一種自動測試系統的原位自檢、計量裝置及其方法
【專利摘要】本發明公開了一種自動測試系統的原位自檢、計量裝置，包含：主控計算機；第一測控組件，與所述主控計算機通過PXI總線連接；第二測控組件，與所述主控計算機通過LXI總線連接；測試接口，分別與所述第一測控組件及第二測控組件連接；電源模塊，一端與所述主控計算機連接，其另一端連接所述測試接口；校準儀表，與所述測試接口連接。本發明還公開了一種原位自檢方法及原位計量方法。本發明能有效提高自檢計量結果的準確性和可靠性，縮短系統自檢計量周期，滿足自動化和信息化需求。
【專利說明】一種自動測試系統的原位自檢、計量裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種自動測試系統的原位自檢、計量裝置及其方法。
【背景技術】
[0002]自動測試系統作為綜合性集成測試系統，以整體技術指標為被測對象提供激勵，測量被測對象輸入響應。系統精度指標受PXI機箱、EMC (電磁兼容性)性能、系統供電、冷卻和程序設計等因素的影響。傳統的離位計量方式將測試系統看作獨立測試儀器的組合，忽略測試系統內部連接電纜、開關、負載等造成的測試信號的變化，無法考察儀器儀表在測試系統中的性能指標，不能滿足系統可靠性和準確性要求，計量結果缺乏完整性和真實性。同時離位計量需要定期從測試系統拆卸測試儀器，也會造成系統連接器不必要的磨損以及停用。離位計量中針對獨立儀器儀表進行的計量，其數據處理和記錄也無法滿足自動化和
息化需求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種自動測試系統的原位自檢、計量裝置及其方法，能有效避免人工干預下實施的自檢和計量對校準結果的影響，提高自檢計量結果的準確性和可靠性，有效縮短系統自檢計量周期，自動化整體原位自檢和計量使校準數據處理和存儲滿足自動化和息化需求。
[0004]為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現:一種自動測試系統的原位自檢、計量裝置，其特點是，基于PXI和LXI混合總線架構，包含:
主控計算機；
第一測控組件，與所述主控計算機通過PXI總線連接；
第二測控組件，與所述主控計算機通過LXI總線連接；
測試接口，分別與所述第一測控組件及第二測控組件連接；
電源模塊，一端與所述主控計算機連接，其另一端連接所述測試接口 ；
校準儀表，與所述測試接口連接。
[0005]原位自檢、計量裝置進一步包含一適配器，設置在與所述測試接口與校準儀表之間，用于信息交換。
[0006]所述的第一測控組件分為高級別第一測控組件及低級別第一測控組件；其中低級別第一測控組件包含第一激勵模塊、開關模塊及第一測試模塊。
[0007]所述的高級別第一測控組件包含萬用表卡；
第一激勵模塊包含數據采集卡AO通道、數據采集卡的DO通道及電阻卡；
開關模塊包含開關矩陣卡及復用器卡；
第一測試模塊包含數據采集卡的Al通道及數據采集卡的DI通道。
[0008]所述的第二測控組件分為高級別第二測控組件及低級別第二測控組件；其中低級別第二測控組件包含第二激勵模塊及第二測試模塊。
[0009]所述的高級別第二測控組件包含頻率計；
第二激勵模塊包含任意波形發生器；
第二測試模塊包含不波器。
[0010]一種自動測試系統的原位自檢方法，其特點是，包含以下步驟:
Al、主控計算機控制高級別第一測控組件測量第一激勵模塊、電源模塊和第二激勵模塊的輸出信號，同時控制開關模塊切換開關以遍歷所有高級別第一測控組件測量通路，依據輸出信號與實測信號誤差，完成高級別第一測控組件與第一激勵模塊、第二激勵模塊及電源模塊的互檢，同時完成開關模塊的檢測；
A2、主控計算機控制高級別第二測控組件測量第二激勵模塊輸出信號的頻率參數，依據輸出信號與實測信號誤差，完成高級別第二測控組件與第二激勵模塊的互檢；
A3、主控計算機控制第一測試模塊及第二測試模塊測量第二激勵模塊輸出信號，依據輸出信號與實測信號誤差，完成第一測試模塊以及第二測試模塊與第二激勵模塊的互檢。
[0011]一種自動測試系統的原位計量方法，其特點是，包含以下步驟:
B1、主控計算機控制高級別第一測控組件及高級別第二測控組件測量校準儀表輸出的計量標準，依據實測信號誤差，完成對高級別第一測控組件及高級別第二測控組件的計量;
B2、主控計算機控制高級別第一測控組件測量第一激勵模塊及電源模塊的輸出信號，同時控制開關模塊切換開關以遍歷所有高級別第一測控組件測量通路，依據實測信號誤差，完成已計量高級別第一測控組件對第一激勵模塊及電源模塊的計量，同時完成開關模塊檢測；
B3、主控計算機控制高級別第二測控組件測量第二激勵模塊輸出信號的頻率參數，依據實測信號頻率誤差，完成已計量高級別第二測控組件對第二激勵模塊輸出信號的頻率參數的計量；
B4、主控計算機控制第一測試模塊及第二測試模塊測量已計量第二激勵模塊的輸出信號，依據實測信號誤差，完成已計量第二激勵模塊對第一測試模塊及第二測試模塊的計量。
[0012]所述的步驟BI中校準儀表輸出的計量標準為電壓、電阻及周期性標準計量信號。
[0013]本發明一種自動測試系統的原位自檢、計量裝置及其方法與現有技術相比具有以下優點:本發明利用自動測試系統自身的控制計算機作為自檢和計量的主控計算機，有效簡化系統資源，提高系統機動能力；本發明利用單臺外部校準儀表實現系統的自動化整體原位自檢和計量，最大化減少外部資源的配置需要，節約成本，提高系統機動能力，充分滿足自動測試系統應用于生產、試驗現場時進行系統計量的便利性和可操作性；本發明無需將系統內部測試資源與系統脫離，實現系統原位自檢和計量，避免了離位計量中針對單臺儀器儀表進行的系統拆卸所造成的系統連接器不必要的磨損；本發明實現的自動測試系統自動化整體原位自檢和計量，有效避免人工干預下實施的自檢和計量對校準結果的影響，提高自檢計量結果的準確性和可靠性，有效縮短系統自檢計量周期，自動化整體原位自檢和計量使校準數據處理和存儲滿足自動化和信息化需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明一種自動測試系統的原位自檢、計量裝置的整體結構示意圖； 圖2為本發明實施例結構框圖；
圖3為本發明自動測試系統的原位計量方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發明做進一步闡述。
[0016]如圖1及圖2所示，一種自動測試系統的原位自檢、計量裝置，基于PXI和LXI混合總線架構，包含:主控計算機1，由自動測試系統自身提供，具有PXI總線控制器和以太網接口 ；第一測控組件2，與所述主控計算機I通過PXI總線連接；第二測控組件3，與所述主控計算機I通過LXI總線連接；測試接口 4 ;分別與所述第一測控組件2及第二測控組件3連接；電源模塊5(六路程控直流電源)，基于RS485總線，一端與所述主控計算機I連接，其另一端連接所述測試接口 4 ;校準儀表6 ;與所述測試接口 4連接；一適配器7，設置在與所述測試接口 4與校準儀表6之間。
[0017]如圖2所示，所述的第一測控組件分為高級別第一測控組件及低級別第一測控組件；其中低級別第一測控組件包含第一激勵模塊、開關模塊及第一測試模塊。本實施例中高級別第一測控組件選用萬用表卡；第一激勵模塊選用數據采集卡AO通道、數據采集卡的DO通道及電阻卡；開關模塊選用開關矩陣卡及復用器卡；第一測試模塊選用數據采集卡的Al通道及數據采集卡的DI通道。
[0018]如圖2所示，所述的第二測控組件分為高級別第二測控組件及低級別第二測控組件；其中低級別第二測控組件包含第二激勵模塊及第二測試模塊。本實施例中高級別第二測控組件選用頻率計；第二激勵模塊選用任意波形發生器；第二測試模塊選用示波器。
[0019]主控計算機I為自動測試系統的核心，通過自檢計量軟件將校準儀表6、適配器7以及自動測試系統自身有機結合為一體，自動完成測試系統自檢計量技術方案，利用自檢計量軟件中執行具體測試任務的自檢計量功能模塊，控制第一測控組件2及第二測控組件3中，如第一激勵模塊及第二激勵模塊能夠產生激勵信號的激勵模塊產生自檢、計量信號，開關模塊切換信號通路，適配器7反饋激勵模塊發出的激勵信號至自動測試系統的測試接口 4，第一測控組件2及第二測控組件3中，如第一測試模塊及第二測試模塊等測試模塊進行信號測量，自檢計量軟件通過測試模塊的測量信號獲取自檢計量數據，以非人工干預的方式自動實施自檢和計量。自檢計量軟件在LabVIEW軟件開發平臺下，采用模塊化結構設計，同時實現系統自檢、計量兩種功能。軟件分為主控模塊、自檢功能模塊、計量功能模塊、數據交互模塊以及數據庫模塊。主控模塊調用自檢、計量功能模塊執行具體自檢、計量任務，功能模塊任務執行完成后，數據交互模塊負責通知主控模塊接收自檢、計量結果數據，主控模塊接收結果數據并調用數據庫模塊，數據庫模塊根據數據包含的屬性信息，查詢自檢、計量對象信息數據庫，將自檢、計量結果整理、判斷后存入結果信息庫。模塊化軟件設計結構有利于開發工作的分工協作，同時易于軟件維護和系統的擴展和升級。
[0020]適配器7與測試接口 4連接，具體到本實施例中，將自動測試系統內部如任意波形發生器、電阻卡、數據采集卡的AO、DO通道等能夠產生信號的激勵模塊；示波器、頻率計、數據采集卡的Al、DI通道等測試模塊；萬用表卡與開關矩陣卡、復用器卡等開關模塊互聯，以萬用表卡、頻率計等精度級別較高的測控組件，校準其余精度級別較低的測控組件，系統內部傳遞激勵模塊產生的自檢計量信號，配合開關模塊切換信號傳遞通道以遍歷系統內部所有信號通路，相應測試模塊接收信號構建測試系統內部完整校準鏈，自動實現計量標準在測試系統內部的完全傳遞，保證計量量值在測試系統內部的參數溯源性。適配器7配合自動測試系統同時實現自檢和計量兩種功能，適配器7作為外校準鏈和內校準鏈實現的橋梁，將系統內部精度級別較高的高級別第一測控組件、高級別第二測控組件與精度級別較低的低級別第一測控組件、低級別第二測控組件逐級互聯，反饋其激勵信號至相應測試模塊，在主控計算機I的控制下自動實現自檢計量信號在閉合通路傳遞。
[0021]校準儀表6通過電纜與適配器7連接，以具有多參量校準功能的單臺外部校準設備對自動測試系統提供頻率和電壓參數溯源，構建系統外校準鏈，實現校準參量由系統外部到內部的準確傳遞，單臺校準儀表的應用有效提高系統機動性，充分滿足自動測試系統應用于生產、試驗現場時進行系統計量的便利性和可操作性。本實施例中采用型號為FLUKE5520A的多功能校準儀，該校準儀測量精度高，穩定性好，設置方便，滿足系統校準的準確度要求，具有很好的技術適用性。
[0022]一種自動測試系統的原位自檢方法，包含以下步驟:
Al、主控計算機控制高級別第一測控組件測量數據采集卡AO通道、數據采集卡的DO通道、電阻卡、電源模塊及第二激勵模塊的輸出信號，同時控制開關模塊切換開關以遍歷所有高級別第一測控組件測量通路，依據輸出信號與實測信號誤差，完成高級別第一測控組件與第一激勵模塊、第二激勵模塊及電源模塊的互檢，同時完成開關模塊的檢測；
A2、主控計算機控制高級別第二測控組件測量第二激勵模塊輸出信號的頻率參數，依據輸出信號與實測信號誤差，完成高級別第二測控組件與第二激勵模塊的互檢；
A3、主控計算機控制第一測試模塊及第二測試模塊測量第二激勵模塊輸出信號，依據輸出信號與實測信號誤差，完成第一測試模塊以及第二測試模塊與第二激勵模塊的互檢。
[0023]一種自動測試系統的原位計量方法，包含以下步驟:
B1、主控計算機控制高級別第一測控組件及高級別第二測控組件測量校準儀表輸出的計量標準，依據實測信號誤差，完成對高級別第一測控組件及高級別第二測控組件的計量;
B2、主控計算機控制高級別第一測控組件測量第一激勵模塊及電源模塊的輸出信號，同時控制開關模塊切換開關以遍歷所有高級別第一測控組件測量通路，依據實測信號誤差，完成已計量高級別第一測控組件對第一激勵模塊及電源模塊的計量，同時完成開關模塊檢測；
B3、主控計算機控制高級別第二測控組件測量第二激勵模塊輸出信號的頻率參數，依據實測信號頻率誤差，完成已計量高級別第二測控組件對第二激勵模塊輸出信號的頻率參數的計量；
B4、主控計算機控制第一測試模塊及第二測試模塊測量已計量第二激勵模塊的輸出信號，依據實測信號誤差，完成已計量第二激勵模塊對第一測試模塊及第二測試模塊的計量。
[0024]所述的步驟BI中校準儀表輸出的計量標準為電壓、電阻及周期性標準計量信號。
[0025]如圖3所示,具體到本實施例中，一種自動測試系統的原位計量方法,又稱為三級計量方案，包含以下步驟:
一種自動測試系統的原位自檢方法，包含以下步驟:
Al、主控計算機控制萬用表卡測量數據采集卡AO通道、數據采集卡的DO通道及電阻卡、電源模塊和任意波形發生器的輸出信號，同時控制開關矩陣卡及復用器卡切換開關以遍歷所有萬用表卡測量通路，依據輸出信號與實測信號誤差，完成萬用表卡與數據采集卡AO通道、數據采集卡的DO通道及電阻卡、任意波形發生器及電源模塊的互檢，同時完成開關矩陣卡及復用器卡的檢測；
A2、主控計算機控制頻率計測量任意波形發生器輸出信號的頻率參數，依據輸出信號與實測信號誤差，完成頻率計與任意波形發生器的互檢；
A3、主控計算機控制數據采集卡的Al通道、數據采集卡的DI通道及示波器測量任意波形發生器輸出信號，依據輸出信號與實測信號誤差，完成數據采集卡的Al通道、數據采集卡的DI通道及示波器與任意波形發生器的互檢。
[0026]一種自動測試系統的原位計量方法，包含以下步驟:
B1、主控計算機控制萬用表卡及頻率計測量校準儀表輸出的計量標準(電壓、電阻信號及周期性標準計量信號)，依據實測信號誤差，完成對萬用表卡及頻率計的計量；
B2、主控計算機控制萬用表卡測量數據采集卡的AO通道、數據采集卡的DO通道、電源模塊及電阻卡的輸出信號，同時控制開關矩陣卡及復用器卡切換開關以遍歷所有萬用表卡測量通路，依據實測信號誤差，完成已計量萬用表卡對數據采集卡的AO通道、數據采集卡的DO通道、電阻卡及電源模塊的計量，同時完成開關矩陣卡及復用器卡檢測；
B3、主控計算機控制頻率計測量任意波形發生器輸出信號的頻率參數，依據實測信號頻率誤差，完成已計量頻率計對任意波形發生器輸出信號的頻率參數的計量；
B4、主控計算機控制數據采集卡的Al通道、數據采集卡的DI通道及示波器測量已計量任意波形發生器的輸出信號，依據實測信號誤差，完成已計量任意波形發生器對數據采集卡的Al通道、數據采集卡的DI通道及示波器的計量。
[0027]其中，步驟BI為第一級計量方案，步驟B2、B3為第二級計量方案，步驟B4為第三級計量方案。
[0028]三級計量方案確保計量標準由系統外部到內部的準確傳遞以及計量標準遍歷內部全部被校測控組件，保證被校系統計量量值的可溯源性。
[0029]自動測試系統整機自檢依照自動測試系統內部互檢鏈進行，利用自動測試系統自身實現對第一測控組件2及第二測控組件3輸入、輸出正確性和連接關系正確性的檢查。
[0030]盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1.一種自動測試系統的原位自檢、計量裝置，其特征在于，基于PXI和LXI混合總線架構，包含: 主控計算機； 第一測控組件，與所述主控計算機通過PXI總線連接； 第二測控組件，與所述主控計算機通過LXI總線連接； 測試接口，分別與所述第一測控組件及第二測控組件連接； 電源模塊，一端與所述主控計算機連接，其另一端連接所述測試接口 ； 校準儀表，與所述測試接口連接。
2.如權利要求1所述的原位自檢、計量裝置，其特征在于，進一步包含一適配器，設置在與所述測試接口與校準儀表之間，用于信息交換。
3.如權利要求1或2所述的原位自檢、計量裝置，其特征在于，所述的第一測控組件分為高級別第一測控組件及低級別第一測控組件；其中低級別第一測控組件包含第一激勵模塊、開關模塊及第一測試模塊。
4.如權利要求3所述的原位自檢、計量裝置，其特征在于，所述的高級別第一測控組件包含萬用表卡； 第一激勵模塊包含數據采集卡AO通道、數據采集卡的DO通道及電阻卡； 開關模塊包含開關矩陣卡及復用器卡； 第一測試模塊包含數據采集卡的Al通道及數據采集卡的DI通道。
5.如權利要求1所述的原位自檢、計量裝置，其特征在于，所述的第二測控組件分為高級別第二測控組件及低級別第二測控組件；其中低級別第二測控組件包含第二激勵模塊及第二測試模塊。
6.如權利要求5所述的原位自檢、計量裝置，其特征在于，所述的高級別第二測控組件包含頻率計； 第二激勵模塊包含任意波形發生器； 第二測試模塊包含不波器。
7.一種自動測試系統的原位自檢方法，其特征在于，包含以下步驟: Al、主控計算機控制高級別第一測控組件測量第一激勵模塊、電源模塊和第二激勵模塊的輸出信號，同時控制開關模塊切換開關以遍歷所有高級別第一測控組件測量通路，依據輸出信號與實測信號誤差，完成高級別第一測控組件與第一激勵模塊、第二激勵模塊及電源模塊的互檢，同時完成開關模塊的檢測； A2、主控計算機控制高級別第二測控組件測量第二激勵模塊輸出信號的頻率參數，依據輸出信號與實測信號誤差，完成高級別第二測控組件與第二激勵模塊的互檢； A3、主控計算機控制第一測試模塊及第二測試模塊測量第二激勵模塊輸出信號，依據輸出信號與實測信號誤差，完成第一測試模塊以及第二測試模塊與第二激勵模塊的互檢。
8.一種自動測試系統的原位計量方法，其特征在于，包含以下步驟: B1、主控計算機控制高級別第一測控組件及高級別第二測控組件測量校準儀表輸出的計量標準，依據實測信號誤差，完成對高級別第一測控組件及高級別第二測控組件的計量; B2、主控計算機控制高級別第一測控組件測量第一激勵模塊及電源模塊的輸出信號，同時控制開關模塊切換開關以遍歷所有高級別第一測控組件測量通路，依據實測信號誤差，完成已計量高級別第一測控組件對第一激勵模塊及電源模塊的計量，同時完成開關模塊檢測； B3、主控計算機控制高級別第二測控組件測量第二激勵模塊輸出信號的頻率參數，依據實測信號頻率誤差，完成已計量高級別第二測控組件對第二激勵模塊輸出信號的頻率參數的計量； B4、主控計算機控制第一測試模塊及第二測試模塊測量已計量第二激勵模塊的輸出信號，依據實測信號誤差，完成已計量第二激勵模塊對第一測試模塊及第二測試模塊的計量。
9.如權利要求8所述的原位計量方法，其特征在于，所述的步驟BI中校準儀表輸出的計量標準為電壓、電阻及周期性標準計量信號。
【文檔編號】G01R31/00GK104375024SQ201410591474
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】那麗麗, 馮云, 曲海山, 王哲, 劉鑫光, 龔明 申請人:上海無線電設備研究所