自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)原理應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r的研究

介紹了自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其在性能檢測(cè)和故障診斷方面應(yīng)用的必要性和良好前景；討論了現(xiàn)代自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)組建時(shí)，用到的關(guān)鍵技術(shù)；詳細(xì)論述了基于PC的虛擬儀器技術(shù)的特點(diǎn)，軟、硬件的構(gòu)成和設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)鍵技術(shù)分析。提出了目前在虛擬儀器系統(tǒng)中較為常用的幾種總線方式和應(yīng)用特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)；故障診斷；關(guān)鍵技術(shù)

KONG Tao, Rui Xuan WEI

（Air Force Engineering University Engineering College,Xian 710038）

Abstract:In this paper we introduce the development of auto-test technology and its necessity and future application in the field of function-test and failure-diagnoses;discuss some key technologies when we build a auto-test system;particularl dissertate the characteristics of virtual instrument technology that based on PC,also its software architecture,hardware architecture as well as designing key technogies are introduced,finally we bring forward some common bus types and application characteristics of presently VI system.

Keywords:Automated Test System;Fault Diagnosis;Key Techniques

所謂自動(dòng)檢測(cè)，是指由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備和部件進(jìn)行性能檢測(cè)和故障診斷，是性能檢測(cè)、連續(xù)監(jiān)測(cè)、故障檢測(cè)和故障定位的總稱。現(xiàn)代自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、信息論、控制論、測(cè)量技術(shù)、傳感技術(shù)等學(xué)科發(fā)展的產(chǎn)物，是這些學(xué)科在解決系統(tǒng)、設(shè)備、部件性能檢測(cè)和故障診斷的技術(shù)問題中相結(jié)合的產(chǎn)物。凡是需要進(jìn)行性能測(cè)試和故障診斷的系統(tǒng)、設(shè)備、部件，均可以采用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，它既適用于電系統(tǒng)也適用于非電系統(tǒng)。電子設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)與機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)在基本原理上是一樣的，均采用計(jì)算機(jī)/微處理器作控制器通過測(cè)試軟件完成對(duì)性能數(shù)據(jù)的采集、變換、處理、顯示/告警等操作程序，而達(dá)到對(duì)系統(tǒng)性能的測(cè)試和故障診斷的目的。

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)（ATS）是一個(gè)不斷發(fā)展的概念，隨著各種高新技術(shù)在檢測(cè)領(lǐng)域的運(yùn)用，它不斷被賦予各種新的內(nèi)容和組織形式。因此，以現(xiàn)代電子設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)組成原理框圖，如圖1所示 ，說明當(dāng)前自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的基本組成。

圖中表明，當(dāng)前的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，通常包括以下幾個(gè)部分。

1、控制器

控制器是自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的核心，它由計(jì)算機(jī)構(gòu)成。其功能是管理檢測(cè)周期，控制數(shù)據(jù)流向，接收檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，檢查讀數(shù)是否在誤差范圍內(nèi)，進(jìn)行故障診斷，并將檢測(cè)結(jié)果送到顯示器或打印機(jī)?？刂破魇窃跈z測(cè)程序的作用下，對(duì)檢測(cè)周期內(nèi)的每一步驟進(jìn)行控制，從而完成上述功能的。

2、激勵(lì)信號(hào)源

激勵(lì)信號(hào)源是主動(dòng)式檢測(cè)系統(tǒng)必不可少的組成部分．其功能是向被測(cè)單元（UUT）提供檢測(cè)所需的激勵(lì)使號(hào)。根據(jù)各種UUT的不同要求，激勵(lì)裝置的形式也不同，如交直流電源、函數(shù)發(fā)生器、D／A變換器、頻率合成器、微波源等。

3、測(cè)量儀器

測(cè)量儀器的功能是檢測(cè)UUT的輸出信號(hào)．根據(jù)檢測(cè)的不同要求，測(cè)量儀器的形式也不同，如數(shù)字式多用表，頻率計(jì)，A／D變換器及其它類型的檢測(cè)儀器等。

4、開關(guān)系統(tǒng)

開關(guān)系統(tǒng)的功能是控制UUT和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中有關(guān)部件間的信號(hào)通道。即控制激勵(lì)信號(hào)輸入U(xiǎn)UT，和UUT的被測(cè)信號(hào)輸往測(cè)量裝置的信號(hào)通道。

5、適配器

適配器的功能是實(shí)現(xiàn)UUT與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)之間的信號(hào)連接。

6、人機(jī)接口

人機(jī)接口的功能是實(shí)現(xiàn)操作員和控制器的雙向通信。常見的形式為，操作員用鍵盤或開關(guān)向控制器輸人信息，控制器將檢測(cè)結(jié)果及操作提示等有關(guān)信息送到顯示器顯示。顯示器的類型有陰極射線管（CRT）顯示器、液晶（LCD）顯示器、發(fā)光二級(jí)管（LED）顯示器或燈光顯示裝置等。當(dāng)需要打印檢測(cè)結(jié)果時(shí)，人機(jī)接口內(nèi)應(yīng)配備打印機(jī)。

7、檢測(cè)程序

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是在檢測(cè)程序的控制下進(jìn)行性能檢測(cè)和故障診斷的。檢測(cè)程序完成人機(jī)交互、儀器管理和驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)流程控制、檢測(cè)結(jié)果的分析處理和輸出顯示、故障診斷等，是自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)（ATS）的組建提供了多種可能，典型的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)主要由自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備（ATE），檢測(cè)程序集（TPS）和檢測(cè)環(huán)境三部分組成。ATE由檢測(cè)和測(cè)量儀器、主計(jì)算機(jī)、矩陣開關(guān)、通訊總線、接收器和系統(tǒng)軟件組成。典型自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組建如圖2所示。主計(jì)算機(jī)控制檢測(cè)和測(cè)量儀器以及TPS的運(yùn)行。系統(tǒng)軟件（如操作系統(tǒng)、編譯器及實(shí)驗(yàn)運(yùn)行程序等）控制檢測(cè)工作站的工作狀態(tài)，對(duì)TPS進(jìn)行開發(fā)并執(zhí)行。TPS由檢測(cè)、診斷程序，連接被測(cè)單元（UUT）和ATE的適配器及操作手冊(cè)等組成。檢測(cè)環(huán)境包括ATS的結(jié)構(gòu)描述、編程和檢測(cè)規(guī)范語言、編譯器、開發(fā)工具以及描述對(duì)象設(shè)計(jì)需求、檢測(cè)策略信息的標(biāo)準(zhǔn)格式等。