現(xiàn)代檢測技術(shù)自動測試儀器接口系統(tǒng)

2023/2/11自動測試儀器接口系統(tǒng)智能儀器儀器儀表中含有微處理器、單片計算機或體積很小的微型機，有時亦稱為內(nèi)含微處理器的儀器或基于微型機的儀器。2023/2/12現(xiàn)代測試系統(tǒng)主要有三大類：智能儀器、自動測試系統(tǒng)和虛擬儀器

智能儀器和自動測試系統(tǒng)的區(qū)別在于它們所用的微機是否與儀器測量部分融合在一起，也即是采用專門設(shè)計的微處理器、存儲器、接口芯片組成的系統(tǒng)(智能儀器)，還是用現(xiàn)成的PC配以一定的硬件及儀器測量部分組合而成的系統(tǒng)(自動測試系統(tǒng))。而虛擬儀器與前二者的最大區(qū)別在于它將測試儀器軟件化成模塊化，這些軟件化和模塊化的儀器具有特定的功能(如濾波器、頻譜儀)與計算機結(jié)合構(gòu)成了虛擬儀器。2023/2/13

智能儀器的基本組成2023/2/141、微處理器接收來自鍵盤或GPIB接口命令，解釋并執(zhí)行這些命令；2、微處理器通過接口發(fā)出各種控制信息給測試電路，以規(guī)定功能、啟動測量、改變工作方式等，3、當(dāng)測試電路完成一次測量后，微處理器讀取測量數(shù)據(jù)，進行必要的加工、計算、變換等處理，最后以各種方式輸出。軟件是智能儀器的靈魂。智能儀器的管理程序也稱監(jiān)控程序，分析、接受、執(zhí)行來自鍵盤或接口的命令，完成測試和數(shù)據(jù)處理等任務(wù)。軟件存于ROM或EPROM.

智能儀器工作過程2023/2/15自動測試系統(tǒng)：

使用具有一定自動化能力的測試系統(tǒng)進行的測量和實驗，稱為自動測試（Automaticmeasurementandtest）；通常把在人最少參與的情況下，利用計算機執(zhí)行程序，控制測試過程并進行數(shù)據(jù)處理直至以適當(dāng)方式給出測試結(jié)果的測試系統(tǒng)稱為自動測試系統(tǒng)（AutomatedTestSystem—ATS）或自動測試設(shè)備（AutomatedTestEquipment—ATE）。2023/2/162023/2/17一般意義的自動測試系統(tǒng)是對那些能自動完成激勵、測量、數(shù)據(jù)處理并顯示或輸出測試結(jié)果的一類系統(tǒng)的統(tǒng)稱。通常這類系統(tǒng)是在標(biāo)準(zhǔn)的測控系統(tǒng)總線或儀器總線（CAMAC、GPIB、VXI、PXI等）的基礎(chǔ)上組建而成的，并且具有高速度、高精度、多功能、多參數(shù)和寬測量范圍等眾多特點。工程上的自動測試系統(tǒng)（為ATS）往往針對一定的應(yīng)用領(lǐng)域和被測對象，并且常以應(yīng)用對象命名，如飛機自動測試系統(tǒng)，發(fā)動機自動測試系統(tǒng)，雷達(dá)自動測試系統(tǒng)，印制電路板自動測試系統(tǒng)等，也可以按照應(yīng)用場合來劃分，例如可分為生產(chǎn)過程用自動測試系統(tǒng)，場站維護用自動測試系統(tǒng)等。2023/2/182023/2/192023/2/1102023/2/111二、自動測試系統(tǒng)的發(fā)展自動測試技術(shù)創(chuàng)始于50年代，從50年代至今大致分為以下三代。1、第一代自動測試系統(tǒng)

采用了計算機技術(shù)，主要用來進行邏輯定時控制。主要功能：進行數(shù)據(jù)自動采集和自動分析，完成大量重復(fù)的測試工作，承擔(dān)繁重的數(shù)據(jù)運算和分析任務(wù)。系統(tǒng)中的儀器采用專用接口，通用性差。復(fù)雜的被控對象的所有功能、性能測試若采用專用型ATS，則自動測試系統(tǒng)數(shù)目巨大，費用高昂，一旦被控對象退役，則相應(yīng)自動測試系統(tǒng)報廢。2023/2/1122023/2/1132、第二代自動測試系統(tǒng)

采用標(biāo)準(zhǔn)化的通用接口(如IEEE488)及可程序控制的儀器和測控計算機(控制器)，從而使得自動測試系統(tǒng)的設(shè)計、使用和組裝都比較容易。優(yōu)點：測量速度快、高精度和高分辨力、多功能和多種參數(shù)的測量、頻帶寬、量程寬、自校正、自診斷以及多種顯示與輸出方式等。2023/2/1142023/2/1153、第三代自動測試系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)：充分發(fā)揮計算機的能力，使整個ATS簡化到僅由計算機、通用硬件和應(yīng)用軟件三部分組成主要由模塊化的儀器/設(shè)備所組成。VXI總線（VMEbuseXtensionsforInstrumentation）是VME計算機總線向儀器/測試領(lǐng)域的擴展，具有高達(dá)40Mbytes/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。PXI總線是PCI總線（其中的CompactPCI總線）向儀器/測量領(lǐng)域的擴展，其中數(shù)據(jù)傳輸速率為132～264Mbytes/s。以這兩種總線為基礎(chǔ)，可組建高速、大數(shù)據(jù)吞吐量的自動測試系統(tǒng)。

二、自動測試系統(tǒng)的發(fā)展2023/2/1162023/2/117第三代自動測試系統(tǒng)的基本組成2023/2/1182023/2/1192023/2/1202023/2/1212023/2/122

互聯(lián)的設(shè)備與設(shè)備（或系統(tǒng)與系統(tǒng)）之間的用于信息交接的一部分界面，稱之為接口。為了在開放式互聯(lián)設(shè)備之間實行數(shù)字式信息交換所必須的一整套與設(shè)備有關(guān)的接口的機械、電氣和功能要素，稱為數(shù)字接口系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口總線系統(tǒng)2023/2/123在測試領(lǐng)域得以廣泛流行的有GPIB，RS232C，CAMAC（ComputerAutomatMeasurementAndControl），VXIbus等現(xiàn)代自動測試系統(tǒng)分類如下:基于GPIB數(shù)字接口總線(也含RS232、…等):

積木式自動測試系統(tǒng)?；赩XI、CAMAC、PXI數(shù)字接口總線：模塊式自動測試系統(tǒng)?；谇度胧溅蘰內(nèi)總線：智能化儀器系統(tǒng)?；诙鄶?shù)字接口總線：多總線融合式自動測試系統(tǒng)2023/2/124GPIB接口1965年,Hewlett-Packard設(shè)計了惠普接口總線(HP-IB,

用于連接惠普的計算機和可編程儀器.由于其高轉(zhuǎn)換速率(通?？蛇_(dá)1Mbytes/s),

這種接口總線得到普遍認(rèn)可,并被接收為IEEE標(biāo)準(zhǔn)488-1975和ANSI/IEEE標(biāo)準(zhǔn)488.1-1987。后來,

GPIB(General-PurposeInterfaceBus)比HP-IB的名稱用得更廣泛。

ANSI/IEEE

488.2-1987加強了原來的標(biāo)準(zhǔn),精確定義了控制器和儀器的通訊方式.

StandardCommandsforProgrammableInstruments（SCPI)采納了IEEE488.2定義的命令結(jié)構(gòu),創(chuàng)建了一整套編程命令。

IEEE488標(biāo)準(zhǔn)（GPIB），是一種在ATE系統(tǒng)中用來連接計算機和儀器的總線接口。一般來講，IEEE488.1定義了硬件標(biāo)準(zhǔn)，而IEEE488.2定義了軟件標(biāo)準(zhǔn)。IEEE488標(biāo)準(zhǔn)被儀器廠商廣泛接受。今天，GPIB已經(jīng)成為計算機與儀器間最通用的總線標(biāo)準(zhǔn)。2023/2/1252023/2/126GPIB標(biāo)準(zhǔn)接口包括接口與總線兩部分。接口部分由各種邏輯電路組成，與各儀器裝置安裝在一起，用于對傳送的信息進行發(fā)送、接收、編碼和譯碼?？偩€部分是一條無源多芯電纜，用于傳輸各種消息，消息指的是總線上傳遞的各種信息。圖(a)為具有GPIB接口的儀器通過GPIB總線連接起來的標(biāo)準(zhǔn)接口總線系統(tǒng)，GPIB標(biāo)準(zhǔn)接口系統(tǒng)的概述2023/2/127接口部分控/講/聽者（計算機）接口部分聽/講者（測量儀器）接口部分聽者（信號源）接口部分聽者（記錄儀）用戶編程DUT硬拷貝IFCATNEQIRENSRQDAVNRFDNDACDIO1DIO8～接口管理控制線數(shù)據(jù)掛鉤聯(lián)絡(luò)線數(shù)據(jù)總線通用接口總線(a）1121324(b）圖：GPIB標(biāo)準(zhǔn)接口總線系統(tǒng)及GPIB24線總線插座儀器裝置接口儀器裝置本身圖(b)為GPIB24線總線插座外形結(jié)構(gòu)。（DeviceUnderTest）為被測器件。2023/2/128在一個GPIB標(biāo)準(zhǔn)接口總線系統(tǒng)中，要進行有效的通信聯(lián)絡(luò)，至少有“講者”、“聽者”、“控者”三類儀器裝置。講者是通過總線發(fā)送儀器消息的儀器裝置，如測量儀器、數(shù)據(jù)采集器、計算機等。聽者是通過總線接收由講者發(fā)出消息的裝置，如打印機等?？卣呤菙?shù)據(jù)傳輸過程中的組織者和控制者，通常由計算機擔(dān)任。一個GPIB系統(tǒng)中，可以設(shè)置多個講者、聽者和控者，不允許有兩個或兩個以上的講者或控者同時起作用，但允許多個聽者同時工作。控者、聽者、講者被稱為系統(tǒng)功能的三要素，系統(tǒng)中的某一個裝置可以具有三要素中的一個、兩個或全部功功能。2023/2/129基于GPIB可程控測試設(shè)備數(shù)字接口總線組建的自動測試系統(tǒng)，稱為積木式自動測試系統(tǒng),或稱“迭疊式自動測試系統(tǒng)”。主要特點是：（1）系統(tǒng)組建靈活、方便，GPIB設(shè)備利用率高。（2）測試系統(tǒng)規(guī)模較小，如：最多不能超過15臺設(shè)備，總線長度小于20米。（3）總線型連接方式，組建方便、可靠性好。（4）數(shù)據(jù)（比特）并行傳輸，速率較低，小于1MB/S。（5）組建成測試系統(tǒng)的設(shè)備資源冗余量較大。GPIB自動測試系統(tǒng)是小型實驗室試驗研究測試系統(tǒng)。GPIB主要特點2023/2/130總線是一條24芯電纜，其中16條被用作信號線，其余則被用作邏輯地線及屏蔽線。電纜兩端是與圖(b)相似的雙列24芯疊式結(jié)構(gòu)插頭。GPIB標(biāo)準(zhǔn)接口總線中的16條信號線按功能可分為以下三組：①8條雙向數(shù)據(jù)總線（DIO1～DIO8），用于傳遞包括數(shù)據(jù)、命令和地址等的儀器或接口消息，所傳遞消息的類型由其余兩組信號線加以區(qū)分。GPIB標(biāo)準(zhǔn)接口的總線結(jié)構(gòu)2023/2/131②3條數(shù)據(jù)掛鉤聯(lián)絡(luò)線（DAV、NRFD和NDAC），用于控制數(shù)據(jù)總線的時序，以保證數(shù)據(jù)總線能正確、有節(jié)奏地傳輸信息，這種傳輸技術(shù)稱為三線掛鉤技術(shù)。三線掛鉤指的是講者、控者、聽者之間的邏輯聯(lián)接與接續(xù)關(guān)系。定義如下：

?DAV(DadaValid)數(shù)據(jù)有效線：當(dāng)數(shù)據(jù)線上出現(xiàn)有效數(shù)據(jù)時，講者置該線為低（負(fù)邏輯），示意聽者從數(shù)據(jù)線上接收數(shù)據(jù)。GPIB標(biāo)準(zhǔn)接口的總線結(jié)構(gòu)2023/2/132

?NRFD(NotReadyForData)數(shù)據(jù)未就緒線：只要聽者中有一個尚未準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)，該線就為低，示意講者暫不要發(fā)出信息。

?NDAC(NotDataAccepted)數(shù)據(jù)未收到線：只要聽者中有一個尚未從數(shù)據(jù)總線上接收完數(shù)據(jù)，該線就為低，示意講者暫不要撤掉數(shù)據(jù)總線上的信息。

③5條接口管理控制線（ATN、IFC、REN、EOI和SRQ），用于控制GPIB總線接口的狀態(tài)。定義如下：GPIB標(biāo)準(zhǔn)接口的總線結(jié)構(gòu)2023/2/133

?ATN(Attention)注意線：該線由控者使用，用來指明數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)的類型。當(dāng)它為1時，數(shù)據(jù)總線上的信息是由控者發(fā)出的、用于管理接口部分工作的消息（命令、設(shè)備地址等），這時，一切設(shè)備均要接收這些信息。當(dāng)它為0時，數(shù)據(jù)總線上的信息是由講者發(fā)出的、用于完成儀器自身工作的儀器消息（數(shù)據(jù)、設(shè)備的控制命令等），所有聽者都必須聽。

?IFC(InterfaceClear)接口清除線：該線由控者使用，當(dāng)它為1時，整個接口系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。GPIB標(biāo)準(zhǔn)接口的總線結(jié)構(gòu)2023/2/134?REN(RemoteEnable)遠(yuǎn)程控制線：該線由控者使用，當(dāng)它為1時，儀器可能處于遠(yuǎn)程控制狀態(tài)，從而封鎖設(shè)備面板上的手工操作。當(dāng)它為0時，儀器處于本地工作方式。

?SRQ(ServiceRequest)服務(wù)請求線：所有設(shè)備都與這條線“線或”在一起，任意設(shè)備將此線變?yōu)榈蛻B(tài)（SRQ為1）時，就表示向控者提出服務(wù)請求，然后控者通過依次查詢確定提出請求的設(shè)備。

?EQI(EndOrIdentify)結(jié)束或識別線：此線與ATN配合使用，當(dāng)EOI為1、ATN為0時，表示講者已傳遞完一組數(shù)據(jù)；當(dāng)EOI為1、ATN為1時，表示控者要進行識別操作，要求設(shè)備把它們的狀態(tài)放在數(shù)據(jù)線上。2023/2/1352023/2/136開關(guān)器開關(guān)器可程控信號發(fā)生器被測件可程控電壓表可程控計數(shù)器可程控直流電源打印機繪圖儀

計算機

GPIB,RS232,……

測量頻率響應(yīng)的自動測試系統(tǒng)2023/2/137美國VenableInstruments公司FREQUENCYRESPONSEANALYZER測試頻率范圍：0.01Hz-2.2MHz輸出電壓：10mVac-10Vac,±10Vdc,產(chǎn)生波德圖(Bodeplot),尼奎士圖(Nyquistplot),阻抗圖測試電源設(shè)備的開環(huán)響應(yīng)(OpenLoop)，觀察整個系統(tǒng)的頻域特性，并由Phasemargin、Gainmargin了解穩(wěn)定性。測量元件的頻域特性。2023/2/138主機：含一個可送出頻率變化的掃描信號，有兩個頻道測量信號的變化量。控制及分析軟件通過GPIB，控制主機的輸出信號，并采集測量信號。2.信號處理，畫出波德圖，了解穩(wěn)定性。信號輸入變壓器，掃描信號進入不同電壓檔位2023/2/139基于GPIB總線的GSM手機測試系統(tǒng)

模擬基站的綜合測試儀

工控機

手機夾具電源系統(tǒng)中測試儀工作在信號發(fā)生模式下，模擬基站產(chǎn)生各種測試信號，用于對位于手機夾具上的手機的多項性能指標(biāo)進行測試（1）TXpowerlevel(5～19)發(fā)射功率等級。（2）frequency頻率誤差。

（3）Phase相位誤差。（4）RFSpectrum射頻頻譜。

（5）SwitchSpectrum開關(guān)譜。（6）RXSensitivity接收靈敏度。2023/2/140基于GPIB總線的溫濕度綜合實驗系統(tǒng)的設(shè)計工業(yè)控制計算機通過GPIB卡與高精度數(shù)字萬用表等儀器設(shè)備進行數(shù)據(jù)通信，間接完成對被試驗件的數(shù)據(jù)采集；信號發(fā)生器用于提供試驗件所需激勵信號；頻譜分析儀用于對某些試驗件的輸出信號或測量結(jié)果進行相關(guān)的頻譜分析；I/O板和可程控開關(guān)組件完成儀器設(shè)備的通道切換和試驗件的加電工作；工控機通過RS-232接口完成對試驗箱內(nèi)的溫度、濕度控制。2023/2/141程控儀器＋標(biāo)準(zhǔn)外總線＋測控計算機=積木式自動測試系統(tǒng)測試功能件＋內(nèi)總線＋嵌入式μP系統(tǒng)=智能化儀器系統(tǒng)將儀器中的測試功能電路板模塊（插件）化，插入計算機內(nèi)總線槽上，組建計算機輔助測試系統(tǒng)。1980年某些儀器廠家研制單卡儀器（IAC—Instruments—on—a—card），就是最早的模塊式計算機內(nèi)總線儀器系統(tǒng)。1989國際上VXIbus聯(lián)合體推出“VMEbusExtensionsforInstrumentationVXIbussystemSpecification.Revision1.3”,電子測量領(lǐng)域內(nèi)的模塊式儀器自動測試系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)總線規(guī)約VXI模塊化測試系統(tǒng)2023/2/142VXI總線(VMEbusextensionforinstrumentation)。該總線是VME計算機總線在儀器領(lǐng)域中的擴展,其中VME總線是一種工業(yè)微機的總線標(biāo)準(zhǔn),主要用于微機和數(shù)字系統(tǒng)領(lǐng)域。優(yōu)點：ＶＸＩ系統(tǒng)具有小型便攜、高速數(shù)據(jù)傳輸、模塊式結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組建靈活等特點。1998年修訂的ＶＸＩ2.0版本規(guī)范提供了64位擴展能力,使數(shù)據(jù)傳輸率最高進一步提高到80ＭＢy/ｓ。缺點：組建VXI總線要求有機箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造價比較高。VXI總線特點2023/2/143VXI系統(tǒng)的組成如圖所示，一個典型的VXI系統(tǒng)主要由VXI機箱、VXI模塊（插件）、計算機及顯示器等三部分組成。VXI總線測試系統(tǒng)的最小物理單元是組件模塊(AssemblyModule)2023/2/144VXI主機箱組件模塊的機械載體是主機箱(Mainframe)。與模塊尺寸類型相適應(yīng)，主機箱也有A、B、C、D四種尺寸可選擇。

模塊互連載體是主機箱的背板(Backplake)，背板與模塊之間通過總線連接器銜接：三個96芯的連接器J1、J2、J3，模塊上的連接器對應(yīng)為P1、P2、P3。

VXI規(guī)定，一個主機箱最多有13個(0～12號)槽位，其中0號槽比較特殊，位于機箱的最左邊或最底部,放置用于控制VXI總線系統(tǒng)的內(nèi)嵌式控制器及用于連接外部計算機的翻譯器和接口。VXI主機箱還為系統(tǒng)提供適合儀器工作要求的公用電源、冷卻和電磁屏蔽環(huán)境條件。

VXI模塊與主機箱2023/2/145VXI總線信號線VXI總線的組成

VXI總線是模塊間信號的載體。在VME總線基礎(chǔ)上擴展了一些適應(yīng)儀器特殊要求的信號線后形成的，從功能上看，VXI總線定義的信號可分為以下幾類：*VME計算機總線*儀器要求的信號線2023/2/146VME計算機總線

1．?dāng)?shù)據(jù)傳輸總線（DTB）

DTB由總線主模塊控制，用于主、從模塊之間傳遞數(shù)據(jù)和狀態(tài)/識別信息。分為尋址線、數(shù)據(jù)線和控制線。2．DTB仲裁總線

VME總線支持多處理器的分布式系統(tǒng)。仲裁總線用來解決多個主模塊爭奪DTB總線使用權(quán)的問題，防止總線沖突。3．優(yōu)先中斷總線供VME總線系統(tǒng)的中斷器（Interrupter）和中斷處理器（InterruptHandler）之間進行中斷請求和中斷認(rèn)可使用。4．公用總線為系統(tǒng)提供時鐘、系統(tǒng)初始化及故障檢測等功能。VXI總線信號線2023/2/147VXI增加的信號線

為適應(yīng)高速、高性能儀器組件模塊的需要，VXI在保留VME系統(tǒng)總線的基礎(chǔ)上，新定義了一些面向儀器應(yīng)用的信號線。包括：*模塊識別線：檢測特定位置上的模塊的是否存在*時鐘和同步線：CLK10和CLK100、SYN100*儀器觸發(fā)線：TTL、ECL和STARX和STARY星形觸發(fā)線。*模擬相加線：

SUMBUS是VXI背板上的模擬相加結(jié)點。*局部總線：用于兩者之間高速通信，

LBUS數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)250Mbps和1Gbps。*電源線：+5V，+12V是VME標(biāo)準(zhǔn)；

+24V是為模擬電路設(shè)計的，-5V、2V和-2VVXI總線信號線2023/2/148VXI總線是一個開放式結(jié)構(gòu)，它對所有儀器生產(chǎn)廠家和用戶都是公開的，即允許不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的卡式儀器都可在同一機箱中工作，從而使VXI總線很快就成為測試系統(tǒng)的主導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

VXI總線是面向模塊式結(jié)構(gòu)的儀器的總線，與GP-IB總線相比較其性能有了較大幅度提高。下圖顯示出典型的VXI總線儀器的構(gòu)成形式。VXI測試系統(tǒng)構(gòu)成形式2023/2/149VXI典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

0號槽：放置用于控制VXI總線系統(tǒng)的內(nèi)嵌式控制器及用于連接外部計算機的翻譯器和接口常稱為0槽控制器。2023/2/1502023/2/1512023/2/152VXI系統(tǒng)的控制計算機及接口

需要測試控制計算機來運行用戶測試應(yīng)用程序、控制系統(tǒng)的總線操作、測試操作和數(shù)據(jù)處理。測試控制計算機可分為內(nèi)嵌式和外接式兩種。

1.內(nèi)嵌式測試控制計算機

內(nèi)嵌式測控計算機是按VXI總線規(guī)范設(shè)計的計算機模塊，插入主機箱的０～４個槽位的空間。對內(nèi)嵌式測控控制器(計算機)的要求是：(1)與VME總線和高性能的VXI儀器總線相容；(2)支持VME周期操作和VXI總線字串行通信協(xié)議；(3)具有０號槽服務(wù)和VXI總線系統(tǒng)資源管理能力；(4)還需提供通用計算機的能力。VXI測試系統(tǒng)構(gòu)成形式2023/2/1532．外接測試控制計算機接口

外接一臺通用計算機作為VXI系統(tǒng)的測試控制控制計算機是多數(shù)用戶的選擇。但通用計算機不能直接和VXI系統(tǒng)總線相連，因此必須設(shè)計專用的接口轉(zhuǎn)換模塊，如圖3.20所示。通過設(shè)計這樣的接口轉(zhuǎn)換模塊，計算機原則上可以使用任何通信或儀器總線實現(xiàn)與VXI總線的信息交換，如GPIB、RS232、USB、IEEE1394、LAN等。在目前VXI測試系統(tǒng)應(yīng)用中，廣泛采用的外計算機接口有以下幾種：

GPIB-VXI接口,VXI-MXI接口,1394-VXI接口VXI測試系統(tǒng)構(gòu)成形式2023/2/154

圖3-20外接測試控制計算機與VXI系統(tǒng)的連接MXIbus(MultisystemExtensionInterfacebus)即多系統(tǒng)擴展接口總線,主要用于多個VXI系統(tǒng)間的高速通信2023/2/155表1國外的幾種通用測試系統(tǒng)系統(tǒng)名稱CASSJSATSCTSIFTETETSATEC6主承包商Lockheed-

MartinDMECorp.HughesNorthropGrummanMan-TecEADS用戶海軍(美)陸軍空軍(美)海軍空軍(美)陸軍（美）海軍陸戰(zhàn)隊(美)商業(yè)航空測試對象艦載航空電子系統(tǒng)、其它電子系統(tǒng)預(yù)警飛機電子系統(tǒng)測試制導(dǎo)武器導(dǎo)彈、魚雷陸軍所有電子系統(tǒng)測試維修戰(zhàn)場前沿電子系統(tǒng)/板級測試波音、空中客車飛機測控計算機DECALPHAIntelPentiumProDECSableDEC工作站IntelPentiumSun工作站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)VXI+臺式

設(shè)備柜式VXI+臺式

設(shè)備柜式VXI+臺式設(shè)備柜式VXI+臺式設(shè)備柜式VXI箱式便攜結(jié)構(gòu)VXI+臺式設(shè)備柜式使用年代1994年1995年1996年1995年1998年1993年2023/2/156美國國防部自動測試系統(tǒng)研究、開發(fā)和集成組（ARI）規(guī)劃出下一代自動測試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)即NxTestATS，作為美國國防部系統(tǒng)的下一代自動測試系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，該標(biāo)準(zhǔn)的ATS結(jié)構(gòu)建立在開放系統(tǒng)概念的基礎(chǔ)之上，稱為自動測試系統(tǒng)的開放式結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)主要由“系統(tǒng)接口（SystemInterfaces）”和“信息框架（InformationFramework）”兩部分組成，分別受兩個主要的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：IEEEP1226（ABBET，廣域測試環(huán)境）和VXIPlug&Play（VPP，即插即用）的支持，在診斷信息系統(tǒng)方面遵循IEEEP1232（AI-ESTATE，適用于所有測試環(huán)境的人工智能交換和服務(wù)）標(biāo)準(zhǔn)。在構(gòu)成分布式綜合診斷系統(tǒng)時，則遵循TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。2023/2/1572023/2/1582023/2/1592023/2/1602023/2/1612023/2/1622023/2/1632023/2/1642023/2/1652023/2/1662023/2/1672023/2/168

利用計算機強大的圖形工具和在線幫助功能，建立圖形化的虛擬儀器面板，以完成對儀器功能的控制、數(shù)據(jù)處理和分析、顯示結(jié)果；則這種包含實際儀器操作、使用信息的軟件與PC機結(jié)合構(gòu)成的儀器，就稱為虛擬儀器。虛擬儀器基本要素為：測試功能模塊硬件集合體（或稱是硬件平臺），虛擬儀器軟件包（或稱操作軟件平臺）、計算機系統(tǒng)和計算機與硬件集合體的互聯(lián)總線，如圖所示。虛擬儀器系統(tǒng)2023/2/169輸出信號信號輸入總線操作軟件平臺應(yīng)用軟件包應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境C、VB、LabViewLabwindows/CVI計算機系統(tǒng)儀器硬件平臺DACDSPADCMEM儀器驅(qū)動器VXIbus、GPIB接口驅(qū)動軟件虛擬儀器基本要素示意圖2023/2/170

被測信號GPIB儀器串口儀器VXI模塊PXI模塊PC-DAQ計算機

虛擬儀器的構(gòu)成方式I/O接口設(shè)備2023/2/1712023/2/172軟件技術(shù)是虛擬儀器的核心技術(shù)。常用的儀器用開發(fā)軟件有LabVIEW、LabWindows/CVI、VEE等等。這些軟件已相當(dāng)完善，而且還在升級、提高。以LabVIEW為例，這是基于圖形化編程語言G的開發(fā)環(huán)境，用于如GPIB、VXI、PXI、PCI儀器及數(shù)據(jù)采集卡等硬件的系統(tǒng)構(gòu)成，而且，具有很強的分析處理能力。2023/2/173虛擬儀器（VI）是計算機技術(shù)同儀器技術(shù)深層次結(jié)合產(chǎn)生的全新概念的儀器，是對傳統(tǒng)儀器概念的重大突破，是儀器領(lǐng)域內(nèi)的一次革命。虛擬儀器是繼第一代儀器——模擬式儀表、第二代儀器——分立元件式儀表、第三代儀器——數(shù)字式儀表、第四代儀器——智能化儀器之后的新一代儀器。2023/2/174虛擬儀器的分類:從技術(shù)發(fā)展的角度來看，虛擬儀器走的是兩條技術(shù)路