计算机测试系统应用案例
计算机测试系统
【案例6.1 柴油机喷油泵试验台性能试验系统的设计指标要求：系统采集9个信号，每个信号每周期采样3600点，每个采样点数据占用4个字节，最大采样周期为100周期，总采样数据为12.96MB，工业控制计算机可根据此指标选择。目前，工业控制计算机内存容量一般为512MB，不超过256MB，内存空间可以完全满足数据采集的要求。
【案例6.2 对于电能表验证装置，用户需要同时验证36块电能表，验证数据应存档并打印验证证书。
本案例选择设备的工作环境、测控对象、任务规模等，因为需要存档大量电能表数据并打印鉴定证书。PC作为系统的最高控制单元。
通过与标准电能表的比较，验证电能表的误差。系统中标准电能表精度要求高(0.2级以上)，由于测量为电能值(通过实时测量电压和电流计算电源，并根据时间点获得），实时要求特别高，标准电能表模块的微处理器采用DSP。
有许多验证系统模块，需要单独的微处理器来承担系统PC机器的主控任务包括接受PC机器命令，控制电源输出，并携式键盘显示接口等。主控模块微处理器选择单片机，以满足功能、精度、速度和开发环境的要求。
案例6.3 例如，在上述情况下，主控模块微处理器选择单片机，但选择哪种单片机？
根据系统对单片机硬件资源的要求，选择单片机型号I/O选择通道统计。根据初步设计，系统需要6个定时器和5个通信接口I/O通道分别为：LCD显示器需要8位数据线和5位控制线PC机器通信需要2信号线，程控电源通信2信号线，校表通信4信号线，表键盘10信号线，扩展64kRAM地址线需要16位，E2ROM四位信号线，实时钟芯片通信两位信号线，输入脉冲3位信号线，输出2位信号线，温度测量等9位信号线。考虑系统可扩展性，选择一款16位10定时器10通信接口共100引脚单片机，可满足系统要求。
案例6.4 一个标准的电能表需要收集三相的电压和电流，并计算每个相的电能值。为了测量精度，每个相的电压和电流需要同步取样，三相之间没有如此严格的要求，所以选择两个A/D转换器可以满足要求。采集系统结构如图6所示.6.可以看出，该系统综合利用多路分时采集分时输入结构和分布式单机数据采集结构。
图6.6 标准电能表采集系统结构案例6.5 板材弯曲成型机智能控制系统是通过测量和控制弯曲力和弯曲行程来加工满足设计要求的零件。其中，采集弯曲行程的位移传感器和采集弯曲力的压力传感器采用磁致伸缩位移传感器和应变片压力传感器，数据采集卡采用现有笔记本数据采集卡Card-6062E(输入信号范围±0.05～±10V)，应力应变模块组组根据系统要求选择应力应变模块SCXI-1520(提供1~1000的增益，100Hz～10kHz可编程模拟滤波器和6通道模拟输出调节模块SCXI-1124(有六个隔离±10 V 通过调节模块输出传感器信号SCXI-1180和SCXI-将1520转换成电压信号，经采集卡6062E转换为数字输入计算机。系统硬件包括：东芝笔记本电脑Satellite3000，号调理4槽机箱(SCXI-1180)(SCXI-1520)及其接线端子(SCXI1314)6通道模拟输出调理模块(SCXI-1124及其接线端子(SCXI-由1125组成的数据采集系统。
案例6.6 在设计柴油机喷油泵试验台性能测试系统时，根据系统功能需求分析，系统应有8个高速模拟信号输入通道，收集泵端压力、嘴端压力、针阀升程、1脉冲输入通道、速度信号；系统单通道采样频率应达到180kHz，采高采样频率为1MHz，采样采用3600线光电编码器触发。泵端压力和嘴端压力范围为0~100MPa，选用压阻压力传感器，调理后输出0-10V电压信号。
数据采集卡可根据系统要求选择PCI-6070E，其性能指标为：16路单端输入通道，12位A/D分辨率，采样频率1.25MHz，量程0.5-10V，2通道24位计数器支持采集内时钟和外时钟扫描。
6.7】 图6.二十是使用波形VI滤波器比较信号滤波器和不同类型滤波器的频率特性，图6.20()是LabVIEW程序前面板，图6.20()是程序的流程图。
()程序前面板
()程序流程图
图6.20 对比不同类型滤波器的频率特性
()程序前面板
()程序流程图
图6.21 通频带信号滤波程序
在这种情况下，输入信号是带白噪声的正弦波。使用波形VI滤波器构建了巴特沃斯型、切比雪夫型和贝塞尔型三种不同类型的四滤波器。三个滤波器的截止频率为100Hz，通带内信号衰减不大于1dB。图6.