自动检测系统原理应用及其发展状况
3 自动检测系统的组建及其关键技术
计算机技术的发展为自动检测系统（ATS）的组建提供了多种可能，典型的自动检测系统主要由自动化检测设备（ATE），检测程序集（TPS）和检测环境三部分组成。ATE由检测和测量仪器、主计算机、矩阵开关、通讯总线、接收器和系统软件组成。典型自动检测系统的组建如图2所示。主计算机控制检测和测量仪器以及TPS的运行。系统软件（如操作系统、编译器及实验运行程序等）控制检测工作站的工作状态，对TPS进行开发并执行。TPS由检测、诊断程序，连接被测单元（UUT）和ATE的适配器及操作手册等组成。检测环境包括ATS的结构描述、编程和检测规范语言、编译器、开发工具以及描述对象设计需求、检测策略信息的标准格式等。
3.1 现代自动检测系统组建的关键技术
由于现代微电子技术和计算机技术的飞速发展，检测技术与计算机深层次的结合引起了检测仪器领域的革命，全新的仪器结构概念和检测设备组建方式不断更新。现代检测设备组建的关键技术主要集中在以下几点。
一、程控接口技术
如何实现检测系统与被测设备间的自动连接，是实现检测过程自动化的关键。用计算机程序控制的接口单元（PIU）是解决这一问题的重要手段。这种程控接口（PIU）包括一组通用的连接点，并配有所需的缓冲器和多路分配器，用于完成三项基本任务。
1、发生、调理（如衰减、缓冲、变换等）模拟与数字激励，并将激励引导到相应的被测装置；
2、把从相应的被测装置引线来的测量数据进行调理并引导到自动检测系统；
3、将程控负载加到相应的被测装置引线上。
简言之，程控接口在程序控制下，能够把任何检测系统功能引导到任何被测设备，并能完成检测。
二、虚拟仪器技术
80年代末期，美国NI（National Instrument）公司提出了虚拟仪器的概念：在一定的硬件平台下，利用软件在屏幕上生成虚拟面板，在软件导引下进行信号采集、运算、分析和处理，实现传统仪器的各种功能。
虚拟仪器是计算机技术同仪器技术深层次结合产生的全新概念的仪器，是对传统仪器概念的重大突破。传统仪器的主要功能模块都是以硬件（或固化的软件）的形式存在的，而虚拟仪器是具有仪器功能的软硬件组合体。虚拟仪器系统的功能可根据软件模块的功能及其不同组合而灵活配置，因而得以实现并扩充传统仪器的功能。
三、专家系统
自动检测技术与专家系统的结合也是自动检测领域的一个重要发展趋势。专家系统作为人工智能的重要组成部分，于五十年代产生，到八十年代形成人工智能这一完整的学科体系。美国在八十年代中期就率先将专家系统引入航空机载设备的检测，效果良好。专家系统与典型自动检测设备的结合，将大大提高故障分析判断能力，提高设备维修保障效率。
四、现场故障检测技术
现代机载设备的发展趋势是微处理器和大规模集成电路的应用日益普遍，现场故障检测也就越加显得重要。为了便于现场维修，正在开发、研究诸如特征分析、逻辑分析、电路模拟、内在诊断等现场故障检测技术。例如，采用“特征分析技术”，在电路图的有关节点，标明“特征”，由设备本身产生激励，用一种简单的、无源的检测仪器—特征分析仪，就能迅速地在现场找出故障，定位到元器件，从而大大地简化了维修现场的故障诊断，有效地提高了设备的战备率。
五、开放、可互操作的ATS实现技术
所谓ATS的可互操作性是指两个以上的系统或部件可以直接、有效地共用数据和信息。就一般的ATS结构来说，其互操作性主要体现在可以共用TPS和ATE的资源，可以共用一个底层的诊断子系统，可以支持多种运行环境和语言。所谓系统的开放性是指：其功能部件采用广泛使用的标准或协议，从而可在不同的系统中使用，可以与其它系统中的部件互操作，软件可以方便的移植；其接口也符合广泛使用的标准、规范或协议，或具有完全明确的定义，从而通过插入新的功能部件，即可增加、扩展和提高系统的性能。
4基于PC的虚拟仪器技术
一、虚拟仪器的定义及构成
一般说来将传统仪器的硬件和最新计算机软件技术充分结合起来，以实现并扩展传统仪器的功能。因此，将数据采集卡插入计算机空闲的扩展槽中，利用软件在屏幕上生成虚拟面板，在软件引导下进行信号采集、运算、分析和处理，实现仪器功能并完成检测的全过程，这就是所谓的虚拟仪器。与传统仪器的比较如表1。
表1 虚拟仪器与传统仪器的比较
虚拟仪器系统的基本构成框图如图3所示。目前较为常用的虚拟仪器系统有PC总线方式、GPIB通用接口总线方式和VXI总线方式等多种类型。
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