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1、基于虚拟仪器技术的航空机载电子设备自动测试系统基于虚拟仪器技术的航空机载电子设备自动测试系统fenghy导语：机载电子设备自动测试系统需要对上百种部件进展功能测试，涉及的信号种类和数目都很多，这些信号按照频率分为低频和高频两种机载电子设备自动测试系统需要对上百种部件进展功能测试，涉及的信号种类和数目都很多，这些信号按照频率分为低频和高频两种，按时域特性分为连续和离散信号，按照形式分为电信号和非电信号如温度、速度、高度、气压、航向等。为知足复杂的测试需求，我们采用虚拟仪器技术。系统硬件设计PXI模块化仪器相对于GPIB、VXI、RS232等仪器而言，具有速度快、体积小、易扩展等上风，因此作为硬件
2、的主体。再选用常规信号源SOURCE和信号测量模块SENSOR，通过GPIB和RS232总线扩展专用和自研设备。整个系统硬件原理如图1所示。由于PXI模块较多，且为了今后的扩展，选用了18槽的PXI-1045机箱；为了进一步进步系统平台的集成度，选用PXI-8187零槽嵌入式控制器，摒弃了以往系统中利用MXI-2将工控机作为主控器的方式。PXI-8187带有GPIB接口，可以方便的扩展GPIB总线设备。局部仪器资源和部件需要串口通讯，应选用PXI-8421扩展4个串口。1信号收集以61/2数字万用表PXI-4070和51/2数字万用表PXI-4060作为常用的测试模块，可以测量0300V的电压
3、，01A的电流，0100M的电阻。示波器PXI-51122通道8位分辨率，100MHZ带宽和模拟输入PXI-6070E16路单端输入/8路差分输入，12位分辨率，1.25M采样率配合使用，可以知足常用的连续波和单点电压信号的收集。PXI-6070E在进展数据收集时，前端连接了两块SCXI-1125，用于信号的调理10kHz或者4Hz的低通滤波、衰减。此外，PXI-6070E还可用于控制器与SCXI机箱之间的通讯。高速DIOPXI-6534可以收集和输出上下速离散量。特殊和复杂信号的收集处理那么采用GPIB设备和RS232自研设备，如频谱分析仪。2信号输出函数发生器PXI-542116位分辨率，
4、100MS/s采样率，带宽43MHz和高速模拟输出PXI-67338路输出，16位分辨率，刷新率1MHz配合使用，可以知足常用的连续波和单点电压信号的输出；SCXI-1124用于隔离模拟电压和电流的输出。特殊和复杂信号的输出采用GPIB设备和RS232自研设备，如交直流电源、射频信号源、大气数据测试系统、模拟器等。3信号路由由于大局部机载电子设备的信号数目诸多，不可能将所有信号同时直接连接到资源上，必须经过继电器矩阵进展切换。因此继电器必须有足够快的响应时间，才能通断较大的信号。选用两块继电器矩阵模块SCXI-1129和附件SCXI-1333、SCXI-1339，组合成适宜的继电器矩阵最大通断
5、才能150Vdc/A，150Vrms/250mA。在信号的连接、断开经过中，为了实现最优途径的自动选择和平安保护防止源于源相连，我们重新编写了继电器矩阵驱动，在实际使用中获得了满足的结果。4资源接口和适配器资源接口是所有资源接口的集合，每个部件根据需要通过适配器连接局部资源。一个或者多个UUT共用一个适配器，因此测试系统根据UUT的信号情况，可以配置一个或者多个适配器。系统软件设计CVI在标准C语言AnsiC的根底上增加了仪器控制和工具函数库的虚拟仪器开发软件，提供了很多实用的例程，具有友好的图形用户界面，并且C语言是大家都比拟熟悉和易于使用的开发工具，因此选用CVI可以加快测试程序TP的开发
6、。系统软件原理见图2。图2系统软件架构为了方便和标准TP的编写，TP开发治理软件根据输入的测试信息自动生成测试程序代码框架和仪器操纵代码。测试程序编写完成后编译生成动态库，由测试程序执行治理软件调用和治理。在测试程序开发经过中，仪器操纵和虚拟仪器界面的开发是两个重点。1IVI仪器驱动的开发和使用仪器驱动的用处是对仪器进展程控，简化测试程序开发人员对仪器的操纵。传统的仪器驱动与仪器耦合太严密，仪器发生变化，驱动也要重新编写，进而使用此驱动的测试程序也要重新编写和编译。IVI可互换虚拟仪器驱动采用了类驱动的概念，实现了同一类仪器之间的互换，同时增加了仪器仿真和状态缓存的特性，进步了TP开发调试的效
7、率。CVI提供了方便的IVI驱动开发工具，因此可在开发测试程序经过中选用IVI驱动来控制仪器。目前，IVI驱动标准只发布了八大类仪器的类驱动，为了保证非IVI标准的仪器在一定范围具有可互换和仿真功能，我们借鉴了标准IVI驱动的机制，开发了自定义IVI驱动。利用IVI驱动，我们成功实现了NI公司的PXI-4070卡式万用表与AGILENT公司的HP34401GPIB台式万用表之间的互换，实现了不同公司消费的单相沟通电源和三相沟通电源之间的互换。IVI驱动采用逻辑名和XML配置文件机制，在硬件资源描绘发生变化时，只需更改配置文件，不需要更改和重新编译测试程序，就能保证测试程序的正常运行。假如不采用IVI驱动，就必须更改所有用到函数发生器的测试程序，将在很大程度上延误工程进度。此外，利用IVI驱动的仿真功能，使得测试程序开发人员可在自己没有安装任何硬件的计算机上进展仿真调试，进步了平台的使用效率和测试程序开发效率。2虚拟仪器界面的开发虚拟仪器界面提供人机接口，可以让操纵员根据需要施加信号，实时监测信号。CVI提供了开发虚拟仪器界面的用户接口资源文件.uir和各种控制和显示控件，用于模拟实际仪器界面。目前，NILabVIEW、CVI和HPVEE是最为出色和方便易用的虚拟仪器界面开发软件。图3是其中一个TPS的虚拟仪器界面。