计算机测试技术
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常用的单级性编码的方式有以下几种： 1）二进制码
2020/9/17
第6章 计算机化测试技术
③数据输出 将数据处理的结果送显示装置显示或由打印机打印 输出。
2020/9/17
第6章 计算机化测试技术
采样
将连续模拟信号转换成计算机接受的离散数字信号，需经过两 个基本环节：首先是采样，由连续的模拟信号变成离散模拟信号， 然后再通过模/数转换为数字信号。 1.采样过程
s(t) x(t) x*(t)
2020/9/17
第6章 计算机化测试技术
3.量化 采样是对模拟信号在时间轴上的离散化，而量化则是把采样点的
幅值在一组有限个离散电平中取其中之一来近似取代信号的实际电平。 这些离散电平成为量化电平，每一个量化电平用一个二进制数码来表 示，从而模拟信号经采样、量化之后，就转化为数字信号。 4.编码
模数转换过程的最后阶段的编码。编码是指把量化信号的电平用 数字代码表示。编码有多种形式，最常用的是二进制编码。在数据采 集中，被采用的模拟信号是有极性的，因此编码也分为单极性编码与 双极性编码两大类。在应用时可根据采集信号的极性来选择编码形式。 （1）单极性编码
X(jω)
-ωmax
ωmax
ω
2ωmax
(a)
n=-2 n=-1 n=1 n=2 -2ωs -ωs 2ωmax ωs 2ωs
X*(jω) ω
ωs
(b)
图6-6 连续函数和采样函数的频谱 (a)连续函数；(b)采样函数的频谱。
2020/9/17
第6章 计算机化测试技术
图 4-6 所示为连续函数 x(t)的幅值谱密度 X j 和采样函数 x（* t） 频谱。由图及式（4-6）可知：①连续函数最高频率为max ，采样函
由微型计算机和若干台测量仪器（装置）组成自动测试系统， 对生产（试验）过程中的参数进行在线（实时）自动测量。
计算机自动测试系统在组成方式上，又可分为积木型、集中型 两大类。
积木型自动测试系统是建立在通用接口总线GP-IB的基础上 （GP-IB是国际通用的仪器接口总线），由具有程控功能的通用测 量仪器和计算机连接而成。该种测试系统组建起来能完成某个特定 的测试任务，拆散开来又是各具专门测量功能的通用测量仪器。这 种系统具有系统组建方便、灵活，硬件开发周期短，仪器设备利用 率高等特点。图6-1是积木型自动测试系统对某系统进行瞬态特性测
第6章 计算机化测试技术
第6章 计算机化测试技术
学习要点：
• 采样定理 • 数据采集系统组成及主要特性指标 • 计算机辅助测试技术中的接口技术 • VXI、PXI总线技术的各自特点 • 虚拟仪器的概念及其结构特点
2020/9/17
第6章 计算机化测试技术
70年代初以来，电子计算机技术和超大规模集成电路相结合产生 的微处理机，以其体积小、功能强、功耗低、性价比高的突出优点， 表现了强大的生命力，目前已被广泛应用于工程技术的各个领域中， 成为当今世界新技术革命的主要标志之一。目前，应用微处理机、单 片机Hale Waihona Puke Baidu个人计算机的智能化测试方法和仪器，把机械工程测试技术推 向了一个崭新的阶段，使测量结果的准确度，测试的自动化程度和效 率不断提高。在现代工程测试技术中，计算机测试技术已成为从事测 试技术工作的人员必须掌握的基本知识。 1.智能测量仪器
试的实例。
压电传感器
被测系统
CRT
2020/9/17
瞬态记录仪
激励源
计算机
GP-IB总线 图6-1 瞬态特性自动测试系统
存贮 记录 设备
第6章 计算机化测试技术
集中型测试系统主要由数据采集装置和计算机系统组成。计算
机不仅是系统的控制器，完成整个测试过程的控制和管理，而且还 是重要的测量装置。由于用软件来代替形形色色的硬件测量装置， 拓展新的测试功能可以通过开发新的测试软件来实现。集中型自动 测试系统的结构框图如图6-2所示。该种系统的特点是测量、处理速 度快，硬件较少而测试功能强。
计算机测试系统随着应用目的的不同，具有不同的结构形式， 但从本质上看，其工作过程都可归结为以下三步：
①数据采集 将与被测参数对应的信号采入计算机。在实施采集 的过程中，包含着计算机对数据采集过程的控制。
②数据处理 由计算机执行以测试为目的的算法程序后，得到与 被测参数相对应的测量结果（过程测试），或者形成相应的决策与 判断（智能测试）。
由微处理器和测量仪器有机结合构成的新型测量仪器称为“智能 测量仪器”，它相对于传统的电子测量仪器，除了能完成常规的测量 任务之外，还具有如下特点：
①具有“初级智能” ②具有一定的数据处理能力 ③具有一定的 贮存功能 ④具有可程控操作功能
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第6章 计算机化测试技术
2.计算机自动测试系统
被
测
过┇ 程
检测与 数据采集
数据处理 软件
输入接口
计算机
输出接口
激励 图6-2 集中型计算机测试系统
显示 打印 告警
2020/9/17
第6章 计算机化测试技术
3. 计算机数据处理 计算机能在线对测量数据进行更进一步的分析和处理。用软件
可实现各种数据处理功能，如数字滤波、函数拟合、快速傅里叶变 换以及各种频谱、功率谱和相关分析等。通过分析、变换和处理， 以获得测量数据所代表的物理过程的真实规律和本质特征。
(a)
x(t)
-3Ts -2Ts -Ts 0 Ts 2Ts 3Ts t
(a)
x*(t)
0
t
τ
t
(b)
(b)
图6-3采样过程示意图
图6-4 采样过程
(a)采样开关及采样输出；(b)采样函数。 (a)采样脉冲s(t)；(b)采样信号x*(t)。
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第6章 计算机化测试技术
2.采样定理
为确保采样后的离散信号能恢复原来的连续信号，要遵守采样 定理，否则将出现信号的严重畸变。设对信号采样周期为Ts，采样 频率为f=1/Ts。采样频率必须大于或等于信号最高频率的两倍，此即 采样定理，也称奈奎斯特定理 。
数有以采样频率 s 为周期的无限多个频谱，每个频谱宽度仍为 2max ，幅值为原来的1 Ts ；②当频谱宽度 2max ＞ s 时，各频谱将
相互交叠，发生混迭，因此，仅有 s ≥ 2max ，即采样频率大于等于 信号最高频率的两倍，才能保证频谱不混迭。在实际使用中，一般 采样频率取最高频率的 5~10 倍。
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第6章 计算机化测试技术
③数据输出 将数据处理的结果送显示装置显示或由打印机打印 输出。
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采样
将连续模拟信号转换成计算机接受的离散数字信号，需经过两 个基本环节：首先是采样，由连续的模拟信号变成离散模拟信号， 然后再通过模/数转换为数字信号。 1.采样过程
s(t) x(t) x*(t)
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3.量化 采样是对模拟信号在时间轴上的离散化，而量化则是把采样点的
幅值在一组有限个离散电平中取其中之一来近似取代信号的实际电平。 这些离散电平成为量化电平，每一个量化电平用一个二进制数码来表 示，从而模拟信号经采样、量化之后，就转化为数字信号。 4.编码
模数转换过程的最后阶段的编码。编码是指把量化信号的电平用 数字代码表示。编码有多种形式，最常用的是二进制编码。在数据采 集中，被采用的模拟信号是有极性的，因此编码也分为单极性编码与 双极性编码两大类。在应用时可根据采集信号的极性来选择编码形式。 （1）单极性编码
X(jω)
-ωmax
ωmax
ω
2ωmax
(a)
n=-2 n=-1 n=1 n=2 -2ωs -ωs 2ωmax ωs 2ωs
X*(jω) ω
ωs
(b)
图6-6 连续函数和采样函数的频谱 (a)连续函数；(b)采样函数的频谱。
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图 4-6 所示为连续函数 x(t)的幅值谱密度 X j 和采样函数 x（* t） 频谱。由图及式（4-6）可知：①连续函数最高频率为max ，采样函
由微型计算机和若干台测量仪器（装置）组成自动测试系统， 对生产（试验）过程中的参数进行在线（实时）自动测量。
计算机自动测试系统在组成方式上，又可分为积木型、集中型 两大类。
积木型自动测试系统是建立在通用接口总线GP-IB的基础上 （GP-IB是国际通用的仪器接口总线），由具有程控功能的通用测 量仪器和计算机连接而成。该种测试系统组建起来能完成某个特定 的测试任务，拆散开来又是各具专门测量功能的通用测量仪器。这 种系统具有系统组建方便、灵活，硬件开发周期短，仪器设备利用 率高等特点。图6-1是积木型自动测试系统对某系统进行瞬态特性测
第6章 计算机化测试技术
第6章 计算机化测试技术
学习要点：
• 采样定理 • 数据采集系统组成及主要特性指标 • 计算机辅助测试技术中的接口技术 • VXI、PXI总线技术的各自特点 • 虚拟仪器的概念及其结构特点
2020/9/17
第6章 计算机化测试技术
70年代初以来，电子计算机技术和超大规模集成电路相结合产生 的微处理机，以其体积小、功能强、功耗低、性价比高的突出优点， 表现了强大的生命力，目前已被广泛应用于工程技术的各个领域中， 成为当今世界新技术革命的主要标志之一。目前，应用微处理机、单 片机Hale Waihona Puke Baidu个人计算机的智能化测试方法和仪器，把机械工程测试技术推 向了一个崭新的阶段，使测量结果的准确度，测试的自动化程度和效 率不断提高。在现代工程测试技术中，计算机测试技术已成为从事测 试技术工作的人员必须掌握的基本知识。 1.智能测量仪器
试的实例。
压电传感器
被测系统
CRT
2020/9/17
瞬态记录仪
激励源
计算机
GP-IB总线 图6-1 瞬态特性自动测试系统
存贮 记录 设备
第6章 计算机化测试技术
集中型测试系统主要由数据采集装置和计算机系统组成。计算
机不仅是系统的控制器，完成整个测试过程的控制和管理，而且还 是重要的测量装置。由于用软件来代替形形色色的硬件测量装置， 拓展新的测试功能可以通过开发新的测试软件来实现。集中型自动 测试系统的结构框图如图6-2所示。该种系统的特点是测量、处理速 度快，硬件较少而测试功能强。
计算机测试系统随着应用目的的不同，具有不同的结构形式， 但从本质上看，其工作过程都可归结为以下三步：
①数据采集 将与被测参数对应的信号采入计算机。在实施采集 的过程中，包含着计算机对数据采集过程的控制。
②数据处理 由计算机执行以测试为目的的算法程序后，得到与 被测参数相对应的测量结果（过程测试），或者形成相应的决策与 判断（智能测试）。
由微处理器和测量仪器有机结合构成的新型测量仪器称为“智能 测量仪器”，它相对于传统的电子测量仪器，除了能完成常规的测量 任务之外，还具有如下特点：
①具有“初级智能” ②具有一定的数据处理能力 ③具有一定的 贮存功能 ④具有可程控操作功能
2020/9/17
第6章 计算机化测试技术
2.计算机自动测试系统
被
测
过┇ 程
检测与 数据采集
数据处理 软件
输入接口
计算机
输出接口
激励 图6-2 集中型计算机测试系统
显示 打印 告警
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第6章 计算机化测试技术
3. 计算机数据处理 计算机能在线对测量数据进行更进一步的分析和处理。用软件
可实现各种数据处理功能，如数字滤波、函数拟合、快速傅里叶变 换以及各种频谱、功率谱和相关分析等。通过分析、变换和处理， 以获得测量数据所代表的物理过程的真实规律和本质特征。
(a)
x(t)
-3Ts -2Ts -Ts 0 Ts 2Ts 3Ts t
(a)
x*(t)
0
t
τ
t
(b)
(b)
图6-3采样过程示意图
图6-4 采样过程
(a)采样开关及采样输出；(b)采样函数。 (a)采样脉冲s(t)；(b)采样信号x*(t)。
2020/9/17
第6章 计算机化测试技术
2.采样定理
为确保采样后的离散信号能恢复原来的连续信号，要遵守采样 定理，否则将出现信号的严重畸变。设对信号采样周期为Ts，采样 频率为f=1/Ts。采样频率必须大于或等于信号最高频率的两倍，此即 采样定理，也称奈奎斯特定理 。
数有以采样频率 s 为周期的无限多个频谱，每个频谱宽度仍为 2max ，幅值为原来的1 Ts ；②当频谱宽度 2max ＞ s 时，各频谱将
相互交叠，发生混迭，因此，仅有 s ≥ 2max ，即采样频率大于等于 信号最高频率的两倍，才能保证频谱不混迭。在实际使用中，一般 采样频率取最高频率的 5~10 倍。