稱重儀表自動測試系統(tǒng)的設計與實現

郁峰

摘要：現如今，我國是互聯(lián)網發(fā)展的新時期，經濟在迅猛發(fā)展，社會在不斷進步，主要構建了一種以Labview為軟件開發(fā)平臺，以CAN模塊為硬件基礎的自動測試系統(tǒng)，實現稱重儀表通信協(xié)議的自動測試。論文簡要介紹了稱重儀表的基本特點，詳細介紹了系統(tǒng)總體方案設計及軟件的實現過程。試驗結果表明：該系統(tǒng)簡單可靠，易于擴展和維護，有一定的靈活性和覆蓋面，在3min內完成426條通信協(xié)議的測試，極大地提高了測試效率，有一定的實用性和推廣價值。

關鍵詞：稱重儀表;CAN;Labview

引言

電子儀表在我們生活中無處不在，例如智能電表、水表、熱能表已經逐步替代了傳統(tǒng)的機械表，智能表一般具有低功耗、可遠程抄收等功能。在我們平日看到的設計美觀大方的儀表外殼內部，電路模塊無疑才是電子儀表的核心?？煽?、高效的電子模塊檢測技術是確保產品的質量的關鍵。在產品設計初期，往往要對硬件設計接收電磁環(huán)境運行測試、靜電干擾測試、產品強度測試、性能測試、極端環(huán)境測試等一系類專業(yè)測試，這些測試可以有效檢測出硬件電路的設計缺陷，有助于提高產品質量。生產過程中對產品的出廠測試可以分為在線測試和功能測試等方法。本文結合儀表產品測試實際情況，設計具體自動化測試方案。

1電子秤稱重儀表的原理及其結構

電子秤稱重儀表原理是重物加載到秤體上后，由稱重傳感器將重量信號轉變?yōu)槌杀壤碾娦盘栞敵觯缓蠓Q重儀表將傳感器輸出的模擬信號經放大、濾波、A/D轉換、數字處理后在顯示屏上顯示。電子秤稱重儀表可以分為四個部分。一是稱重傳感器部分，主要功能是將加到稱臺上的重量信號轉變?yōu)槌杀壤碾娦盘栞敵?二是顯示儀表部分，主要功能將傳感器輸出的模擬信號經放大、濾波、A/D轉換、數字處理后在顯示屏上顯示;三是秤體部分，主要功能是承重，機械結構上還可分為秤臺、位移限位、卸荷鑼栓;電氣上有接線盒、信號電纜等;四是外部設備部分，是指連接在顯示儀表的信號輸出端口，接收儀表輸出信號的設備;常見的外部設備有打印機、大屏幕顯示器、計算機管理系統(tǒng);另外還有模擬量輸出、光纖輸出、固態(tài)繼電器輸出等。電子秤電子稱重儀表根據信號源的種類可分為兩大類，即模擬稱重儀表與數字稱重儀表。模擬稱重儀表是接收的是模擬信號，秤體使用的是模擬傳感器，是將加到秤臺上的重量通過彈性體的變形引起電阻應變計的阻值變化轉變?yōu)槌杀壤碾娦盘栞敵?數字稱重儀表是現代電子技術、微處理技術、數字補償技術與傳統(tǒng)的應變式稱重傳感器相結合的儀表，可以根據提供和數字傳感器對應的通訊接口和協(xié)議，通過計算機計算出重量并進行顯示、存儲、打印、傳輸。

2稱重儀表自動測試系統(tǒng)的設計與實現

2.1主程序

Labview開發(fā)平臺除具有常規(guī)的條件結構、順序結構、循環(huán)、事件結構外，還根據應用場合的不同提供了狀態(tài)機、消息隊列、生產者/消費者、主/從等設計模式，根據程序特點直接調用模板進行編程，可以省去對程序整體框架的考慮，從而節(jié)約很多時間。由于測試開始前操作者需要對SWD和ZLGCAN進行配置，選擇測試項目，測試時又是全自動測試，因此，系統(tǒng)主程序基本框架為生產者/消費者結構，自動測試部分為消息隊列結構，自動逐項執(zhí)行所選擇的測試項目，執(zhí)行完畢又返回到生產者/消費者結構，以便與用戶交互處理后續(xù)的數據保存、報告保存等操作。

2.2軟件設計與實現

該軟件開發(fā)環(huán)境為Delphi7，應用可以運行在WindowsXP/7/8系統(tǒng)環(huán)境下，軟件可同時開啟三個串口，以適應復雜的功能測試。儀表出廠整體測試可實現多命令一鍵按鈕全自動測試，具體指令包括讀地址、讀加載地址、讀程序版本、整體開閥、整體關閥等。下面介紹系統(tǒng)中出廠測試幾個重要的功能測試。（1）無線模塊測試。計算機串口連接“串口-無線”轉換設備，發(fā)送“讀信號強度”命令，根據信號強度回復命令，檢查無線模塊是否存在故障，回復正常且信號強度在正常范圍區(qū)間則進行下一步測試。輸入框地址由軟件程序控制自動增1，人工測試時，只需要在當天測試輸入該批次最小地址，按地址從小到大進行測試，無需多次輸入。（2）程序版本與條碼測試。儀表盒體貼有條形碼，該步驟采用掃碼槍自動掃描填寫參考地址，將條碼地址寫入儀表，并再使用“讀地址”命令比較讀取地址與寫入地址是否相同，以防實際地址與條碼地址不符。地址核查后，再發(fā)送“讀版本信息”命令，與參考版本核對，以防程序下載錯誤?！皸l碼”復選框的選中與否可以選擇是否采用掃碼槍掃描的方式進行測試，采用掃碼槍測試可以不按按鈕，測試結束自動清空寫入地址框，按下掃碼槍自動下一輪測試。參考地址也可以采用可選自增的方式，對于批次連號的儀表簡化測試流程。該功能所用到的命令有多個，但是軟件系統(tǒng)根據步驟可以完成一鍵自動化測試，或無按鍵（僅使用掃碼槍）自動測試。（3）開關閥電壓測試。發(fā)送開閥命令，延時后再發(fā)送Mod-bus讀數據命令，讀取電子電壓表數據值，與標準電壓做比較，若大于標準電壓則模塊正常;用同樣的方式再讀取關閥電壓，為0V為正常。以上不同的命令在出現錯誤，例如版本錯誤，都將暫停整體測試，在界面中提示需要重新測試。智能電壓表的使用縮短整體測試時間十余秒，且其采樣率高，減少了人工測試失誤。

2.3原理法

就是根據電子稱重儀表的工作原理，從原理上進行分析來查找故障原因的方法。例如，有一儀表讀數不穩(wěn)定，但并不是無規(guī)則的亂跳，因此可排除數字邏輯電路的問題，查傳感器輸出電壓，發(fā)現此電壓偏高，由此推斷激勵電壓偏高，測Q7C腳得19V，根據原理圖分析Q7與A29并聯(lián)輸出，而Q7是恒流方式工作的，所以電壓不穩(wěn)定主要是負責穩(wěn)壓的A29（LT102E）有問題，換A29故障消失;又如，有一儀表，按PRINT鍵后不能打印，用試探法換一鍵盤，按PRINT鍵后能打印，說明問題出在鍵盤上，根據原理圖，用萬用表測量鍵盤引出電纜7腳與9腳之間的電阻，未按時為開路，按下時為32k而正常情況應為38Ω，說明此鍵接觸不良。

結語

1）效率高：426條協(xié)議可以在3min內完成測試，采用手工測試，即使熟練的測試工程師也需要3～4d的時間。2）簡單可靠：通過幾步簡單的操作即可完成測試，通信協(xié)議異常模擬測試的結果表明，通過測試報告的詳細測試數據，軟件可以準確定位各類協(xié)議缺陷。3）覆蓋面廣：軟件充分考慮到了參數設置的最大值、最小值、合法值和非法值等各種情況，還可以通過修改節(jié)點號測試不同節(jié)點的情況，避免了手工測試考慮不全的情況，擴大了測試的覆蓋面。4）易于擴展和維性：測試內容可以通過EXCEL表格進行定制，當通信協(xié)議發(fā)生變更時，只需要對EXCEL表格進行維護即可，具有良好的可擴展性和維護性。5）軟件具有很好的靈活性：根據需要選擇測試項目。具有詳細的幫助系統(tǒng)，新手也可以根據相關說明正確完成測試。

參考文獻：

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