智能儀器和自動化測試系統(tǒng)

智能儀器和自動測試系統(tǒng)9.1 概述9.2 智能儀器9.3 自動測試系統(tǒng)章節(jié)摘要9.1 概述電子測量儀器與微機(jī)相結(jié)合的快速發(fā)展形成微電腦化的測量儀器。1970 年代中期生產(chǎn)了基于微處理器的智能儀器。具有鍵盤操作和通訊接口，可實現(xiàn)自動測量等特點，如智能數(shù)字萬用表、智能數(shù)字萬用表、智能RLC測量儀、智能電子計數(shù)器、智能邏輯分析儀、數(shù)字存儲示波器等。 GPIB接口總線將一臺計算機(jī)和一組智能儀器結(jié)合起來，組成一個自動測試系統(tǒng)。在 1980 年代初期自動測量設(shè)備，出現(xiàn)了基于個人計算機(jī)的個人計算機(jī)，通過儀表功能板擴(kuò)展盒與個人計算機(jī)內(nèi)部總線相連。個人儀器充分利用計算機(jī)軟硬件資源，大大降低系統(tǒng)成本。近年來，虛擬儀器又出現(xiàn)了，它由通用計算機(jī)、應(yīng)用軟件和必要的儀器硬件模塊組成。測量操作和結(jié)果顯示均通過計算機(jī)進(jìn)行，讓用戶有一種操作自己專門設(shè)計的一臺或多臺傳統(tǒng)儀器的感覺。電子儀器也是如此。這些技術(shù)的采用極大地改變了電子儀器和測試領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)程，使其向智能化、自動化、小型化、模塊化和開放系統(tǒng)方向發(fā)展。9.2 智能儀表 1. 智能儀表的特點（1）使用方便。

智能儀表用鍵盤操作代替了傳統(tǒng)儀表中的各種旋鈕或開關(guān)，儀表盤的布置與儀表各功能部件的布置可以完全獨(dú)立，不僅提高了儀表的技術(shù)性能，而且也方便儀器的操作和使用。（2）測量精度高。微處理器的使用大大提高了儀器的運(yùn)算性能。例如，微處理器的算術(shù)運(yùn)算和邏輯判斷功能可以根據(jù)一定的算法輕松消除。變化、干擾等因素造成的誤差，從而提高儀器的測量精度。（3）自動化程度高。智能儀表利用微處理器的程序控制功能，實現(xiàn)自動量程轉(zhuǎn)換和自動調(diào)零。、自動電平調(diào)節(jié)、自動校準(zhǔn)和自動故障診斷等功能。(4）強(qiáng)大的測量功能。利用微處理器的數(shù)據(jù)處理能力，智能儀器可以綜合幾個基本參數(shù)的測量結(jié)果自動測量設(shè)備，其他需要的參數(shù)通過運(yùn)算處理間接得到。(5）具備人機(jī)對話能力，智能儀表具備良好的人機(jī)對話能力和編程操作功能，可實現(xiàn)測量過程、數(shù)據(jù)運(yùn)算處理、顯示操作、狀態(tài)監(jiān)控等操作。(6）@ > 具有遠(yuǎn)程操作功能。智能儀器一般配備GPIB或RS-232接口，具有遠(yuǎn)程操作功能，可與計算機(jī)等儀器結(jié)合，組成自動測試系統(tǒng)。結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代智能儀表實際上是一個專用的微機(jī)系統(tǒng)，由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分主要包括主機(jī)、模擬量輸入/輸出通道、校準(zhǔn)通訊接口等，基本結(jié)構(gòu)如圖所示。

軟件部分主要包括監(jiān)控程序、操作處理程序和界面管理程序。輸入輸出接口 鍵盤及顯示接口 通訊接口9.2.2 智能數(shù)字萬用表的使用 Escort-3146A雙顯臺式萬用表 維修現(xiàn)場及配套系統(tǒng)等，是一款具有高功能和價格比。雙顯真空熒光管顯示器可同時顯示輸入信號的兩種不同參數(shù)，如直流電壓和交流電壓。直流電壓測量范圍可達(dá)1000VDC，最佳分辨率可達(dá)1μV的測量靈敏度。操作（1）上電時按前面板右下方綠色按鈕Power，使其處于標(biāo)有“ON”狀態(tài)的位置，顯示屏將保持全亮約 2 秒，直到自檢程序完成。在啟動過程中按下 Hold 鍵，顯示屏將保持全亮，直到再次按下。儀表端子可在指示范圍內(nèi)自動移位。如果輸入信號輸入到 12A 電流端子，儀表將無法自動切換到 12A，用戶必須手動操作切換。（3）使用按鈕（4）電壓、電阻或頻率測量（5）電流或頻率測量（6）@>二極管和通斷測試9.3 自動測試系統(tǒng)9.3. 1 自動測試系統(tǒng)發(fā)展概況 第一階段，總裝階段。

幾個具有不同輸入和輸出電路的可編程儀器組裝在一起，形成一個組裝系統(tǒng)。該類系統(tǒng)設(shè)計和維護(hù)復(fù)雜，適應(yīng)性不強(qiáng)，開發(fā)成本高于第二階段，即接口標(biāo)準(zhǔn)化階段。這種系統(tǒng)易于搭建，通過特殊的通用接口電路可以靈活地改變和增加測試內(nèi)容，顯示出很大的優(yōu)勢，因此得到了廣泛的應(yīng)用。第三階段，PC儀器（Personalcomputer-based instrument）階段。所謂“虛擬儀器”的出現(xiàn)，給測試系統(tǒng)帶來了革命性的影響，對測試?yán)碚?、測試方法等諸多方面產(chǎn)生了重大影響。9.3. 2 虛擬儀器 虛擬儀器概述 虛擬儀器是基于計算機(jī)的測量儀器。計算機(jī)與儀器的緊密結(jié)合是儀器發(fā)展的一個重要方向。簡單來說，這種組合有兩種方式。一種是把電腦放在儀器里面，一個典型的例子就是所謂的智能儀器。隨著計算機(jī)功能的日益強(qiáng)大和體積的縮小，這類儀器的功能也越來越強(qiáng)大，目前已經(jīng)出現(xiàn)了包含嵌入式系統(tǒng)的儀器。另一種方法是將儀器加載到計算機(jī)中。依托通用計算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)，實現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方式。

用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器。虛擬儀器實際上是根據(jù)儀器要求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。虛擬儀器研究涉及的基礎(chǔ)理論主要包括計算機(jī)數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號處理。目前，在該領(lǐng)域中，應(yīng)用最廣泛的計算機(jī)語言是美國國家儀器公司的LabVIEW。LabVIEW（LaboratoryVirtual Instrument Engineering）是一種圖形化編程語言，被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實驗室廣泛接受，作為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEW集成了與硬件和數(shù)據(jù)采集卡通信的所有功能，符合GPIB、VXI、RS-232和RS-485協(xié)議。它還具有內(nèi)置的庫函數(shù)，便于應(yīng)用 TCP/IP 和 ActiveX 等軟件標(biāo)準(zhǔn)。這是一款功能強(qiáng)大且靈活的軟件。使用它，您可以輕松構(gòu)建自己的虛擬儀器，其圖形界面使編程和使用過程變得生動有趣。虛擬儀器的使用 虛擬儀器的使用主要是軟件的使用，所以重點介紹LabVIEW的使用。所有 LabVIEW 應(yīng)用程序，即虛擬儀器 (VI)，包括三個部分：前面板、框圖和圖標(biāo)/連接器。虛擬儀器的使用 虛擬儀器的使用主要是軟件的使用，所以重點介紹LabVIEW的使用。所有 LabVIEW 應(yīng)用程序，即虛擬儀器 (VI)，包括三個部分：前面板、框圖和圖標(biāo)/連接器。虛擬儀器的使用 虛擬儀器的使用主要是軟件的使用，所以重點介紹LabVIEW的使用。所有 LabVIEW 應(yīng)用程序，即虛擬儀器 (VI)，包括三個部分：前面板、框圖和圖標(biāo)/連接器。

圖標(biāo)名稱 功能 操作 值 用于前面板控制和顯示 選擇工具 用于選擇和移動對象 文本編輯 輸入文本 連線工具 連接流程圖上的對象 清除 在流程圖上設(shè)置斷點 數(shù)據(jù)探針 檢測數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)變化 顏色提取 顏色提取是用于編輯其他對象 創(chuàng)建 VI 和調(diào)用子 VI 要創(chuàng)建測量溫度和體積的 VI，必須調(diào)用模擬測量溫度和體積的傳感器子 VI。步驟如下： (1）Select File>>New 打開一個新的前面板窗口。(2）Select Tank from Controls>>Numeric 并將它放在前面板上。(3）在標(biāo)簽文本框中輸入“音量”，然后單擊前面板的任何其他位置。（4） 將容器顯示對象的顯示范圍設(shè)置為 0.0 到 1000. 0。使用文本編輯工具，雙擊容器坐標(biāo)的 10.0 刻度使其高亮顯示。在坐標(biāo)中輸入 1000，然后單擊前面板上的任何其他位置。此時0.0和1000.0之間的增量會自動顯示。(5）隨著容器旁邊的數(shù)據(jù)顯示。將鼠標(biāo)移到容器上，右擊，在出現(xiàn)的快捷菜單中，選擇Visible Iterms > > Digital Display。@0.0 和 1000.0 將自動顯示。(5）隨著容器旁邊的數(shù)據(jù)顯示。將鼠標(biāo)移到容器上，右擊，在出現(xiàn)的快捷菜單中，選擇Visible Iterms > > Digital Display。@0.0 和 1000.0 將自動顯示。(5）隨著容器旁邊的數(shù)據(jù)顯示。將鼠標(biāo)移到容器上，右擊，在出現(xiàn)的快捷菜單中，選擇Visible Iterms > > Digital Display。

它保存在LabVIEW\Activity目錄下，調(diào)用它的方法是在Functions>>Select VI下打開ProcessMonitor，然后在流程圖上單擊一下，它的圖標(biāo)就會出現(xiàn)。(8）使用連線工具按規(guī)定連接對象。a中的剩余問題。另一種創(chuàng)建數(shù)值常量對象的方法是連線時一起做。具體方法是：右鍵單擊a的連接端子函數(shù)或 VI 使用連接工具，然后從彈出菜單中選擇 Create Constant 以創(chuàng)建具有正確數(shù)據(jù)格式的數(shù)值常量對象。a中的剩余問題。創(chuàng)建數(shù)值常量對象的另一種方法是在連線時一起進(jìn)行。具體方法是：用連接工具右鍵單擊函數(shù)或VI的連接接線端，然后在彈出的菜單中選擇創(chuàng)建常量，即可創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)格式正確的數(shù)值常量對象。a中的剩余問題。創(chuàng)建數(shù)值常量對象的另一種方法是在連線時一起進(jìn)行。具體方法是：用連接工具右鍵單擊函數(shù)或VI的連接接線端，然后在彈出的菜單中選擇創(chuàng)建常量，即可創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)格式正確的數(shù)值常量對象。

一個是將計算機(jī)放入儀器的典型例子就是所謂的智能儀器。隨著計算機(jī)的功能越來越大，體積越來越小，這類儀器的功能也越來越強(qiáng)大。目前已經(jīng)有嵌入式系統(tǒng)。樂器。另一種方法是將儀器安裝到計算機(jī)中。依托通用計算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)，實現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方法。虛擬儀器實際上是根據(jù)儀器的要求組織起來的組織。數(shù)據(jù)采集??系統(tǒng)。虛擬儀器研究涉及的基礎(chǔ)理論主要包括計算機(jī)數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號處理。目前，在該領(lǐng)域，廣泛使用的計算機(jī)語言是美國NI公司的LabVIEW。虛擬儀器研究的另一個問題是各種標(biāo)準(zhǔn)儀器的互連和與計算機(jī)的連接。目前使用較多的是IEEE488或GPIB協(xié)議，未來的儀器也應(yīng)該聯(lián)網(wǎng)。