现代测试系统(精)

第二代自动测试系统
第二代自动测试系统典型方块图如图所示。与 第一代自动测试系统的主要不同在于：采用了 标准化的通用可程控测量仪器接口总线(IEEE 488)及可程序控制的仪器和测控计算机(控制器)， 从而使得自动测试系统的设计、使用和组装都 比较容易。
第三代自动测试系统 第二代自动测试系统虽然比人工测试显示出前 所未有的优越性，但是在这些系统中，电子计 算机并没有充分发挥作用，系统中仍是使用传 统的测试设备(只不过是配备了新的标准接口)， 整个系统的工作过程基本上还是对传统人工测 试的模拟。于是出现了虚拟仪器。
自动测试系统发展历程
自动测试技术源于70年代，发展至今．大致可分为 三代，其系统组成结构也有较大的不同。

第一代自动测试系统
第一代自动测试系统多为专用系统，通常是针对某 项具体任务而设计的。其结构特点是采用比较简单 的定时器或扫描器作为控制器，其接口也是专用的。 因此，第一代测试系统通用性比较差。
智能仪器的基本组成
智能仪器工作过程
1、微处理器接收来自键盘或GPIB接口命令， 解释并执行这些命令； 2、微处理器通过接口发出各种控制信息给测 试电路，以规定功能、启动测量、改变工作 方式等， 3、当测试电路完成一次测量后，微处理器读 取测量数据，进行必要的加工、计算、变换 等处理，最后以各种方式输出。
(二)可程控仪器或设备 在自动测试过程中，测量仪器或设备的 工作，如测量功能、工作频段、输出电平、 量程等的选择和调节都是由微机所发控制 指令的控制下完成的。这种能接受程序控 制并据之改变内部电路工作状态，以及完 成特定任务的测量仪器称为仪器的可程序 控制，简称可程控，或称程控仪器。显然 程控仪器是组成自动测试系统的基本部分。
(三)接
口
一个自动测试系统中，各仪器和设备之间的接口
的总体称为该自动测试系统的接口系统。显然，接 口系统是自动测试系统达到自动测试目的，使自动 测试系统各仪器和设备之间进行有效通信的重要环 节。
60年代中Baidu Nhomakorabea以前，接口是专用的和非标准化的，即
是专门为某一自动测试系统而设计制造的，设计和 制造不具有重复性。
现代测试系统
习惯把具有自动化、智能化、可编程化等功 能的测试系统称为现代测试系统。
1、智能仪器
2、自动测试系统
3、虚拟仪器
1、智能仪器

所谓智能仪器是用以形容新的一代测量仪器．这类仪器仪表 中含有微处理器、单片计算机或体积很小的微型机，有时亦 称为内含微处理器的仪器或基于微型机的仪器。这类仪器， 因为功能丰富又很灵巧，国外书刊中常简称为智能仪器。

电压输入自动校正
智能仪器的一般结构：
一、在物理结构上，微型计算机内含于测量仪器。 微处理器及其支持部件是整个测试电路的一个 组成部分，但是，从计算机的观点来看，测试 电路与键盘、GPIB接口、显示器等部件一样， 仅是计算机的一种外围设备。 二、软件是智能仪器的灵魂。智能仪器的管理程 序也称监控程序，分析、接受、执行来自键盘 或接口的命令，完成测试和数据处理等任务。 软件存于ROM或EPROM.
智能仪器的特点 （1）具有自动校准的功能； （2）具有强大的数据处理能力； （3）具有量程自动切换的功能； （4）具有操作面板和显示器； （5）具有修正误差的能力； （6）有简单的报警功能。
自动校准功能
一般仪器在使用前都要进行刻度校准。 在使用中，随着仪表温度升高，元件的参 数往往会发生变化，还有诸如电网干扰、 噪声等因素的影响，原来校准好的状态会 受到破坏，导致前后测量的数据不一致。 智能仪器不仅可以自动校准．还可以在测 量过程中定期校准。这样测量的一致性条 件校好，减小了误差。
虚拟仪器

虚拟仪器（Virtual Instrument简称VI）是 计算机技术同仪器技术深层次结合产生的 全新概念的仪器，是对传统仪器概念的重 大突破，是仪器领域内的一次革命。虚拟 仪器是继第一代仪器——模拟式仪表、第 二代仪器——分立元件式仪表、第三代仪 器——数字式仪表、第四代仪器——智能 化仪器之后的新一代仪器。
接口的主要任务是在下列方面提供仪器与计算 机连接需要的兼容。 机械兼容 对接口的最简单的要求是提供机械兼容，
就是要有适当的连接器和它们之间的连线。
电磁兼容 接口的第二种作用是使计算机和探器之间
有适配的电器特性即在逻辑电平方面要相符合。
数据兼容 一旦接口已使计算机和仪器实现了机械和
电器兼备它们就能通过数据线交换电信号信息，但需要 某种格式翻译，有种种编程能力的计算机通常能执行这 种功能，考虑到速度，往往把这个任务交给接口完成。
2、自动测试系统 自动测试系统基本构成
一个自动测试系统，一般由四部分组
成：第一是微机或微处理器，它是 整个系统的核心；第二是被控制的测 量仪器或设备，称为可程控仪器； 第三是接口；第四是软件。
(一)微机(或微处理器) 这是整个系统的核心。在软件控制下， 微机控制够个自动测试系统正常运转，并 对测量数据进行某种方式的处理，如计算、 变换、数据处理、误差分析等；最后将测 量结果通过打印机、显示器、磁盘磁卡或 电表、数码显示等方式输出。
(2)数据分析处理功能
虚拟仪器充分利用了计算机的存储、运算功能，并通过软件实 现对输入信号数据的分析处理。处理内容包括进行数字信号处理 ＼数字滤波统计处理、数值计算与分析等。虚拟仪器比传统仪器 以及以微处理器为核心的智能仪器有更强大的数据分析处理功能。 (3) 测量结果的表达 虚拟仪器充分利用计算机资源如内存、显示器等，对测量结果 数据的表达与输出有多种方式，这也是传统仪器远不能及的。例 如，虚拟仪器可以实现： • 通过总线网络进行数据传输；
1． 虚拟仪器的内部功能 测量仪器的内部功能可划分为：输入信号的测量、转换、数 据分析处理及测量结果的显示四个部分。虚拟仪器也不例外， 但是实现上述功能的方式不同，下面按三个部分来叙述。 （1）信号采集与控制功能 虚拟仪器是由计算机和仪器硬件组成的硬件平台，实现对信 号的采集、测量/转换与控制的。硬件平台由两部分组成： 1、计算机可以是笔记本计算机、PC机或工作站； 2、仪器硬件：可以是插入式数据采集板（含信号调理电路、A ／D转换器、数字 I／O、定时器、D／A转换器等），或者是 带标准总线接口的仪器，如 GPIB仪器、VXI仪器、RS－232仪 器等)。