現(xiàn)代測試技術(shù)與系統(tǒng)

前言

　　測試是人類認(rèn)識和改造客觀世界的一種必不可少的重要手段，測試技術(shù)是推動(dòng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)。近幾年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、儀器儀表技術(shù)和總線技術(shù)的迅速發(fā)展，測試技術(shù)所涵蓋的內(nèi)容更加深刻、更加廣泛，以此為基礎(chǔ)的現(xiàn)代測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平快速提高，現(xiàn)代測試系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、國防試驗(yàn)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，測試技術(shù)在國家現(xiàn)代化建設(shè)中起著越來越重要的作用?！　‖F(xiàn)代測試系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為核心，采用標(biāo)準(zhǔn)總線，由標(biāo)準(zhǔn)的測試模塊、儀器設(shè)備、程控電源、矩陣開關(guān)及必要的專用接口組建而成。本書以總線分類為依據(jù)，介紹了基于不同總線所組成的測試系統(tǒng)，主要包括GPIB總線測試系統(tǒng)、VXll總線測試系統(tǒng)、PXI總線測試系統(tǒng)、LXI總線測試系統(tǒng)，同時(shí)還對利用虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)現(xiàn)代測試系統(tǒng)的方法進(jìn)行了介紹。本書對現(xiàn)代測試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、總線規(guī)范、虛擬儀器技術(shù)等方面做了詳細(xì)的論述，并給出了測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例，其目的是通過理論與實(shí)例結(jié)合的方式，深入淺出地介紹現(xiàn)代測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和技巧?！　”緯卜?章，第1章簡要地介紹了測試技術(shù)與測試系統(tǒng)的基本概念。第2章講述了測試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集與控制接口設(shè)計(jì)技術(shù)。第3章介紹了GPIB總線結(jié)構(gòu)、接口功能、接口消息、接口設(shè)計(jì)和GPIB測試系統(tǒng)的組建方法。第4章介紹了VXI總線系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議、系統(tǒng)資源、接口設(shè)計(jì)和VXI總線測試系統(tǒng)組建實(shí)例。第5章介紹了PXI總線規(guī)范、PXI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和PXI總線測試系統(tǒng)的組建方法。第6章介紹了網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、LXI總線測試系統(tǒng)，以及網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)組建實(shí)例。第7章以美國國家儀器公司推出的LabVIEW8.5 圖形化編程語言為虛擬儀器開發(fā)平臺，介紹了虛擬儀器的原理與設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合實(shí)例介紹了虛擬儀器技術(shù)在現(xiàn)代測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。　　在本書的編寫過程中，南京理工大學(xué)的朱曉華教授對文稿進(jìn)行了詳盡的審閱，提出了許多寶貴意見。南京理工大學(xué)電子工程系的老師們對本書的編寫給予了大力的支持與幫助。在此，謹(jǐn)向他們表示最誠摯的謝意?！　∮捎诂F(xiàn)代測試技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛，限于編著者水平，錯(cuò)誤在所難免，歡迎讀者批評指正。

內(nèi)容概要

測試是人類認(rèn)識和改造客觀世界的一種必不可少的重要手段，測試技術(shù)是推動(dòng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)。    本書系統(tǒng)地介紹了現(xiàn)代測試系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法，包括測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與控制接口技術(shù)、GPIB總線測試系統(tǒng)、VXI總線測試系統(tǒng)、PXI總線測試系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)。本書還從工程實(shí)用的觀點(diǎn)出發(fā)，精選了若干實(shí)例，論述了現(xiàn)代測試系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)。此外，本書還對近幾年發(fā)展迅速的虛擬儀器技術(shù)在現(xiàn)代測試中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。本書內(nèi)容豐富，理論聯(lián)系實(shí)際，深入淺出地介紹了現(xiàn)代測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和技巧。    本書可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的教材或教學(xué)參考書，也可供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員開發(fā)設(shè)計(jì)現(xiàn)代測試系統(tǒng)參考。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1  測試技術(shù)  1.2  現(xiàn)代測試系統(tǒng)    1.2.1  現(xiàn)代測試系統(tǒng)的分類    1.2.2  現(xiàn)代測試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)    1.2.3  現(xiàn)代測試系統(tǒng)的特點(diǎn)  1.3  現(xiàn)代測試技術(shù)的應(yīng)用  1.4  現(xiàn)代測試技術(shù)的發(fā)展趨勢第2章  測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與控制接口技術(shù)  2.1  測控通道的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)形式    2.1.1  數(shù)據(jù)采集通道的特點(diǎn)    2.1.2  控制通道的特點(diǎn)    2.1.3  測控通道的結(jié)構(gòu)形式  2.2  數(shù)據(jù)采集通道接口設(shè)計(jì)    2.2.1  8位A／D轉(zhuǎn)換器與PC的接口    2.2.2  12位A／D轉(zhuǎn)換器與PC的接口    2.2.3  高速數(shù)據(jù)采集接口    2.2.4  隔離式數(shù)據(jù)采集接口  2.3  控制通道接口設(shè)計(jì)    2.3.1  模擬量控制通道接口    2.3.2  離散信號控制通道接口第3章  GPlB總線測試系統(tǒng)  3.1  GPIB的基本特性  3.2  GPIB總線結(jié)構(gòu)    3.2.1  GPIB總線的描述    3.2.2  GPIB三線掛鉤原理    3.2.3  GPIB電纜及電纜接插頭    3.2.4  GPIB器件及地址  3.3  GPIB接口功能  3.4  GPIB消息的分類與性質(zhì)    3.4.1  接口消息    3.4.2  器件消息    3.4.3  遠(yuǎn)地消息和本地消息  3.5  GPIB接口設(shè)計(jì)    3.5.1  GPIB接口芯片NAT9914性能的介紹    3.5.2  GPIB總線收／發(fā)器    3.5.3  GPIB接口電路的設(shè)計(jì)    3.5.4  GPIB接口編程  3.6  GPIB測試系統(tǒng)的組建    3.6.1  GPIB測試系統(tǒng)的連接方式    3.6.2  GPIB測試系統(tǒng)的組建方法    3.6.3  GPIB測試系統(tǒng)組建舉例第4章  VXI總線測試系統(tǒng)  4.1  VXI總線的特點(diǎn)  4.2  VXI總線系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)    4.2.1  VXI器件、模塊與主機(jī)箱    4.2.2  VXI系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)  4.3  VXI總線的組成及功能    4.3.1  VXI總線的組成    4.3.2  VXI總線的功能  4.4  VXI總線系統(tǒng)的通信協(xié)議    4.4.1  器件的基本配置    4.4.2  VXI總線的通信協(xié)議模型    4.4.3  VXI總線的通信協(xié)議  4.5  VXI總線系統(tǒng)資源    4.5.1  0號槽服務(wù)器件    4.5.2  資源管理器  4.6  VXI總線的接口設(shè)計(jì)    4.6.1  寄存器基器件的VXI總線的接口設(shè)計(jì)    4.6.2  消息基器件的vXI總線的接口設(shè)計(jì)  4.7  VXI總線測試系統(tǒng)的組建    4.7.1  組建VXI總線測試系統(tǒng)的一般過程    4.7.2  VXI總線測試系統(tǒng)組建舉例第5章  PXI總線測試系統(tǒng)  5.1  概述  5.2  PXI總線的特點(diǎn)  5.3  PXI總線規(guī)范    5.3.1  PXI機(jī)械規(guī)范    5.3.2  PXI電氣規(guī)范    5.3.3  PXI軟件規(guī)范  5.4  PXI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)    5.4.1  PXI機(jī)箱    5.4.2  PXI控制器    5.4.3  XI模塊  5.5  PXI總線測試系統(tǒng)的組建    5.5.1  PXI總線測試系統(tǒng)的組建方法    5.5.2  PXI總線測試系統(tǒng)組建舉例第6章  網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)  6.1  概述  6.2  網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡介    6.2.1  TCP／IP協(xié)議    6.2.2  HTTP協(xié)議  6.3  網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)    6.3.1  網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)的組網(wǎng)模式    6.3.2  網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型  6.4  網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)    6.4.1  信息融合技術(shù)    6.4.2  中間件技術(shù)    6.4.3  實(shí)時(shí)性及時(shí)間同步技術(shù)    6.4.4  網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)    6.4.5網(wǎng)絡(luò)安全性技術(shù)  6.5  LXI總線系統(tǒng)    6.5.1  LXI總線概述    6.5.2  LXI總線的特點(diǎn)和優(yōu)勢    6.5.3  LXI總線規(guī)范    6.5.4  LXI的相關(guān)協(xié)議    6.5.5  LXI儀器模塊    6.5.6  LXI總線儀器的網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)  6.6  網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)組建舉例    6.6.1  基于LXI總線的運(yùn)載火箭網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)    6.6.2  裝甲車輛分布式測試系統(tǒng)第7章  基于虛擬儀器的測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)  7.1  概述    7.1.1  虛擬儀器的基本概念    7.1.2  虛擬儀器的組成    7.1.3  虛擬儀器的特點(diǎn)  7.2  虛擬儀器軟件開發(fā)平臺Lab VIEW    7.2.1  LabVIEW概述    7.2.2  LabVIEW 8.5的編程環(huán)境    7.2.3  LabVIEW 8.5創(chuàng)建虛擬儀器的方法  7.3  基于Lab VIEW的測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)    7.3.1  基于虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)知識    7.3.2  模擬信號的采集    7.3.3  模擬信號的產(chǎn)生    7.3.4  數(shù)字信號的輸入／輸出    7.3.5計(jì)數(shù)信號的輸入／輸出  7.4  基于虛擬儀器的測試系統(tǒng)組建舉例    7.4.1  基于虛擬儀器的電阻爐爐溫測控系統(tǒng)    7.4.2  基于虛擬儀器的風(fēng)機(jī)性能參數(shù)測試系統(tǒng)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　人類對自然界的一切認(rèn)識與改造均離不開對自然界信息的獲取，因此獲取信息的活動(dòng)是人類最基本的活動(dòng)之一?！　≡谌粘Ｉ钪?，人們可以憑借感覺器官來獲取滿足日常生活中的大量信息；但是在浩瀚的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，要想獲取足以揭示事物內(nèi)在規(guī)律的信息，無論是在獲取信息的幅度上，還是在獲取信息的時(shí)間、空間上，或在分辨信息的能力方面，我們的感覺器官和大腦的功能都是十分有限的。正是基于這樣的背景，測試作為定量獲取事物信息的一種手段應(yīng)運(yùn)而生，并成為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)研究的一個(gè)重要領(lǐng)域?！　∷^測試，就是指用實(shí)驗(yàn)的方法，借助一定的儀器或設(shè)備，定量獲取某種研究對象原始信息的過程。測試包含測量和試驗(yàn)兩個(gè)內(nèi)容。測量，就是指把被測系統(tǒng)中的某種信息，如運(yùn)動(dòng)物體的位移、速度、加速度檢測出來，并加以量度；試驗(yàn)，就是指通過某種人為的方法，借助于專門的裝置，把被測系統(tǒng)所存在的某種信息激發(fā)出來進(jìn)行測量。試驗(yàn)與測量技術(shù)是緊密相連的：試驗(yàn)離不開測量。在各類試驗(yàn)中，需通過測量取得定性定量數(shù)值，以確定試驗(yàn)結(jié)果；而測量是隨著產(chǎn)品試驗(yàn)的階段而劃分的，不同階段的試驗(yàn)內(nèi)容具有相對應(yīng)的測量設(shè)備和系統(tǒng)，用以完成試驗(yàn)數(shù)值、狀態(tài)、特性的獲取，以及傳輸、分析、處理、顯示、報(bào)警等功能。　　測試技術(shù)是信息科學(xué)的源頭和重要組成部分，是進(jìn)行各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究和生產(chǎn)過程參數(shù)的檢測等必不可少的手段。通過測試可以揭示事物的內(nèi)在聯(lián)系和發(fā)展規(guī)律，從而去利用它和改造它，推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?？茖W(xué)要發(fā)展，測試須先行?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展歷史表明，科學(xué)上很多新的發(fā)現(xiàn)和突破都是以測試為基礎(chǔ)的，同時(shí)，其他領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步又為測試提供了新的方法和裝備，促進(jìn)了測試技術(shù)的發(fā)展?！　‖F(xiàn)代測試技術(shù)具有如下特點(diǎn)。　　1）被測參數(shù)種類多，覆蓋面寬　　被測參數(shù)的種類從大的方面分，有熱工量、機(jī)械量、電學(xué)量、時(shí)間量、生物量和醫(yī)學(xué)量等?！　‖F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)要求測試技術(shù)能夠測試被測對象的全部特征參數(shù)。例如，在大型飛機(jī)的研制過程中，為了通過試飛了解飛機(jī)的整機(jī)性能和各分系統(tǒng)性能及操穩(wěn)品質(zhì)，試飛測量參數(shù)就多達(dá)10000多個(gè)。

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