PXI总线测试系统的设计与开发

PXI总线测试系统的设计与开发

李爱民[1]2008年在《基于PXI总线的虚拟仪器测试系统的设计及其网络化研究》文中研究说明近年来,随着计算机技术与自动测量技术的发展,出现了一种全新的仪器形式——虚拟仪器,它彻底改变了传统仪器的概念,是仪器发展史上的一次巨大变革。本文根据电子测量仪器与自动测试系统的现状和发展趋势,对虚拟仪器及其网络化技术进行了深入的研究,并针对实验室里的传统测试仪器操作复杂、功能固定、测量精度低、难以实现网络连接等问题,提出了基于虚拟仪器的自动测试系统构建方案,最终设计开发了基于PXI总线的网络化虚拟仪器综合测试系统。本文的主要内容包括:(1)介绍了图形化虚拟仪器软件开发平台——LabVIEW,详细分析了PXI总线的特性,进而给出了整个测试系统的组成架构。(2)结合模块化板卡,设计实现了基于PXI总线的虚拟任意波形发生器、虚拟数字示波器以及虚拟数字万用表,并分别进行了调试与分析,给出了它们的性能指标,最后在各独立仪器设计的基础上进行了系统集成。(3)深入探讨了虚拟仪器的网络通信技术,重点研究了DataSocket、Web Server及远程面板技术,并设计实现了基于PXI总线的虚拟仪器测试系统的网络化。本课题设计的虚拟仪器测试系统以软件为核心,与传统仪器相比,具有扩展性好、功能强、开发时间短、测试精度高等优点;同时,通过网络化设计实现了系统的数据共享和远程监控,不仅节省了大量的资源和成本,还进一步拓宽了系统的应用范围。

开湘龙[2]2013年在《基于PXI总线的导弹测试系统研制》文中认为PXI总线是PCI总线在仪器及测试领域的扩展,它在1997年,由美国国家仪器公司(NI)提出的具有模块化特点的总线规范。基于PXI总线的测试系统以其高性价比、优异的便携性、开放的体系结构、易于维护等特点,正在被应用到更多的测试任务中。本文根据某导弹的实际测试需求,研制完成了一套基于PXI总线的测试系统。本文首先详细分析了某型号导弹的特点及测试需求,根据任务提出的各项性能指标,确定了基于PXI总线的测试系统总体设计方案。整个测试系统硬件由PXI-8109嵌入式控制器、PXI-1045机箱、数据采集模块、开关控制模块、RS-422与RS-485通讯模块组成。该测试系统可以实现与弹上设备的通讯,并对弹上基本电气参数以及特有参数的测量,并且满足测试系统的便携性以及可靠性要求。然后,又研究了基于Altera公司提供的IP核的PXI总线接口逻辑设计方法,并通过PCI Compiler IP核进行了设计验证。在研究PXI总线接口技术的同时,通过对各个功能模块详细技术指标的分析,给出了每个模块的软硬件设计方案,并对矩阵开关模块的高准确性以及继电器的快速切换,并行隔离A/D数据采集模块的电磁干扰、误差分析、电源隔离等问题进行了研究。在软件设计方面,设计了基于LabWindows/CVI的各个功能板卡的测试软面板以及PXI设备的功能板卡驱动程序。最后,设计了测试系统的具体调试方案,并给出了测试过程以及测试结果,在研究了常用数据采集模块精度校正方法的基础上,通过对采样数据进行分析以及运算,得出了最小二乘线性方程的参数,然后给出了使用最小二乘方法采集数据的误差,并与之前采集数据进行对比,精度有所提高。最后,本文介绍了测试系统的PXI接口调试以及各个功能模块的软硬件调试,并对调试结果进行了误差分析,通过分析,基于PXI总线的测试系统满足任务书提出的各项性能指标要求,可用于实际的导弹测试。

吕英军[3]2008年在《军用飞机低频设备通用自动测试系统研究与设计》文中提出自动测试系统作为武器装备的重要保障装备,越来越受到重视,美军为了进一步减少开发费用、使用维护费用,开始研究基于开放式体系结构的下一代自动测试系统。目前,我国军还处于专用测试系统开发、使用阶段,由于军用自动测试系统直接与武器系统相关,难于获得国外有关的详细设计资料。因此有必要开展基于新技术的通用自动测试系统的研究工作。本文通过对多机型低频设备的大量测试需求分析,结合国外在自动测试系统方面的最新发展,利用商业化软硬件产品创造性地构建了军用飞机低频设备通用自动测试系统,主要用于基层级进行信号工作频段为DC~100kHz的低频机载设备的测试。该系统具有良好的信号特性,确保了测试的准确性、稳定性;开放性好,易于系统的扩展,可以通过增加必要的硬件资源,很容易扩展成为高频设备的测试系统;通用性强,通过按测试步骤开发测试程序、设计简单的测试接口适配器,就可以实现对被测单元的测试功能;按步执行测试程序,与测试步骤相一致,易于使用;保障性好,降低了维修使用费用,减少了维修等待时间。

郭文飞[4]2011年在《基于PXI总线的直升机电气系统测试平台的研制》文中研究指明随着航空技术的不断发展,原有的独立式测试平台技术已无法满足直升机电气系统的要求。基于PXI总线的直升机电气系统测试平台具有数据传输速度快、结构规范、可靠性高、模块化易维护等特点,正好符合直升机技术的发展需求。本文结合某型号直升机电气系统的信号特征,选用美国NI公司生产的PXI板卡,结合LabVIEW的数据采集模块,研制了基于PXI总线的直升机电气系统测试平台,完成了电源控制柜、中央操纵台和仿真监控柜等主要部分的设计工作。电源控制柜是整个测试平台的供电枢纽,采用了触摸屏、PLC、继电器和航空断路器的组合方式,通过触摸屏输出命令控制PLC输出点,然后通过继电器的吸合实现供电线路的通断。为了使工作人员可以更加方便快捷的进行测试工作,对于直升机驾驶舱中的电气部品摆放,完全参照驾驶舱的实际尺寸,设计了中央操纵台,这样就实现了测试工作的立体化操作。仿真监控柜负责仿真和监控直升机电气系统的各种信号,首先根据各信号类型和数量配置了PXI系统,然后设计制作了信号预处理电路板,实现了被测部品信号与PXI系统信号类型的转换。由于PXI板卡的刷新问题和考虑到成本问题,有十二路正弦信号无法用PXI板卡实现,最终结合直接数字频率合成技术(DDS)、DAC数模转换模块和乘法器芯片,设计了频率和幅值都可调的正弦信号发生器。最后以图形化的编程语言LabVIEW为开发环境,开发了针对该基于PXI总线的直升机电气系统测试平台的应用软件,结合NI-DAQ数据采集模块,运用PXI板卡实现数字量和模拟量的输入/输出,并通过串口连接AT89S52控制DDS芯片完成正弦信号的仿真。

尹应全[5]2005年在《基于PXI总线的雷达虚拟测试系统》文中认为随着科学技术的不断发展,电子产品的生产和测试对电子测量技术提出了越来越高的要求,基于各种测试总线的自动测试系统在测试测量领域得到了广泛的应用。组建方便、灵活多样、功能齐全的测试系统成为了现代电子产品生产和科研的必需设备。另一方面,在军事领域,军用测试系统已经是武器系统的重要组成部分,测试技术和测试系统是确定军工产品质量的基本手段,是武器系统发挥威力的保障,对提高部队装备水平和作战能力具有重要的意义。本文论述了总线式虚拟仪器测试系统的发展历程、应用前景和主要特点。基于PXI总线的测试系统以其紧凑的机械结构、灵活的模块化配置、较低的投资成本和较高的数据传输性能在各种测试领域中得到越来越多的应用。研究自主化PXI接口,对于组建自定义的总线化测试系统有重要的意义。通过对PXI总线测试系统的组成和PXI总线规范的研究,提出了PXI总线接口设计的通用方案和接口电路的设计方法及实现。根据PXI总线体系的软件要求,给出了设计开发PXI模块驱动程序和软面板的方法。使用上述的设计方法,设计了基于PXI 总线的雷达末制导虚拟仪器自动测试系统。重点分析设计了雷达电源检测与报警模块,全面研究了它的基本结构、工作原理和软硬件设计。以LabVIEW 为软件平台,设计了测控软件并给出了程序流程图。经过测试,各项指标均符合设计要求。本文将最新的测试技术应用于军用测试系统,并在模块的研制和软件平台开发方面取得了预期的效果,将对军用测试系统的研发工作起到重要推动作用。

陈亮, 曹兴冈[6]2011年在《基于PXI总线的电子装备测试系统设计》文中研究指明PXI总线电子装备测试系统是将基于PXI总线的虚拟仪器技术,应用于航空电子装备的测试。针对航空电子装备的测试需求、系统开放性和可扩展的要求,设计研制了一套基于PXI总线的检测设备。详细说明了基于PXI总线的电子装备测试系统的硬件构成和软件设计方法。该系统以PXI内嵌主控计算机为核心,以LabVIEW软件为开发环境,并综合运用标准接口和总线技术来实现系统的综合设计。通过设计测试证明该系统方案切实、有效。

阳昕[7]2003年在《网络化PXI总线测试系统的设计与实现》文中指出随着计算机技术、通信技术和控制技术的迅速发展,自动测试技术发展趋向于数字化、智能化、网络化,虚拟仪器技术的出现给自动测控领域带来革命性的变化,而网络化自动测试技术更是该领域发展的重大变革和大势所趋。 本论文根据目前国内外测控领域的发展趋势,研究了网络化自动测试技术、虚拟仪器技术及其在民用飞机机载设备ATE(Automatic Test Equipment)中的应用;深入探讨和研究了虚拟仪器的网络化技术;在此基础上设计并实现了一种基于PXI的自动测试系统和基于Web的PXI自动测试系统。论文对整个自动测试系统(包括硬件和软件)进行详细设计;并应用PXI总线设备、局域网络和LabVIEW实现了所设计的测试系统。 该通用型网络化测试系统经验证,能够完成自动测试系统的核心功能,并能实现局域网内的远程监控测试,满足航空机载设备测试可靠性好、测试精度高等要求。

覃兴琨[8]2007年在《基于虚拟仪器技术的轨道车辆性能测试系统的研究与设计》文中研究指明随着城市轨道车辆市场的不断扩大,国内外用户对新型车辆产品的性能、可靠性和可维护性提出了更高的要求。发达国家如法国、德国、日本等,其大型城轨车辆制造厂家均配备车辆性能测试系统,这类系统在新产品设计开发、试验验证、专题研究等方面发挥着极大的作用。在国内,各个轨道车辆制造厂家和研究所也正积极建设相关的实验室和测试平台。文中设计的轨道车辆性能测试系统是北京交通大学电气工程学院与长春轨道客车股份有限公司共同开发研制的一套针对高速铁路动车组和城市轨道车辆的性能测试系统。在研究动车组牵引和制动系统的设计、工作原理及车辆试验方法的基础上,结合PXI总线测试硬件和LabVIEW软件开发工具的特点,提出了基于虚拟仪器的车辆牵引性能测试系统的设计。该测试系统主要对车辆的牵引系统和制动系统性能进行测试。论文首先简述了动车组和城市轨道交通车辆性能测试的国内外发展现状、背景和进行性能测试系统自主研发的必要性。接着分析了测试对象的组成与工作原理,并确定了测试项目及相关测定参数。最后针对测试要求对系统的软件和硬件进行了设计。其中硬件部分对整个测试系统硬件的组成结构、传感器的选型及应用、PXI总线数据采集系统的选型及其性能指标、信号调理箱的设计和各种硬件抗干扰措施进行了介绍。软件部分则介绍了软件整体结构、功能子模块的设计、性能试验前面板和框图设计、数据处理算法、数据库模块设计、LabSQL及使用LabSQL在Labview下实现数据库访问的方法。最后给出了已完成的工作成果,并对系统现阶段成果进行了模拟试验。该测试系统能够对车辆的动态过程中对各电气参量、温度以、压力及转速参量等进行测量,并根据各种标准对车辆的性能进行评估,验证动车车辆的主要运行参数、特性是否满足设计要求。本测试系统人机界面友好,具有自动校准能力,性能价格价比高,并且便于携带。此外,本系统具有很好的通用性,只需要通过软件更改相关的测试参数即可满足各种车型的测试需要。通过该系统可以对车辆牵引和制动性能进行测试和评估,更重要的是还可以获得大量的原始测试数据,为我国的技术引进和国产化提供重要依据。

沈月伟[9]2009年在《基于LabVIEW的数字电路板板级自动测试系统的研制》文中进行了进一步梳理本课题是以西安瑞日电子发展有限公司的数字电路板板级自动测试系统项目为基础,按照工艺要求设计并实现了基于LabVIEW的数字电路板板级自动测试系统,满足了对CAN、IBE、OBE、EFCS、LEF、AIN、DIO七块不同电路板的测试要求。在分析了国内外电路板测试方法的基础上,设计了一种基于LabVIEW、NI板卡、PXI总线的数字电路板板级自动测试系统,这种方法针对传统的测试方法速度低的问题,提出了应用速度高达132Mbyte/s的PXI总线进行通讯的测试方案;针对传统的测试方法可靠性、可维护性的问题,提出了应用NI高速稳定的板卡的测试方案;针对传统的测试方法可持续开发性、可视性差的问题,提出了应用NI公司的创新型的可视化软件的LabVIEW测试方案。硬件方面,在分析了系统的被测对象的基础上,以PXI总线、NI数据采集卡、继电器卡为核心,协助设计了一种基于PXI总线的通讯网络的自动测试系统,该系统中包括PXI总线、18槽PXI总线机箱、数据采集卡、继电器卡、零插拔力连接器等资源,应用这些资源设计了本系统的主适配器、子适配器、电源产生等模块,能够满足系统数据采集的需求。软件方面,在美国NI公司的创新型可视化软件LabVIEW 8.0编译环境下,进行了软件的设计,包括底层设备驱动层、测试语句驱动层、故障定位层和测试子程序层四层软件设计,通过调试,实现了硬件的配置和整个系统的所有测试功能;完成了测试界面可视化的设计;通过对板卡底层驱动的编程及参数调整,实现了对基本的电压、电流、时间等信号的测量要求;通过应用事件结构实现了五种模式进行电路板测试;通过应用Active X技术实现了把测试结果的保存到Excel中。通过对设计的数字电路板板级自动测试系统安装及现场调试,表明该系统运行稳定,能满足用户的各项要求;现场的实际应用表明,该测试系统极大地提高了电路板测试的生产效率、稳定性,保证生产电路板质量具有积极的意义,取得了较好的结果。

张文军[10]2007年在《基于VXI和PXI的水声阵列信号采集与处理》文中指出在水声设备的研究、开发、外场试验中,都需要采集基阵的接收信号,实时记录采集数据,并根据需要进行现场数据分析处理。在实验室里,也需要能够回放现场采集的数据,真实的还原实际现场的情形。以新一代自动测试技术为基础,开发一套水声基阵信号采集处理系统,这对水声设备的研制、调试和外场试验都有重大的工程应用价值。该文以水声研究工程应用为背景,采用VXI、PXI总线商业货架产品组建了一套水声阵列信号采集记录、数据回放及其阵列信号分析处理系统,概括起来主要的研究工作和成果如下: (1)论述了VXI总线测试系统的特点、机械结构、电气特性和器件通信协议,并采用VXI总线模块化仪器组建了32通道196KSa/sec的阵列信号数据采集记录系统,仔细研究了系统主要模块HP E1433A和HP E1562E的硬件功能结构和硬件仪器资源。 (2)讨论了自动测试系统VXI Plug&Play仪器驱动程序、应用软件开发环境LabWindows/CVI和VXI总线水声阵列信号采集系统的软件结构,深入研究了采集通道设置、采集过程控制、采集触发设置和实时数据记录的软件编程。 (3)以PXI总线水下目标模拟器为基础,论述了采集数据回放系统,在实验室里重现现场情形。深入研究了数据回放系统的PXI总线硬件集成、应用软件结构和仪器资源软件编程。 (4)深入研究了水声阵列信号处理应用程序开发,以直线阵为模型,对采集的现场数据作阵列信号分析处理。实现了通用线列阵波束形成器设计、目标检测器、一般目标方位估计、MUSIC高分辨方位估计和空间平滑解相干源。 (5)设计系统实验,调试各个功能模块,评估系统性能。对采集通道设置、触发设置、数据实时记录进行严格的测试,都能够完成采集任务,没有数据漏点现象。通过水下目标模拟器模拟多目标信号,采集并作相应的阵列信号分析处理,结果与模拟器模拟的信息一致,这也进一步证实系统的可靠性。通过开发VXI系统到PXI系统的数据批量转换程序,实现系统间数据格式的转换,数据回放系统的调试也能够正常回放采集的数据。 (6)生成可执行文件,制作安装包,发布应用程序;编写用户使用手册,便于正常使用与维护;编写Matlab读数据函数,便于采集数据共享和进一步处理数据。

参考文献:

[1]. 基于PXI总线的虚拟仪器测试系统的设计及其网络化研究[D]. 李爱民. 南京理工大学. 2008

[2]. 基于PXI总线的导弹测试系统研制[D]. 开湘龙. 哈尔滨工程大学. 2013

[3]. 军用飞机低频设备通用自动测试系统研究与设计[D]. 吕英军. 吉林大学. 2008

[4]. 基于PXI总线的直升机电气系统测试平台的研制[D]. 郭文飞. 哈尔滨工业大学. 2011

[5]. 基于PXI总线的雷达虚拟测试系统[D]. 尹应全. 华中科技大学. 2005

[6]. 基于PXI总线的电子装备测试系统设计[J]. 陈亮, 曹兴冈. 科学技术与工程. 2011

[7]. 网络化PXI总线测试系统的设计与实现[D]. 阳昕. 西北工业大学. 2003

[8]. 基于虚拟仪器技术的轨道车辆性能测试系统的研究与设计[D]. 覃兴琨. 北京交通大学. 2007

[9]. 基于LabVIEW的数字电路板板级自动测试系统的研制[D]. 沈月伟. 西安科技大学. 2009

[10]. 基于VXI和PXI的水声阵列信号采集与处理[D]. 张文军. 西北工业大学. 2007

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