作者： 高天虹，汪海波（北京中科泛華測控技術有限公司  北京 100083）

摘要：本文通過對現代軍工行業發展的分析


，及大量的實際應用案例解析
，提出了適應現代軍工測試係統需求的設計理念。
關鍵詞：柔性測試技術
、軍工測試需求、軟件分層架構
、接插件

• 現代軍工測試係統麵臨的新挑戰

隨著現代科技水平的發展，軍工係統中武器裝備更新速度加快
、複雜程度加深、電(dian)子(zi)化(hua)程(cheng)度(du)日(ri)益(yi)提(ti)高(gao)等(deng)等(deng)，這(zhe)些(xie)軍(jun)工(gong)產(chan)業(ye)中(zhong)新(xin)特(te)征(zheng)的(de)顯(xian)現(xian)，使(shi)得(de)軍(jun)工(gong)的(de)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)的(de)類(lei)型(xing)多(duo)樣(yang)，信(xin)號(hao)間(jian)的(de)關(guan)聯(lian)程(cheng)度(du)緊(jin)密(mi)
，後(hou)期(qi)信(xin)號(hao)分(fen)析(xi)過(guo)程(cheng)難(nan)度(du)增(zeng)大(da)。同(tong)時(shi)，由(you)於(yu)軍(jun)工(gong)行(xing)業(ye)特(te)殊(shu)的(de)環(huan)境(jing)要(yao)求(qiu)，也(ye)使(shi)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)環(huan)境(jing)相(xiang)對(dui)惡(e)劣(lie)。

上述的現代軍工行業特點要求我們在搭建測試係統時，需要充分考慮其對以下幾方麵的需求：

• 測試係統的可靠性需求：這種可靠性包括軟、硬件平台的可靠性
  
  ，即開發性平台本身應具備高可靠性
  ，並且要求所選平台能夠具備一定程度的長期支持性。
• 測試係統的精確性需求：體現在測試精度、準度以及通道數量等方麵。
• 測試係統的適應性需求：針(zhen)對(dui)現(xian)代(dai)軍(jun)工(gong)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)待(dai)測(ce)信(xin)號(hao)類(lei)型(xing)眾(zhong)多(duo)，測(ce)試(shi)步(bu)驟(zhou)靈(ling)活(huo)等(deng)特(te)征(zheng)，測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)應(ying)當(dang)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)為(wei)測(ce)試(shi)人(ren)員(yuan)提(ti)供(gong)可(ke)自(zi)定(ding)義(yi)的(de)多(duo)功(gong)能(neng)適(shi)應(ying)性(xing)空(kong)間(jian)
  ，無(wu)論(lun)測(ce)試(shi)步(bu)驟(zhou)還(hai)是(shi)硬(ying)件(jian)資(zi)源(yuan)
  ，均(jun)可(ke)進(jin)行(xing)靈(ling)活(huo)配(pei)置(zhi)
  ，真(zhen)正(zheng)做(zuo)到(dao)量(liang)身(shen)定(ding)做(zuo)、隨需而動。
• 測試係統的擴展性需求：從快速變化的趨勢考慮，需要為測試係統提供多元化的擴展空間
  ，保證其最大程度的複用，節約開發周期及成本等。

• 滿足軍工行業測試係統需求的“柔性測試”技術

根gen據ju現xian代dai軍jun工gong行xing業ye的de發fa展zhan需xu求qiu，同tong時shi結jie合he泛fan華hua測ce控kong多duo年nian來lai在zai軍jun工gong測ce試shi領ling域yu的de耕geng耘yun實shi踐jian，泛fan華hua測ce控kong率lv先xian在zai業ye界jie提ti出chu了le構gou建jian測ce試shi係xi統tong的de核he心xin技ji術shu―“柔性測試”技術。它是以虛擬儀器技術
、測試測量技術、機電一體化技術、軟件技術
、通信及網絡技術等為基礎
，以測試係統的精確性、可靠性、適應性
、靈活性和拓展性為研究目標，關注測試測量係統的整體功能及性能，對滿足測試測量係統需求的方法及手段進行深入研究的一門技術。“柔性測試”技術的提出正符合了軍工行業測試係統對其可靠性
、精確性、適應性和擴展性的需求，其不僅可指導軍工行業的測試係統搭建，它也必然是當前中國測試技術發展的趨勢。

• 下麵我將通過實際應用案例來說明如何構建一個滿足軍工行業多方麵需求的測試係統。

• 基礎平台的選擇
• 硬件平台

針對現代軍工測試係統信號類型多並且信號間的關聯程度高的特點，及結合“柔性測試”技術對於追求測試係統可靠性、適應性
、擴展性等需求的核心設計理念，我們選擇了基於計算機的高可靠性平台PXI。
當然
，在硬件平台的選擇方麵有很多備選方案可供選擇，我們選擇的是能滿足軍工行業發展需求的，同時在測試測量領域較好的方案。PXI既避免了使用普通的PC機在運輸
、環境

、工作條件等方麵的壓力，又避免了使用傳統測試儀器為其帶來的低複用性和高成本的問題。PXI平台不僅從品質上滿足了可靠性、高性能等需求，模塊化的結構也使得適用性及擴展性得以保障。

• 應用案例：

某型通用測試係統

，如圖1所示，是基於PXI-SCXI混合機箱搭建，該係統具備極高的信號適應性，具備對壓力、電壓、溫度
、頻率
、轉速等不同類型信號的采集能力，大大節約了硬件成本
，實現了對不同信號類型的統一整合測量。

• 軟件平台

泛華使用圖形化的編程語言LabVIEW。至今LabVIEW在zai測ce試shi測ce量liang領ling域yu處chu於yu主zhu導dao地di位wei
，它ta專zhuan門men為wei測ce試shi測ce量liang而er優you化hua，內nei部bu整zheng合he了le眾zhong多duo測ce試shi測ce量liang過guo程cheng中zhong會hui用yong到dao的de相xiang關guan函han數shu
，在zai工gong程cheng師shi搭da建jian測ce試shi係xi統tong時shi，大da大da節jie約yue了le時shi間jian及ji人ren力li成cheng本ben。另ling外wai
，針zhen對dui軍jun工gong測ce試shi中zhong對dui可ke靠kao性xing及ji高gao性xing能neng的de需xu求qiu
，LabVIEW同時具備的RT版本更是確定了LabVIEW最為軟件開發平台的地位，使得工程師可以在Windows的de平ping台tai上shang開kai發fa程cheng序xu，之zhi後hou自zi動dong部bu署shu到dao實shi時shi目mu標biao中zhong去qu
，使shi得de編bian程cheng過guo程cheng大da大da簡jian化hua了le。對dui於yu測ce試shi係xi統tong，采cai用yong實shi時shi操cao作zuo係xi統tong，可ke以yi保bao證zheng係xi統tong響xiang應ying的de確que定ding性xing，長chang時shi間jian進jin行xing可ke靠kao的de數shu據ju采cai集ji。

• 應用案例：

如圖2所示，是用LabVIEW設she計ji的de某mou型xing發fa動dong機ji測ce試shi係xi統tong最zui終zhong應ying用yong程cheng序xu的de軟ruan件jian界jie麵mian，頂ding端duan的de係xi統tong級ji按an鈕niu，主zhu題ti部bu分fen的de瞬shun態tai數shu據ju顯xian示shi及ji預yu警jing，波bo形xing信xin息xi的de顯xian示shi以yi及ji報bao表biao生sheng成cheng等deng功gong能neng一yi應ying俱ju全quan

，客ke戶hu很hen好hao的de滿man足zu用yong戶hu的de測ce試shi需xu求qiu。

• 精準耐用的連接器

係統的性能高低往往取決於其性能最薄弱的一個環節
，即所謂的“木桶效應”，現xian在zai

，即ji使shi一yi個ge測ce試shi係xi統tong已yi經jing具ju備bei了le高gao性xing能neng的de軟ruan硬ying件jian平ping台tai，也ye並bing不bu能neng確que保bao整zheng個ge係xi統tong的de高gao性xing能neng。由you於yu軍jun工gong測ce試shi係xi統tong本ben身shen涉she及ji到dao的de信xin號hao類lei型xing眾zhong多duo
，信xin號hao間jian勢shi必bi會hui有you極ji大da的de幹gan擾rao，整zheng個ge測ce試shi係xi統tong所suo處chu的de電dian測ce環huan境jing十shi分fen惡e劣lie。綜zong上shang所suo述shu，軍jun工gong測ce試shi係xi統tong性xing能neng的de最zui薄bo弱ruo環huan節jie往wang往wang出chu現xian在zai信xin號hao連lian接jie器qi上shang。所suo以yi我wo們men通tong過guo采cai用yong國guo際ji通tong用yong的de信xin號hao接jie入ru方fang法fa
，為wei用yong戶hu提ti供gong精jing準zhun耐nai用yong的de連lian接jie器qi。

• 應用案例：

moufengdianceshixitong，genjushijiqingkuangzhenduixitongdexinhaolianjieqibufen，weishixianceshixitongziyuanyubeicejianceshixinhaodekekaolianjie，xinhaodianqilianjieqizhuangzhibixujuyouceshiyaoqiudegonglvronglv、xinhaopinlvheshiyongshouming，youdianqilianjieqisuoyinrudefujiaxinhaoshuaijianheganraobixukongzhizaiceshisuoyunxudefanweinei，suoyicaiyonglemokuaihuadehunzhuanglianjieqi
，rutu3所示。
此種連接器具備以下特點：

• 高性能：采用線簧連接器，接觸可靠
  ，高插拔次數，具有接觸電阻小
  
  
  、負載電流大
  、抗震性能好及插拔力輕等優點。

• 適用性：根據實際信號情況把所有傳感器信號分為3組zu分fen別bie進jin行xing混hun裝zhuang連lian接jie
  
  ，每mei個ge連lian接jie器qi內nei部bu，均jun采cai用yong模mo塊kuai化hua的de設she計ji，用yong戶hu可ke以yi對dui所suo需xu的de信xin號hao類lei型xing及ji路lu數shu進jin行xing自zi定ding義yi的de設she置zhi，模mo塊kuai化hua設she計ji
  ，便bian於yu升sheng級ji及ji維wei修xiu。
• 可靠性：使用耐高溫的高質量屏蔽線纜進行連接，最終使信號連接器部分對整個係統的影響降到最低。

• 通用的軟件分層架構

在開發應用程序的過程中，通過軟件分層架構可以有助於工程師們高效的開發應用測試程序。如圖4所示，這樣的五層架構並非絕對層次

，而是相對意義上的層次或功能層次的劃分。五個層次各具功能
，協同起來可很好的達到可靠、適用、拓展的測試係統需求。

• 用戶界麵層：負責人機對話和數據顯示等。
• 管理層：包括對係統硬件資源、標定信息、試驗流程配置、試驗操作以及試驗數據進行管理。
• 通信層：為主控終端提供原始數據引擎和狀態數據引擎。為實時采集係統提供配置信息和命令數據引擎。
• 測試流程控製層：這zhe一yi層ceng是shi執zhi行xing端duan層ceng次ci的de核he心xin結jie構gou
  ，負fu責ze解jie析xi管guan理li層ceng的de配pei置zhi信xin息xi和he命ming令ling參can數shu並bing控kong製zhi程cheng序xu按an照zhao用yong戶hu配pei置zhi的de測ce試shi流liu程cheng執zhi行xing。同tong時shi向xiang硬ying件jian驅qu動dong層ceng發fa送song指zhi令ling和he提ti取qu數shu據ju、分析數據，將原始數據和處理結果傳送到通信層。
• 硬件驅動層：為測試流程控製層和數據采集輸入設備
  
  、振動噪聲采集設備、數字I/O設備等建立標準接口
  
  ，從輸入設備采集數據並發送到試驗流程控製層。
• 應用案例：

如圖5所suo示shi
，某mou測ce試shi係xi統tong的de應ying用yong程cheng序xu提ti供gong了le係xi統tong資zi源yuan配pei置zhi功gong能neng，程cheng序xu運yun行xing時shi
，係xi統tong會hui自zi動dong檢jian測ce到dao所suo有you的de硬ying件jian資zi源yuan。在zai設she備bei列lie表biao中zhong列lie寫xie出chu來lai
，用yong戶hu隻zhi需xu根gen據ju實shi際ji傳chuan感gan器qi連lian接jie情qing況kuang，對dui使shi用yong的de設she備bei進jin行xing使shi能neng選xuan擇ze，並bing且qie可ke以yi配pei置zhi相xiang關guan的de信xin息xi，比bi如ru通tong道dao名ming稱cheng
、傳感器類型、標biao定ding信xin息xi等deng。大da大da提ti高gao了le係xi統tong的de靈ling活huo性xing
，給gei用yong戶hu提ti供gong最zui大da限xian度du的de適shi用yong性xing空kong間jian
，可ke以yi實shi現xian靈ling活huo的de測ce試shi步bu驟zhou和he測ce試shi方fang法fa
，滿man足zu多duo種zhong測ce試shi需xu求qiu。

綜上所述
，我們可以看出，要建立一個高效的軍工測試係統
，不僅需要在係統建立最重要的三方麵有優化、合適的選擇（即係統的軟硬件平台
、連接器及軟件結構），而且也需要具有係統化、發(fa)展(zhan)性(xing)的(de)設(she)計(ji)技(ji)術(shu)理(li)念(nian)的(de)核(he)心(xin)思(si)想(xiang)。同(tong)時(shi)，作(zuo)為(wei)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)其(qi)本(ben)質(zhi)不(bu)僅(jin)要(yao)具(ju)備(bei)測(ce)試(shi)行(xing)業(ye)本(ben)身(shen)的(de)特(te)性(xing)需(xu)求(qiu)，還(hai)要(yao)順(shun)應(ying)其(qi)行(xing)業(ye)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)及(ji)特(te)點(dian)，從(cong)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)及(ji)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)環(huan)境(jing)的(de)角(jiao)度(du)來(lai)設(she)計(ji)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)。
這樣才能在最大程度上滿足軍工行業對測試係統在可靠性、精確性
、適應性和擴展性方麵的發展需求，從而構建高效、精確的軍工測試係統。

作者介紹：

高天虹（1984年出生），女，北京中科泛華測控技術有限公司應用工程師
，北京交通大學電子信息工程專業，主要從事測試技術方麵的研究，獲得NI CLAD認證

，有著豐富的項目經驗。

汪海波（1978年出生）
，男，北京中科泛華測控技術有限公司技術主管。主要從事自動化測試係統構建方麵研究，擁有眾多大型項目開發實踐經驗。