步骤如下：（1）制定程序的基本框架。根据任务需求分析，确定程序的基本框架如程序界面、程序中所需的函数等。（2）创建用户图形界面。一个好的应用系统应该具有良好的用户界面。LabWindows/CVI支持所见即所得的可视化交互式编程技术，提供大量丰富友好的图形界面，并通过弹出式菜单定义界面对象与程序源代码的通讯属性和自身属性。（3）编制程序源代码。LabWindows/CVI提供了代码生成器和函数面板两种交互式编辑工具。利用代码生成器可以使LabWindows/CVI自动生成主程序、程序入口和各种回调函数的框架以及各种结构命令的框架。通过函数面板可以交互式执行函数操作，查询函数的联机帮助信息，声明变量并把函数语句嵌入Ｃ源代码中。（4）测试运行工程项目把头文件、用户界面文件、源代码文件添加到项目文件中，完成整个程序的编制最后编译调试程序。

2.2  测试系统的软件结构

通过对测试流程进行分析，测试程序应当由以下几个部分组成：系统自检及资源初始化部分、激励部分、测试主程序部分、数据处理及分析部分。为了使测试系统能够方便绝大多数用户的使用和二次开发编写了部分库函数来直接操作硬件平台。

（1）ｖｏｉｄｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ＿ｉｎｉｔ（ｌｏｎｇｓｅｌｅｃｔｅｄ）；／／仪器 初始化函数用于初始化所需要的仪器和资源。

（2）ｖｏｉｄｓｉｇｎａｌ＿ｏｕｔ（ｉｎｔｗａｖｅ ｄｏｕｂｌｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｏｕｂｌｅｒａｎｇｅ） ；／／信号源设置函数设置信号源的参数包括产生的波形、频率和幅度。

（3）ｖｏｉｄ ｐｏｗｅｒ＿ ｏｕｔ（ｄｏｕｂｌｅ ｖｏｌｔ ｄｏｕｂｌｅ ｃｕｒｒ）；／／直流电源输出函数可以设置的参数包括电压和电流的强度。

（4）ｖｏｉｄｍｅａｓｕｒｅ＿ｗａｖｅ（ｉｎｔｃｈａｎｎｅｌ ｉｎｔｃｈａｎｎｅｌ＿ ｆ ｄｏｕｂｌｅ∗ｗａｖｅ ｉｎｔｎｕｍ ｄｏｕｂｌｅｒａｎｇｅ ｄｏｕｂｌｅ ｓｉｇｎａｌ＿ｆｒｅ ｄｏｕｂｌｅｔｒｉｇｇｅｒＬｅｖｅｌ＿ｖｏｌｔｓ）；／／波形采集函数用于ＡＤ多通道波形采集。

用户能够通过以上函数采集需要的数据根据具体的需要编写程序，进行相关的数据处理和结果显示并进行判断从而完成整个测试的过程。

3  应用实例分析

介绍一个利用LabView /CVI开发出的测试软件，其中一项功能是将通用设备34401A测量到的电压、电流数据，通过RS232串口总线将数据传给测试设备的计算机系统，由软件接收数据后处理并显示出来的一个实例，包含了系统+28V高度表供电电源开关，还有高度表启动时间、正常工作后所有的电压、电流状态参量，包括：高度电压、+28V工作电压、+28V工作电流、+5V、+15V、-15V、+18V、+25V、+50V、+100V、-60V、+23V等所有的12个参数， 测试界面如图1所示，参数虽然多，但在长期使用中证明，测试不会出错。

图1 电压、电流采集测试界面

4  结论

将该测试系统的用于实际测试，表明系统能够满足电子设备的测试需求，不仅能够实现传统仪器的功能，并且通过对硬件进行一定的组合调整和测试软件的编写，就能够实现测试数据的传输和显示，从而提高了测试系统的可靠性。智能测试设备技术代表了仪器技术的发展方向，是测试技术发展史上的一次飞跃，必将在测控领域发挥越来越重要的作用。

参考文献

1孙晓云郭立炜孙会琴．基于ＬａｂＷｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ的智能测试设备设计与应用．北京：电子工业出版社；2015

2赵会兵．智能测试设备技术规范与系统集成．北京：清华大学出版社北方交通大学出版社；2019

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