葉禮兵
(深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院,深圳,518055)
眾所周知,測量自動(dòng)化是測量儀器發(fā)展的主要方向,隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展,測試項(xiàng)目日益增多,測量范圍越來越多,對(duì)測試的速度、精度越來越高,表現(xiàn)在測試任務(wù)工作量大、精度要求高、測試速度快等方面,傳統(tǒng)手動(dòng)操作儀器測試過程中,測試周期長,過程繁瑣,人為因素對(duì)測試誤差的影響較大,并且測量結(jié)果通常采用人工記錄,數(shù)據(jù)分析管理缺乏效率與持續(xù)性,在一定程度上不利于數(shù)據(jù)的積累與后續(xù)處理。傳統(tǒng)人工測量的局限性,注定其不能繼續(xù)滿足實(shí)際測量的需要,因此在無線通信測量行業(yè)必將被自動(dòng)測試系統(tǒng)所取代。通常把在最少人工參與的情況下能自動(dòng)進(jìn)行測量、數(shù)據(jù)處理并輸出測量結(jié)果的系統(tǒng)稱為自動(dòng)測試系統(tǒng)。一般,自動(dòng)測試系統(tǒng)包括控制器、程控儀器與設(shè)備、總線與接口、測試軟件、被測對(duì)象五個(gè)部分。本文基于Visual Basic 語言以及GPIB 接口,設(shè)計(jì)了一套適用于各種信號(hào)測量的自動(dòng)化測試系統(tǒng)。
本系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、GPIB 接口卡和GPIB 標(biāo)準(zhǔn)總線儀器通過標(biāo)準(zhǔn)GPIB 專用電纜連接而成。系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)通過SCPI 語言對(duì)各種儀器進(jìn)行統(tǒng)一控制和管理,實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備的自動(dòng)測試。系統(tǒng)硬件組成中,所有測試涉及儀器全部帶有GPIB 接口(GPIB 地址由程序統(tǒng)一分配),儀器與計(jì)算機(jī)之間通過GPIB 專用電纜連接,儀器之間的射頻信號(hào)傳輸則通過專用的信號(hào)連接線實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)具有如下顯著優(yōu)點(diǎn):
1)儀器的遠(yuǎn)程控制,包括啟動(dòng)和關(guān)閉與參數(shù)設(shè)置等。
2)自動(dòng)測量,并與測試指標(biāo)比較自動(dòng)給出測量結(jié)果。
3)系統(tǒng)對(duì)儀器進(jìn)行程控,可通過自校準(zhǔn)、多次測量平均等方式提高測量精度。
4)測量過程中對(duì)測量數(shù)據(jù)分時(shí)自動(dòng)存儲(chǔ),數(shù)據(jù)處理、分析靈活方便。
5)自動(dòng)生成測量報(bào)告。
測試開始時(shí),計(jì)算機(jī)與儀器通過安裝的GPIB 卡進(jìn)行通信。軟件通過SCPI 語言首先對(duì)儀器進(jìn)行初始化設(shè)置,初始化完成后,軟件再根據(jù)測試模板對(duì)射頻信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行信號(hào)參數(shù)設(shè)置,然后控制測試儀器進(jìn)行測量,測量完成后將相應(yīng)測試結(jié)果讀回系統(tǒng),根據(jù)預(yù)設(shè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理,最后給出測試指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果。
系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì),主要分為用戶管理模塊、查詢模塊、模板管理模塊、測試模塊、結(jié)果處理模塊5個(gè)子系統(tǒng),每個(gè)子系統(tǒng)又包含若干個(gè)功能模塊。其中與測試流程相關(guān)的主要包括查詢、測試、結(jié)果處理、模板管理等模塊,查詢模塊負(fù)責(zé)測試模板、測試指令以及測試結(jié)果的查詢;模板管理模塊負(fù)責(zé)測試項(xiàng)目管理、指令模板管理、測試模板添加、測試模板管理、儀器類型管理、儀器型號(hào)管理等;測試模塊負(fù)責(zé)項(xiàng)目的整體測試和分項(xiàng)測試工作。系統(tǒng)通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)庫中與測試流程相關(guān)的表單主要包括測試項(xiàng)目、測試模板、指令模板、測試結(jié)果4個(gè),它們之間通過唯一的項(xiàng)目編號(hào)(ID)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
以射頻信號(hào)發(fā)生器輸出頻率示值測試項(xiàng)目為例,說明測試流程的實(shí)現(xiàn)過程。該項(xiàng)目ID 為2,測試模板為測試時(shí)需進(jìn)行設(shè)置的參數(shù),包括信號(hào)發(fā)生器不同通道(var1)、頻點(diǎn)(var2)、信號(hào)電平(var3)等,測試模板為測試過程中涉及的11 條SCPI 語言,如下:
測試時(shí),系統(tǒng)先調(diào)入測試模板,測試模板通過項(xiàng)目ID 找到對(duì)應(yīng)的指令模板,指令模板中涉及的各種參數(shù)通過數(shù)據(jù)庫與測試模板關(guān)聯(lián),得到測試項(xiàng)目所對(duì)應(yīng)的完整指令,測試時(shí)通過反復(fù)調(diào)用以下兩個(gè)函數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器設(shè)置或測量操作。
A)儀器設(shè)置操作
B)儀器測量操作
本系統(tǒng)通過生產(chǎn)實(shí)踐證明,專業(yè)測試人員手工測試需耗時(shí)大半天的完整測試項(xiàng)目,采用本文開發(fā)的系統(tǒng),僅需1個(gè)小時(shí)左右,且測試人員只需按照系統(tǒng)提示信息進(jìn)行操作,無須掌握專業(yè)的儀器操作即可完成。綜上所述,本系統(tǒng)對(duì)測試人員的專業(yè)要求低,還可大幅度提高測試效率,再者,模塊化的設(shè)計(jì)便于修改和維護(hù),易于后續(xù)功能開發(fā)與擴(kuò)展。
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