测试系统设计（精选12篇）
测试系统设计 篇1
0引言
在钻井、测井等井下仪器在作业过程中,当工作压力超过规定值时,就会造成仪器或工具损坏、断落等事故发生。这类事故在国内外常有发生。销钉剪切试验装置是一种用于精确测量剪断和挤压装配在封隔器等其他井下工具上剪钉、剪切环力大小值和一些弹性工具的伸缩应变的测试装置。本剪切检测装置真实的模拟工具的使用情况,精确测试剪断销钉的力值、剪切强度及形变量的大小,使井上操作更加精确和具体化。本次设计旨在准确的测出销钉剪切强度,在原有液压系统的基础上,根据测试环境选用探头、设计硬件电路及测试软件,使测试装置结构简单、操作方便、成本低廉、测试精度高、安全可靠。
1销钉剪切测试系统硬件设计
以液压系统为研究对象,开发精准的测试系统,可在不同规格、不同材质、不同销钉数量的情况下,给以精确的测试结果。选用感知位移和压力的传感器及高精度的数据采集卡,数据采集卡的传输方式为USB总线传输,可直接和计算机的接口相连来传输数据,与上位机软件构成试验数据的采集、处理、保存以及波形分析系统。销钉剪切试验装置的结构主要由三部分组成 :液压系统,模拟地层、钻具装置,探头及硬件电路。
1.1液压系统
图1为液压传动系统的组成结构。其工作原理是液压泵从油箱吸油,液压泵把电动机的机械能转换为液体的压力能。液压介质通过管道经节流阀和换向阀进入液压缸无杆腔,推动活塞上移,液压缸的有杆腔排出的液压介质经换向阀流回油箱。换向阀换向之后液压介质进入液压缸有杆腔,使活塞下移。改变节流阀的开口可调节液压缸的运动速度。液压系统的压力可通过溢流阀调节。
1.2模拟地层及钻具的机械构造
将销钉经图2所示内筒的螺纹卡在中轴的卡槽上,外筒经工作台螺纹固定卡紧内筒,作为模拟地层。中轴、销钉、内筒构成模拟钻具,销钉是装配在封隔器等其他井下工具上的螺钉。
装置原理图如图2所示,当销钉装上后,将工作手柄打到开,活塞杆链接着中轴,模拟钻杆钻进,此时活塞杆推动中轴上升,这一过程中剪断销钉,当听到内筒掉下的声音时,销钉剪断,剪切完成。此时将控制档位的手柄拉在关,活塞杆下降,回到初始位置,为下次试验做准备。在这一过程中,油缸压强、剪切力及活塞杆位移均由上位机软件实时监测,以防测试事故发生。
1.3传感器的选用及硬件电路设计
(1)传感器的选用
根据销钉剪切测试系统的测试目的、测量范围、性能指标、测试条件等要求对传感器需进行合理的选择 , 本装置选用西安新敏电子科技有限公司CYB系列的电流型压力变送器和康宇测控公司的KYCM系列的瓷致伸缩位移传感器。该压力变送器可适应工业各种场合和介质,其主要特点是精度高,经线性处理最高优于0.1%FS,高精度、高稳定性、高可靠性,本质安全防爆型,耐磨损、抗冲击、防腐蚀,年漂移量小,使用温度范围宽 :-20~85℃。是传统压力表及传统压力变送器的理想升级换代产品,是工业自动化领域理想的压力测量仪表。KYCM系列的瓷致伸缩位移传感器是电压型位移传感器,具有非接触式测量、绝对量输出等特点。
由于选用的数据采集卡的输入信号类型为电压信号,需将压力传感器的输出信号转为电压信号,图3为信号转换电路,在由电源和传感器构成的回路中加上负载电阻,压力传感器输出电流信号的范围 :4-20mv。将信号变为2-10V的电压信号,需将负载电阻的阻值设为500Ω,由于以负载电阻R两端的电压信号作为有用信号,选用电阻变的十分重要,在这里采用军品级500Ω电阻,且在使用之前再次测量。
(2)信号调理电路
由于实验的销钉个数和材料不同,当销钉很细且材质软时,输出的信号会相对较小,系统噪声对其影响很大,所以设计信号调理电路,降低信噪比,确保数据采集的稳定性和可靠性。信号调理电路由一个电压跟随器、一个低通滤波器、一个减法器和一个放大电路组成。如图4所示,A1为电压跟随器,A2为低通滤波器和减法电路,A1为A2提供稳定、准确的基准电压,基准电压设为传感器上电以后的起始电压2V。R1、R2将供电电压分出2V给A2运放的正输入端,选定R1的阻值,R2选用可变变阻,使R1/R2=2/13,以便提供准确的2V基准电压,这里加跟随器是为了避免分压电阻对后级电路的影响。A2的减法电路R4/R5=R8/R7,此处均选用电阻20KΩ,经查阅资料,低通滤波器的截止频率可设为10KHz,f=1/2πRC,R=1.6K,C=0.01p F。A3为同向放大电路,结合信号调理电路实际信号输入分析,且数据采集卡的最大输入为10V,将放大倍数AV设为3,AV=1+R10/R9,R10=20 KΩ,R9=10 KΩ。
1.4数据采集板卡
系统选用北京阿尔泰USB2831数据采集板卡,是一种基于USB总线的数据采集板卡。见图5所示,为了信号方便接入测控系统,将三路信号线固定接入数据采集板的三个模拟量采集通道,在以后的实验中无需再次设计信号接入,方便实验操作。采集到的信号经USB数据线传输给上位机。
2上位机软件设计
2.1软件平台的选择
本文基于Labview软件和高精度的数据采集,编制USB采集程序和压力曲线监控软件,重新标定测量量程和参数,并实时显示工作推力、位移、速度、时间及相应波形图表,测试结果可通过控制台上的计算机显示、采集、记录、打印。用户可以把曲线以图片的形式保存到计算机中。最终达到提高销钉剪切装置采集准确度和控制精度的目的。
2.2设计思想
本软件设计时采用了前端用户界面结合数据库的方式来实现。前端用户界面采用Lab VIEW,后台数据库采用Microsoft Access数据库。前端用户界面的主要模块包括 :信号采集模块、信息保存模块、数据分析模块、查询打印模块和退出模块。信号采集模块主要通过USB2086采集卡来实现。采用3通道采集,采集的物理量有油缸有杆腔压强和油缸无杆腔压强及活塞位移。最终经过软件上的运算处理,显示出检测到销钉的剪切强度及整个测试过程的实时压力位移测试曲线等。在计算销钉剪切强度的过程中,用无杆腔压强减去有杆腔压强的差值计算,这样会降低测量误差。
(1)压力采集模块设计
压力采集模块主要实现对压力信号的采集,以及电压和压强之间的转换。上位机接收到的电压和压力转换公式如下所示 :
(2)位移采集模块设计
位移采集模块主要实现对位移信号的采集,。具体的电压和位移转换公式如下所示 :
2.3系统功能模块
软件系统设计框图如图6所示。主界面的设计采用了按钮式设计思想。通过点击不同的按钮来选择进入不同的功能模块。可以使试验操作人员清晰、方便的使用。系统主要由以下设计模块组成 :
(1)校准模块
校准模块主要对测试之前的误差进行校准,而且销钉剪切装置经过长期使用,会造成系统误差,为此需要对系统误差校准,设置此模块,无需硬件改动,使系统校准变得简单易行。
(2)测试模块
测试模块的测量范围包括 :时间 - 载荷曲线、位移 - 载荷曲线、载荷峰值、实时载荷、油缸压强(无杆腔和有杆腔的压强差)、剪切强度、实时位移。在测试开始之前,需设置采集的参数,如销钉数量、销钉直径。这个模块的设计基于事件结构,结合循环结构来实现,包括算法销钉的剪切数据的实现。具体计算剪切强度的方法如下所示 :
F :载荷峰值,n :销钉数量,r :销钉半径。这里需要注意的是销钉的半径为剪切有效半径,不能包含螺钉螺纹牙距。当实时测试结束后,鼠标点击测试界面的“保存”按钮,进入保存界面,在保存界面输入相关信息,然后点击“保存”按钮,保存的信息包含保存界面的所有消息,以便实验人员对其测量结果分析、比较。
(3)波形分析模块
在波形分析模块下,当选择开始时间、结束时间、产品名称和规格型号后,鼠标点击“查询”按钮,则系统从数据库中查询得到相关信息,显示在表格中。鼠标选择其中一种点击“添加波形”按钮后,添加的波形就会在波形显示区显示。对同一情况、不同情况实验测试波形对比分析,分析结束后,鼠标点击“清屏”按钮,波形显示区的波形就被清除。
(4)查询打印模块
查询模块可根据所需实验数据的信息查询相应的结果,如选择开始时间、结束时间、产品名称和规格型号后,鼠标点击“查询”按钮,则系统从数据库中查询得到相关信息,显示在表格中。可以查看查询到的不同结果,针对需求对所选测试信息进行打印。打印模板采用excel格式。
(5)退出模块
在主界面中,鼠标点击“退出”按钮,则退出整个系统。
3测试效果
表1为多次试验所做的记录表,通过此表可以得出,四个销钉的测试剪切强度数值几乎都落在设计剪切强度的范围内,两个铜销钉的测试结果都在设计剪切值之外,但差值不大,两个钢销钉的测试值则更接近设计剪切强度。分析得出结论 :1. 剪切的材料设计剪切强度越大,测试结果越准确。2. 一次剪切销钉个数越多,所测结果越准确。在系统噪声不变的情况下,销钉剪切装置的剪切力越大,则有用信号就越大,信噪比就会提高,测量值就会更精准。
4结语
钻具断落是钻井过程中经常碰到的事故,金属在足够大的交变应力的作用下,受力部位产生热能,使金属聚合力降低,形成裂纹,以致断裂。所以研制出能够监测钻进过程中钻具实时所承受的力及位移对钻井工程是相当有意义的。此装置系统作为模拟实验装置,通过以油缸无杆腔和有杆腔的压差作为测试信息的最初来源、设计信号调理电路、选用适当的传感器及高分辨率和高采样率的数据采卡、上位机软件数据处理等环节来降低系统误差。最终本系统作为检测剪切销钉强度的装置,成功的完成了期望得到的测试效果。
摘要：为了降低钻井过程中钻具损坏、断落等钻井事故的发生,研发模拟可监测钻具螺钉受力及应变的试验平台。以销钉剪切实验装置测试平台为对象,设计测试系统。根据已有液压系统的装置特征,选用传感器、设计信号调理电路及采用高分辨率的数据采集卡,设计、编制上位机软件。调试测试系统,最终销钉剪切装置的采集精度达到设计的剪切强度,并可实现不同销钉个数、材质及直径的多种工况下的测试剪切销钉强度的试验。
关键词：测试系统,调理电路,传感器,测试软件
测试系统设计 篇2
摘要：介绍一种以8051单片机为核心的电缆故障测试系统的测试原理及组成。此系统能检测长距离、多芯电缆的多种常见故障，可用于通信、军事、工业、医学等多种领域。关键词：电缆 单片机 断路 短路 故障 测试系统
多芯电缆是被广泛应用的信号传输或能量传输的重要载体。与其应用的广泛性相比，它的测试方法是落后日益受到广大技术人员的关注。(本网网收集整理)长期以来，人们常用人工测试电缆，但该方法既费时又费力，准确性也比较差。针对以上问题，本文提出一种新型的电缆故障测试系统，以实现对多芯电缆的断路、短路、断路点、短路点的测试。
1 测试功能
在多芯电缆实际应用中，常见问题为电缆某芯线断路和电缆中某两根芯线之间短路。本系统针对上述问题具有以下测试功能：
（1）短路测试――精确测得电缆芯线之间是否有不必要的连接及路点的具体位置。
（2）断路测试――能测得电缆中某芯线是否连通及断路点的具体位置。
（3）统计及显示――统计并显示一次测量中开路及短路的芯线数及芯线号。
（4）适用于芯线数目较多和长距离的电缆测试场合。
（5）测试准确、方便、快速，具有自动测试的特点。
2 测试原理
2.1 断路、短路测试
以8051单片机组成的最小系统为核心，配以多选二开关阵列（模拟开关组合实现）。该开关阵列连接在电缆的某一端，原理框图如图1.采取单端测量法来完成整个测量过程，该方案在测量断中与短路时，具有不同的操作过程。
（1）测试芯线断路
首先将多芯电缆一端所有芯线连到一起，然后将芯线另一端连接开关阵列，由单片机8051控制开关阵列从某一条芯线输入电信号，再由除此芯线以及的其余芯线扫描读取此信号。如果读不到此信号，说明此芯线断路，或除芯线以外的其余芯线都断路。
（2）测试芯线短路
首先将电缆中的所有芯线的一端全部断开（即互不相连），然后由单片机8051控制与芯线另一端相连的开关阵列，使得从某一条芯线输入电信号，从除此以外的其余芯线扫描读取该信号，若能读得该信号，则说明芯线与被扫描芯线之间有短路情况，并记录相互短路的芯线号。
2.2 断路点、短路点测试
前文叙述了电缆有短路及断路等故障检测方法。如果检测出某一电缆有断路故障，某两根电缆有短路故障，故障点在何睡呢？如果判断呢？下面分别做简要说明。
（1）断路故障点检测
电路原理图如图2。IC1及周期元件组成典型文氏桥式正弦波振荡电路，如图2设计的参数，振荡频率f约为1.6kHz。图2中IC2作跟随吕，起隔离作用，提高电路带负载的能力；两个二极管利用其非线性以达到自动稳幅的效果。后加的输出变压器是为检测短路故障点需要，检测断路故障点时可以不用。
将有断路故障的电缆芯线一端接入A点，将一个盒式录音机的放音磁头靠近此电缆线，打开录音机，将其沿着电缆线移动，录音机中可以听到音频信号。到断路点以后，音频信号无法传来，录音机中听不到音频信号，这样就可以判断出断路点的位置，需注意的.是：当检测多芯线缆某一根断路故障时，其余芯线最好接地，以减小分布电容的影响，样检测的效果较好。
（2）短路点检测
将有短路故障的两根电缆芯线分别接入B、C处，仍用录音机磁头靠近故障电缆线，并沿着电缆线移动，录音机中可以听到音频信号。到短路点以后，则听不到音频信号，这样可以判断出短路点的位置（以录音机原理可生产一种便携式控测器）。
2.3 测试功能转换
此系统测试功能的转换，是通过单片机控制上文所提及的模拟开关实现的，简图如图3.其中8051单片机通过向模拟开关K1的1IN、2IN管脚输入电信号，以控制各功能。当1IN为高电平，2IN为高电平时，K1的开关1、2导通（A管脚接较2的A点，此信号通过开关1输入，OUT脚接放大整形电路再输出给CPU），由两条不同芯线（图3中LIN通过芯线接口单元接电缆尽能多的芯线）进行断路或短路扫描检测；当1IN为高电平，2IN为任意电时，K1的开关1导通（图2的A点信号通过开关1输入），由CPU通过外围电路提供芯片线选通信号2，以选通一开路芯线，进行开路点检测；当（B、C管脚信号接入电路，B、C管脚分别与图2的B、C点相连），由CPU通过外围电路提供芯线选通信号1、2，分别选通两条短路芯线，进行短路点检测。
3 系统电路组成
系统电路组成如图4所示。
4 程序流程
程序流程如图5所示。
在线测试系统的设计与开发 篇3
关键词：测试系统;ASP.NET;数据库;教育技术学研究方法
中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2016）20-0085-05
随着计算机多媒体和网络信息技术的发展与普及，在线学习在教学和学习中所占的比重越来越大。作为在线学习的重要组成部分，在线测试系统已成为在线学习过程中不可或缺的一个环节。建立在互联网上的在线测试系统，客户端配置简单，测试不受时间和地域限制，用户在学习过后能够上网及时检测自己的学习效果，发现自己的不足，从而大大提高自己的学习效率 [1]。
形成性评价是基于对学生学习全过程的持续观察、记录、反思而做出的发展性评价，其主要目的是为了明确活动运行中存在的问题和改进的方向，及时修改或调整活动计划，以期获得更加理想的效果[2]。本系统作为形成性评价的一种工具，可以有效激励学生，帮助学生调控自己的学习过程，使学生获得成就感，增强自信心，培养学生的合作精神。教师和管理员还可以自己添加课程、单元、试题，并可动态生成试卷，在形成性测验中记录下每个学生答题的时间，以便进行学习分析，并对主观测试题给出反馈，挖掘出对改善教与学有价值的参考信息。
一、 研究现状与需求分析
1.研究现状
在线测试系统现已发展得较为成熟，主要经历了第一代计算机测试、第二代计算机自适应测试、第三代连续性测试和第四代智能化测试四个阶段[3]，并且在题库建设和统计测量等方面取得很多显著的理论和实践成果，如经典测量理论、项目反应理论、题库理论和自适应测验理论等，与之相适，比较著名的测试系统有WebCT、ASSYST、WebMCQ、爱考等。
然而在这些在线测试系统中，最常见的试题类型是容易实现自动判分和评估的客观型试题，典型的试题类型有判断、单项选择、多项选择以及填空题，这些系统仍未达到很好地测试学生的操作能力或者分析能力的目的。而且关于Internet环境下《教育技术学研究方法》这一学科的在线测试系统的研究开发目前仍处于发展阶段，相关学科的在线测试系统仍较为少见。本文针对以上研究现状，基于ASP.NET技术，以Microsoft Visual Studio 2010为开发环境，以SQL Server 2008为数据库创建工具，完成了一个功能较为全面的《教育技术学研究方法》在线测试系统。
2.需求分析
（1）可行性研究
在系统开发过程中使用的SQL Server 2008和Microsoft Visual Studio 2010都是可以从网上免费下载的资源，因此很适合学生团体开发和使用，具有一定的经济可行性。目前利用c#语言构建网站的技术已相当成熟，且ASP技术和SQL语言相对简单，易于上手。笔者对以上开发工具的使用较为熟练并进行过相关课程的学习，具有一定的理论基础和实践经验。因此，本课题的在线测试系统具有技术可行性。本系统是基于c#语言开发的，代码可重用率高，操作简单，界面友好，在局域网上可以正常运行，适用于集中的班级测试和分散的个人练习，便于教学过程的管理与控制，系统维护也相对容易，这些都保证了系统操作的可行性。
（2）系统功能分析
本系统实现的主要功能如下：
用户登录和退出功能：不同用户的账号和密码由管理员预先设置，各用户根据指定账号登录系统或者退出系统。系统管理员具有最高权限，可对用户进行添加、删除等管理操作。同时，鉴于《教育技术学研究方法》课程是院际公共平台课，课程组包含多位任课教师，为实现资源共享，系统支持注册多位系统管理员和教师角色。
个人信息管理功能：不同用户根据指定账号进入系统后，可在相关页面进行密码重置并查看系统的使用帮助。
用户信息管理功能：管理员可以添加删除用户（账号）信息并修改用户权限。
测试章目管理功能：教师和管理员进入该模块后，可对学科各章节进行查看、增加、删除和修改。
试卷制定维护功能：①试卷制定。教师或管理员制定试卷时既可随机出题也可自由出题，既可以实现教学过程中的形成性评价即章节性的测试，又可实现总结性评价即期末考试。②试卷维护。教师或管理员可对已命制好的试卷进行增、删、改、查，并对试卷状态即停用或可用进行设置。
用户试卷管理功能：①试卷评阅。教师可查看测试者的作答情况、测试时间、评阅状态等并对试卷做出评阅给出反馈，其中客观题如单选、多选和填空题由系统自动给出分数，主观题如问答题则由教师进行人工阅卷评分。②用户成绩。教师可以对成绩进行导出、查阅和删除。
试题类别管理功能：此模块主要设置了五种题型：单项选择题、多项选择题、填空题、判断题和问答题。教师进入该模块后，可根据教学进度和学生情况对题库进行查看、增加、删除和修改。充分体现出在线测试系统作为教学形成性评价工具对学生学习的作用。
学生测试功能：此模块为学生测试界面，测试者可自行选择测试章目和试卷，并可查看自己的测试成绩和教师评语。
二、系统设计
1.系统功能模块设计
本系统可按管理员、教师和学生用户角色的不同划分为三大模块，框架图图1描述了系统内各个模块所存在的关系、顺序和管理信息流向。
2.数据库设计
学生、教师和管理员三大模块的数据库信息表包括：试卷内容信息表（PaperDetail）、学生作答情况查询信息表（UserAnswer）、控制列表信息表（TreeMenu）、用户信息表（Users）、角色权限信息表（Role）、测试章目信息表（Course）、试卷制定维护信息表（Paper）、学生成绩信息表（score）和试题类别管理信息表（class）等，以填空题为例，填空题信息表如图2所示。
三、系统开发
1.用户登录
系统用户通过此界面输入用户名与密码进入系统进行测试，输入正确会直接跳转到相应主页，输入错误则会在页面上提示错误并重新输入。笔者在系统开发阶段以管理员的身份预先设置了多个管理员、教师和学生用户角色，如图3所示。
登录功能的关键代码如下：
if （user.UserPwd == pwdMd5）
{if （object.Equal（Request.Cookies["UserID"]， null））
{CreateCookie（）;}
else{CreateCookie（）;}
Session["userID"] = txtUserID.Text.Trim（）;
Response.Redirect（"Default.aspx"）; }[5]
2.学生在线测试
学生用户登录系统后，可根据自己的学习情况和兴趣自由选择测试卷，并可参考系统显示的时间把握答题速度。测试者也可以看到自己的测试记录和测试成绩，整个前台页面简洁，容易上手。如图4所示。
3.个人信息管理
（1）使用帮助
对系统不熟悉的用户可通过查看使用帮助获得使用指南。如图5所示。
（2）修改密码
用户可以根据个人需要重置密码，有利于保障账号的安全性，充分考虑到用户的个人隐私。修改密码功能的关键代码为：user.ModifyPassword（this.Session["userID"].ToString（））
4.用户信息管理
具有用户信息管理权限的用户（管理员用户）可以在此模块实现对用户管理和权限管理的功能。
（1）用户管理
管理员用户可以在此模块对各用户信息进行增加、删除、更新、浏览、重置密码以及设定用户角色等。其关键代码如下：
DataSet ds = user.QueryUsers（）;
user.DeleteByProc（userID）;
user.UpdateByProc（userID）;
user.ModifyPassword（UserID）;
（2）权限设置
管理员用户在此模块对登录到后台的用户进行权限设置，既保护了系统的安全，又分工合理，模块功能高效而快捷。权限设置功能的关键代码如下（以用户管理为例）：
if（OnLineExam.DataAccessHelper.GetSafeData.ValidateDataRow_N（dt.Rows[i]， "HasDuty_UserManage"） == 1）
（（CheckBox）GV.Rows[i].FindControl（"chkUserManage"））.Checked = true;//用户管理
if（OnLineExam.DataAccessHelper.GetSafeData.ValidateDataRow_N（dt.Rows[i]， "HasDuty_CourseManage"） == 1）
5.测试章目管理
管理员或教师用户进入章目测试管理页面后，可以在此添加、删除或修改教育技术学研究方法各测试章节，以完善测试题库和学科内容。实现测试章目管理功能的关键代码如下：
Course course = fresh Course（）;//创立测试章目对象
course.Name = txtName.Text;//设置测试章目对象属性
course.InsertByProc（）//调用添加测试章目方法添加测试章目
6.试卷制定维护
管理员或教师在进入系统后可以进行试卷的管理和维护，保障试卷的安全性、科学性和可获得性。
（1）试卷制定
教师用户进入模块后，可以通过自由出题和随机出题两种方式编制试卷，具有较好的灵活性。笔者已在系统开发阶段以管理员的身份针对学科中四个章节的内容生成了6套试题，学生进入前台测试模块后，可根据实际情况选择不同试卷进行测试。其关键代码如下：
protected void GVbind（）
{ DataBase db = new DataBase（）;
string GridView1Str = "select * from SingleProblem";
DataSet ds1 = db.GetDataSetSql（GridView1Str）;
GridView1.DataSource = ds1.Tables[0].DefaultView;
GridView1.DataBind（）;}
（2）试卷维护
管理员或教师用户登录系统后，可以在此页面查看或编辑测试章目、试卷名称、试卷状态。可以对试卷方便的进行权限管理，保证了试卷的安全性。试卷维护功能的关键代码如下：
paper.UpdateByProc（ID）//使用Paper类UpdateByProc方法修改试卷状态
7.学生试卷管理
教师用户登录到系统后，可以对学生测试过的试卷进行评阅和成绩管理，并导出成绩表格，让学生及时得到反馈，充分体现出本系统作为形成性评价工具的优势。
（1）试卷评阅
教师用户进入该模块后，可以查看测试者用户姓名、测试时间、是否评阅等信息，也可以对所提交的试卷进行删除。其中客观题由系统自动评阅，主观题由教师人工阅卷，对学生进行反馈互动。试卷评阅功能关键代码如下：
Params1[0] = DB.MakeInParam（"@PaperID"， SqlDbType.Int， 4， paperID）;
Params1[1] = DB.MakeInParam（"@Type"， SqlDbType.VarChar， 10， "单选题"）;
DataSet ds1 = DB.GetDataSet（"Proc_PaperDetail"， Params1）;
GridView1.DataSource = ds1;
GridView1.DataBind（）;
（（Label）GridView1.HeaderRow.FindControl（"Label27"））.Text=（（Label）GridView1.Rows[0].FindControl（"Label4"））.Text;[6] //初始化试卷，从数据库中将试题取出
（2）用户成绩
教师进入该模块后可以清楚地看到学生的测试卷、测试成绩、测试时间和阅卷时间等信息，也可以将学生的成绩表格导出进行名词排列。
8.试题类别管理
教师用户进入系统后，在该模块可以对题库中的题目进行查看、修改和删除，并可增加新题目完善题库，保证题库试题的时限性、正确性和科学性。其中题库既有客观题也有主观题，题型共包含五大类，分别是单项选择题、多项选择题、填空题、判断题和简答论述题，使学生各方面水平充分得到测试。以单项选择题为例，其关键代码如下：
QuestionProblem questionproblem = new QuestionProblem（）;
Sinproblem.UpdateByProc（int.Parse（Request["ID"].ToString（）））
四、系统功能测试
1.黑盒测试
本文主要介绍使用黑盒测试方法对系统功能进行测试的结果。黑盒测试是根据软件的规格对软件进行的测试，这类测试不考虑软件内部的运作原理，因此软件对用户来说就像一个黑盒子[7]。黑盒测试也称功能测试或者数据驱动测试，软件测试人员从用户的角度出发，不关心程序的具体实现过程，通过各种输入和观察软件的各种输出结果来发现软件存在的缺陷。
2.测试用例
测试用例是：管理员/教师客户端按照出题功能描述是否能完成各类题型的出题功能，学生客户端是否能完成在线测试功能。
3.测试结果与分析
学生客户端测试用例如表1所示：
五、使用与推广
任何系统都需要在实践应用中不断成熟和完善，只有在实践中整个系统才会更加结构化，逻辑性更加严密。因此， 笔者在系统开发完成后以教师身份共添加了《教育技术学研究方法》科目十个章节，对学科中四个章节的内容生成了6套试题，向题库录入300道题目，面向S大学教育技术学专业大三学生策划组织了三次测试，对系统的功能、性能和安全性等进行了检测，通过分析得出该系统基本功能均得以实现：前台完成了学生个性化的在线测试，后台确保了系统稳定、安全、健康的运行，并保障了网站内容的合法性。同时笔者也发现了一些问题并对系统做出了有针对性的改进。如在界面舒适度方面，学生测试界面中个人信息管理中的修改密码占据过多主页篇幅，根据学生的反馈意见，笔者对该页布局进行了调整，基本达到了和谐美观的要求;再如本系统在完成初期未能实现同一学生账号对同一套题的重复测试，对此，笔者将代码进行了修改，最终使得学生在做过一套试题以后可以对该套试题进行重复测试。一个相对完整的在线测试系统需要成千上万道试题，编写和测试这些试题的工作量是巨大而长期的，需要后续的使用者不断更新和修改，从而不断完善系统。
参考文献：
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[3]Gawali R.D Meshram.Agent-based autonomous Examination Systems[C].Intelligent Agent& Multi-Agent Systems，IAMA 2009，International Conference，2009：1-7.
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[5]蔡琳. “计算机应用基础”课程考试系统的设计与开发[D].上海：华东师范大学，2010.
[6]袁艳军.在线考试系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2012.
[7]陈熙妍.基于工作流的报关代理管理系统的设计与实现[D].中山：中山大学，2011.
板级备件通用测试系统设计 篇4
随着导弹武器装备备件的日益增多, 对交付部队的多品种单板备件的测试维护就显得尤为重要, 必须有与之配套的电子测试设备, 以适应这种形势, 因此考虑引用综合测量技术、自动化技术和计算机技术于一体的自动测试系统来降低部队对单板备件测试的难度和复杂度, 提高维护水平, 使单板备件的测试简单化, 通用化[1,2,3]。
1 设计内容及方法
1.1 硬件设计思路
备件板卡可以从总线和功能上进行分类, 但是由于总线和功能的繁杂, 目前还不能统一。如果单纯按照总线分类测试, 可以采用的方案是一个主板扩展数个总线, 以适合不同的接口模板, 模式框图如图1所示。如此实现对于总线测试而言是实现了一部分功能测试 (无法测试CPU板) 。如果按照功能分类测试, 更是无法做到统一的[4]。
依据以上论述, 硬件设计首先应该做到的就是必须统一总线接口, 并做到总线接口可配置。实现总线接口统一后 (不考虑接口功能测试) , 测试方案可以简化, 如图2所示。
统一总线接口的目的:在硬件连接达到统一的情况下, 总线仿真板可以通过编程实现需要的总线形式。从本系统来讲, 总线仿真板可以实现图1提到的6种总线。总线仿真板的硬件逻辑框图如图3所示。
总线仿真板的基本工作原理如下:测试主机通过“测试数据、命令信息存储单元”发送数据与命令, 现场可编程门列阵 (FPGA) 在获得了相应的命令信息后, 实现测试总线和数据的仿真。FPGA的内容是可在线重新配置的, 它可以随时按照主机的要求进行逻辑接口的电气转换, 同时也可以按照测试主机的要求实现测试数据的发送[5,6,7]。
总线统一后, 接下来需要考虑的是如何实现被测模板的互联问题。统一的总线接口连接器定义CPCI连接器 (因为测试主机框架为CPCI或VXI) , 被测板卡通过转接板实现总线的互联, I/O接口的测试可以通过电缆和各测试模块连接[8]。总线转换框图如图4所示。
1.2 测试系统构建
1.2.1 系统组成
总线的互联问题解决后, 需要解决的就是如何实现针对专用模板的测试。首先要搭建一个系统, 这个系统可以涵盖一些通用模板的测试, 然后再介绍模板的测试过程, 测试系统原理框图如图5所示。
1.2.2 通用型备件测试系统总线布局
通用型备件测试系统设计为7槽CPCI总线无源底板, 该底板采用多层布线加滤波技术进行设计, 提高了CPCI总线信号的传输质量。该底板共有9个插件位置, 其中1个供电插槽, 8个CPCI总线插槽。CPU模件占用一个CPCI插槽, 2个I/O测试板、模拟量测试板、通讯测试板、总线仿真板、不占用总线被测板各占用一个插槽。
底板布局如图6所示。其中CN1～CN4用于连接被测模板的I/O部分。总线板和转接板连接用的J2是可定义的仿真总线。
测试模型构建就是针对每一种测试模板, 在硬件上必须定义总线, 定义总线的目的是当被测模板开始测试时, 仿真总线可以产生相应的总线。另外就是定义板卡逻辑关系和数据模型, 便于测试逻辑模块化设计。测试模型是针对每种模板形成的单一数据库单元, 由于前文提到了6种总线接口, 因此总线接口可以实现标准单元, 方便后续板卡逻辑设计使用。模板的测试逻辑设计时必须首先了解模板所有的技术参数和使用方法, 然后利用测试模型库和测试逻辑库完成测试逻辑的搭建。
1.3 系统的安全性设计
测试系统设计时充分考虑了测试覆盖性, 也就是说要在可能的情况下, 测试种类尽量的多。由于以上方面的原因, 使得系统设计较为复杂。为防止测试人员使用时产生错误, 必须进行容错及安全性设计。
安全性设计的基本原则:测试过程中不能损坏被测模件。
测试系统中插入模板后, 首先需要检查电源地系统是否存在短路现象, 为了保证安全, 还需对模板的总线类别进行甄别。因此, 系统需要设计一种诊断板。
只要系统的供电电源存在, 诊断板即处于工作状态, 即保证测试系统运行前, 完成基本诊断工作。
2 测试实例
为了更清楚地说明上述测试方法, 下面以研华公司标准ISA总线开关量板卡PCL-734作为实例简述测试过程。
2.1 PCL-734测试模型构建
首先必须了解PCL-734的基本性能参数, 表1列出了PCL-734的基本性能参数[9]。
从表1可以看出, PCL-734是一个标准ISA总线形式的开关量输出板卡。测试模型构建分两步:
第一步是总线接口设计, 由于采用标准ISA总线, 可以设计为标准单元, 单个板卡测试不再考虑设计。
第二步是板卡测试逻辑设计, 板卡的测试逻辑可以完全按照PCL-734的手册进行, 总线仿真板的底层驱动软件和测试逻辑的接口软件, 通过驱动软件获取测试软件执行的数据信息, 然后发送给总线仿真板执行。总线仿真板把上层发送的数据通过仿真总线 (此处为ISA) 发送给被测板PCL-734, 被测板卡即可实现约定的信号输出[10]。
2.2 测试
总线信号的转换和测试逻辑的设计实现后, 信号的测试已经变得相对容易。此处需要测试的信号为OC输出的开关量信号, 测试系统的I/O测试板可以实现该类型信号的测试。
3 结 语
板级备件测试系统采用了成熟的设计技术, 将现代测试技术与计算机技术融为一体, 体现了通用化、模块化、标准化的设计思想, 通过实现总线的可配置而达到统一总线接口的目的, 进而满足多种计算机类板卡的测试需求, 并具有良好的稳定性和可扩展性, 提高了板级备件的测试效率, 使板级备件的测试跃升到一个新水平, 增强了部队综合保障能力, 对于打赢未来高技术条件下的信息化战争具有重要意义。
摘要：针对板级备件种类的多样性, 采用统一总线接口并实现总线的可配置的方法设计了一种通用测试系统。在硬件连接达到统一的情况下, 总线仿真板可以通过编程实现需要的总线形式, 达到测试多种型号板级备件的目的。介绍设计思路及系统组成, 并通过实例分析了测试过程。该系统具有良好的可扩展性, 能满足多种板级备件的测试需要。
关键词：备件,总线,通用测试系统,板卡
参考文献
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[5]高春甫, 艾学忠.微机测控技术[M].北京:科学出版社, 2007.
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[8]李雪莲, 李月香, 袁涛.FPGA测试中故障屏蔽现象的分析和研究[J].测试技术学报, 2007, 21 (6) :557-561.
[9]韩兆福.基于VXI总线的电路板故障诊断系统[J].青岛大学学报, 2002, 17 (2) :58-60.
基于柔性测试技术的系统设计 篇5
柔性测试技术是多种技术的集大成者.偏重于满足不同生产应用的需求.
作 者：阚宏伟 作者单位：北京中科泛华测控技术有限公司 刊 名：航空制造技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)：2008 “”(9) 分类号：V2 关键词：★ 第三代移动通信系统抗干扰关键技术
★ 系统测试总结
★ 基于虚拟仪器技术的车身控制器功能测试系统
★ 小推力液体火箭发动机动态推力测试台架设计
★ 固体火箭发动机健康监测技术的发展和应用
★ 固体火箭发动机脉冲推力补偿技术的研究
★ ubuntu系统：集群连接状态测试
★ 基于机内测试的故障注入系统设计
★ 直升机电动绞车测试系统的研制
大学英语口语测试系统分析及设计 篇6
关键词：大学英语口语测试评分标准
一、建立英语口语测试系统的必要性
英语口语测试作为英语口语教学活动的四大环节之一，是课堂教学的自然延伸，为英语教学提供反馈信息。首先，英语口语测试可以用来对学生的口语情况做出诊断，即通过语言测试来检查学生在哪些方面取得了进步，哪些方面存在不足。学生通过参加测试可以了解自己掌握口语知识和技能的程度，反思自己的学习计划和方法，体验自己的进步，增强学习信心；同时，也可以发现自己的薄弱环节，以便有针对性地学习。
实际上，一个科学、合理的英语口语测试标准，本身也对学生提高口语起到方向性的作用，对于学生课外的口语活动，尤其具有指导作用。因此，科学适度的测试能对教学产生有益的反拨作用，在一定程度上能促进外语教学质量的提高。
二、大学英语口语测试现状
而目前的英语口语测试系统，有些是印象式的评分，主观性太强；有些英语口语测试系统，其内部分项的分值设置不合理，测试信度有待改善。现有的一些国外的英语口语测试系统，如Pearson Versant[1]（pp.53-55）， TOEFL iBT TSE等系统，其参照样本和评分体系也都是以美国说本族语的说话者而建立的，对我国大学生层次的英语口语测试有一定的不适应性。而且，计算机自动口语测试系统对于语言使用者有些方面的能力测试，如语用策略、语篇运用能力等，显得无能为力，而人工测试就能够克服这些问题。因此，一个准确、精细、可操作性强的大学英语口语测试系统还有待建立和完善。
三、确定大学英语口语测试的性质
不同的语言测试有不同的特点和要求。
1.按学习语言的阶段分类，语言测试大致可分為：
A.编班测试（placement test）；
B.随堂测试（classroom test）：指教完一单元（unit）或一课（lesson）后进行的小型测验，它的特点是教完什么，考什么。随堂测试应注意形式多样，题目不宜过难，针对性强，要有目的性、连续性和系统性。
C.期中测试（mid-term test）。
D.期末测试（end-of-term exam）
2.按照语言测试的用途来划分，英语测试可分为四类（刘润清、韩宝成，2000）
A.水平测试（Proficiency test）：这类测试是考查学生的语言能力，不考虑考生学什么，如何学，也不考虑考生的文化、教育、年龄等因素。
B.成绩测试（Achievement test）：成绩测试是考查学生对所学知识的掌握情况，要依照教学大纲进行。上述随堂测试、期中和期末测试以及毕业会考都属于成绩测试。
C.潜能测试（Aptitude test）
D.诊断测试（Diagnostic test）：此类测试是为某一单项知识（如时态，动词短语）或某一特定的能力（如听力中的辨音）进行较快反馈的一种测试。
国内外的一些英语口语测试虽然具有较高的社会认可度，但其设计目标和理念均为水平测试。比如，全国大学英语四、六级考试委员会自1999 年起开始施行大学英语四、六级考试口语考试（CET-- Spoken English Test）[2]（p.48）。美国的“托福口语考试”（TOEFL iBT TSE），英国的剑桥英语水平证书测试（University of Cambridge Certificate of Proficiency in English）等。
很明显，从学科定位和课程培养计划来看，大学英语口语测试的设计应该更多体现成绩测试、诊断测试和随堂测试的特点，而不是水平测试、期末测试的特点。所以，大学英语口语测试系统的设计可以借鉴、但绝不能盲目照搬这些水平测试；相反，必须回到成绩测试、诊断测试和随堂测试的本源上来。
四、大学英语口语测试系统设计
（一）大学英语口语测试形式
考试采用考官与考生面对面的形式， 每场考试由2 名主考和3名考生组成。口语测试包括三个部分。
第一部分是“介绍阶段”， 先由每位考生作一个简短的自我介绍， 目的是使考生进入良好的应考状态， 然后， 主考对每位考生逐一提问， 所提的问题根据每次考试的话题而定， 每位考生回答一个问题。时间约5 分钟。
第二部分是考试的重点部分， 考核考生用英语进行连贯的口头表达能力， 以及参与讨论和进行辩论的口头交际能力。时间共约12 分钟。包括以下几种任务：
1、复读。要求考生重复听到16个句子，句子长度在3～15个单词，难度逐句增长。
2、图片描述。交给考生一张或者一系列图片，由受试者根据图片自由发挥描述图片内容。当考生完成描述或者无法继续回答时，可由考官开始发问与图片相关的问题。
3、交谈、讨论、回答问题。考生根据发言的内容， 就规定的话题进行小组讨论， 发表自己的意见。
第三部分：考官提问；开放性问题。主考向每个考生提2个问题，考生说出观点并做出阐述。问题多为询问考生的学习情况或家庭生活。时间约10 分钟。
（二）大学英语口语测试评分标准
对于主观性较强的口语测试，评分标准的科学性和可操作性可以较好地保证考试的信度和效度[3]（p.66）。因此，在设计评分标准时，我们特意对一些现成的口语测试评价体系的问题和不足进行了思考和论证，发现有两方面的情况值得重视。
第一、为了降低口语测试的主观性，采用整体评分与分项评分相结合的方法。同时，取两位考官评分的中值。
第二、评分标准应体现交际能力原则。即除了话语的准确性、流利性、得体性以及连贯性等诸方面因素， 还应注重考生表达时体现的交际能力，如：语篇运用能力、交际策略等维度。
经过讨论和初步的实验，我们制定出如下的评分标准：
1、整体评分。即通常意义上的印象评分法，即主考根据对学生口语测试的整体效果划分等级。这种方法操作简单，能够从整体上反映考生的口语表现，
整体评分标准分五个等级：1分为只能在单词水平上的交流；2分为有障碍但可以交流；3分为较流利的交流.4分为无障碍的交流.5分为流利或成功的交流.
2、分项评分
分项评分标准：
（1）语音语调句子重音，分五个等级：1分为发音不正确，造成交流障碍.2分为部分发音不正确，交流较困难.3分为语音语调基本正确，可以交流.4分为语音语调较好，易于理解.5分为语音语调正确，交流流畅.
（2）语法和词汇，分五个等级：1分为有大量语法错误，用词不当，词汇量有限.2分为有部分语法错误，词汇量小，影响交流.3分為有些语法错误，有一定词汇量，满足交流需要.4分为有少量语法错误，词汇较丰富，交流自如.5分为语法基本正确，词汇丰富，交流流畅.
（3）描绘和叙述能力，分五个等级：1分为有较长时间的停顿，缺乏连贯，表达不清楚.2分为有些停顿，连贯性差，有时表达不清
楚.3分为能够展开话题，基本连贯，表达基本清楚.4分为较好导入话题，连贯流畅，表达较清楚.5分为积极导入话题，逻辑性强，表达清楚.
（4）交际语用能力，分五个等级：1分为接受对方信息有困难，停顿时间较长，需要提示，难以完成交际任务.2分为反应比较迟钝，有停顿，不能主动导入话题.3分为基本无停顿，有时能导入话题，基本能完成交际任务.4分为能够较轻松自如的在产出和接受之间进行转换，较好地完成交际任务.5分为能够借助于得体的体语和面部表情，轻松自如的在产出和接受之间进行转换，很好地完成交际任务。
分项评分的总分为四个分项成绩之和除以2的得分。
每位主考的最后评分：为整体评分加上分项评分。最高为15分，最低为0分。考生的最后得分为两位主考评分的平均数。
五、结论
综上所述，大学英语口语测试系统是大学英语口语教学系统的重要的组成部分，为大学英语口语研究系统和大学英语口语课堂系统和大学英语口语课外支持系统提供了基础保障，使整个大学英语口语教学系统得以顺利进行。我们也注意到，近几年来，英语交际教学的思想不断深入人心，听说能力的培养得到了重视和加强，许多地方都实施了英语口语测试。
我们认为，大学英语口语测试还应该积极探索并规范管理。依据课程标准，确保命题质量，科学规范地设计试卷，控制试题的难度。其次，要控制考试次数，减轻学生的学习负担。最后，应淡化测试的甄别、评判作用，强化其激励、诊断和发展功能，创造宽松的教学环境。
参考文献：
[1]程蒙蒙.Versant英语口语测试：特点分析及其启示[J].中国考试，2012年第8期：53-55.
[2]杨惠中.大学英语口语考试设计原则[J]外语界.1999 年第3 期： 48.
电动助力转向测试系统设计 篇7
1 测试系统原理
检测EPS系统的工作特性是EPS设计开发的重要环节之一。EPS测试系统工作时, 测控系统软件控制伺服电机, 使伺服电机输出转动扭矩给电动助力转向系统的方向盘输入端, EPS控制器根据采集到的扭矩传感器的扭矩信号、NI采集卡发出的模拟车速信号、发动机引擎转速信号等按照控制器中设定的软件助力策略控制电机电流的幅值和方向, 输出转向助力, 后端磁粉制动器模拟车辆的前轮与地面摩擦力产生的阻力矩加载在电动助力转向系统的输出端, 从而形成一个完全模拟整车实车环境的测试环境。
2 测试系统机械结构设计
本文设计构建的EPS测试系统平台机械结构包括测试台架, 模拟转向盘装置 (包括伺服电机、输入扭矩传感器、联轴器) , 待测EPS (包括涡轮蜗杆减速机构、扭矩传感器、控制器、直流有刷电机) 、转向传动轴、加载装置 (包括输出扭矩传感器、磁粉制动器) 等组件。测控系统机械结构见图1。
3 测试系统硬件设计
测试系统的硬件电气部分由输入端转向驱动模块、输出端转向阻力加载模块和测控模块构成。
3.1 转向驱动模块和阻力加载模块
EPS输入端转向驱动模块由安装在测试台架上的伺服电机和安装在测试机柜中的电机伺服驱动板两部分组成。工业控制计算机经由屏蔽信号线缆连接电机伺服驱动板, 根据上位机软件中设定的伺服电机旋转角度、扭矩和转速的参数, 由驱动电路驱动伺服电机按测试要求运转, 来模拟驾驶人员实际驾驶车辆时转动方向盘的动作[3]。EPS输出端转向阻力加载模块由磁粉制动器模拟为自动测试提供转向阻力矩。测控软件界面中设置加载参数并通过多功能采集卡输出控制信号以控制磁粉控制器加载需要的阻力矩。
3.2 测控模块
测控模块置于测试机柜中, 由工控机、数据采集模块、信号转接板和程控电源等组成, 见图2。测控模块以工业控制计算机为核心, 结合多功能数据采集卡和Lab VIEW测控软件实现具有测控测量功能的虚拟仪器。计算机控制伺服电机提供转向输入端的输入扭矩, 同时以数据采集卡采集输入和输出扭矩传感器信号、电流传感器信号和输入转角信号, 作为上位机软件计算和评估的数据基础。
工业计算机为虚拟仪器提供硬件平台支持, 其PCI插槽用于插接多功能数据采集卡, 其串口与伺服电机模块通信, 其USB接口与可编程直流电源通信。该测控平台工业计算机采用研华IPC-610L, 其CPU是奔腾双核E7400, 主频2.8GHz, 内存4 GB, 500 G硬盘, 具有4个高速PCI插槽。这款工业计算机性能稳定, 能适应较恶劣的环境, 可满足测试的需要。数据采集卡采用NI PCI-9229多功能卡, 该卡具有250 k S/s的采样率和16位A/D转换器分辨率, 并具有32路16位模拟输入、4路16位模拟输出 (833 k S/s) 、48路数字I/O, 2个32位计数器和一个频率发生器, 能对测试中的各种信号进行高效地实时采集[4]。用于采集助力电机电流的电流传感器采用LEM CS050EK1型号, 其原边额定输入电流为50 A, 线性度≤1%FS, 响应时间≤7μs, 满足电机最大30 A电流的测量需要。对扭矩传感器, 输入端采用JN338AE-50, 其转矩准确度≤0.5%, 测量转矩范围是≤50 N·m, 输出端采用JN338AE-100, 其转矩准确度≤0.5%, 测量转矩范围是≤100 N·m。
3.3 信号转换电路
测控系统对信号的采集和供给是通过插在工控机PCI插槽上的NI数据采集卡实现, 由于采集卡的数字信号I/O电平是标准TTL电平 (0 V和+5V) , 模拟信号的采集和输出最大峰值是+10 V电压, 但对于EPS系统点火信号需要12V模拟信号, 引擎信号和车速信号需要0 V/5 V的PWM方波信号, 而且NI采集卡的AO信号端口最大驱动电流为5 m A, DO信号端口最大驱动电流为24 m A, 不能满足EPS控制器的信号驱动能力。这就需要有一块用于匹配NI数据采集卡和控制器之间信号电平转换的电路板, 如下是对此信号转换电路的设计。
NI多功能采集卡输出+5 V时由转接板转换为输出+12 V电路如图3。
图3转换电路采用NPN型三极管作为开关电路, 使用+5 V驱动三极管接通和关闭上拉的+12 V电源, 当三极管基极由NI采集卡输入+5 V时, 三极管导通, 则电路输出0 V。而当三极管基极由NI采集卡输入0 V时, 三极管截止 (不导通) , 输出端由上拉电源提供12 V。此电路为输入和输出反向逻辑关系的电路, 需要在使用时由上位机Lab VIEW程序做反向处理。
NI多功能采集卡采集+12 V信号时由转接板转换为采集+5 V电路如图4。
此转换电路采用二极管作为开关电路, 当输入端是0 V时, 二极管导通, 则输出端为0 V (VCC为+5 V) 。当输入端为12 V, 二极管不导通, 则输出端输出上拉电源的+5 V。此输入输出为正向逻辑关系, 不需上位机程序做反向处理。
4 测试系统软件设计
本测试系统采用虚拟仪器技术, 以Lab VIEW为软件编程平台, 实现数据采集、信号的产生和设备的控制。Lab VIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) 是一种用图标代替文本代码行创建应用程序的图形化编程平台, 它具有一个可以完成任何测量编程任务的庞大函数库, Lab VIEW的函数库包括数据采集、GPIB控制、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储等等, 因此在测试测量领域具有明显的优势, 是在工业领域和研究实验室应用十分广泛的数据采集和仪器控制软件[5]。
4.1 测控软件基本功能
使用Lab VIEW编制的上位机软件实现如下的功能:控制测试系统的供电电源, 设置伺服电机和磁粉制动器工作参数并控制其运行, 输出EPS控制器需要的信号, 采集扭矩传感器和电流传感器的信号, 绘制特性曲线和显示评估指标等[2]。基于这些软件基本功能实现测试输入输出特性曲线、助力电流特性曲线、主动回正特性曲线、最大助力电流、最大/最小转动力矩、空载转动力矩、功效测量曲线、磁滞现象评价曲线、K因子曲线等评价EPS性能参数的特性测试并在虚拟仪器界面上实时显示测量数据及性能分析评估结果。
测控软件界面上需要显示的信息如下:
(1) 输入转矩值、输出转矩值、输入轴转速、磁粉制动器制动力矩;
(2) 车速值、引擎转速值、点火开关状态;
(3) 输入输出特性和助力电流特性曲线对称度计算值;
(4) 空载左/右转输入力矩值;
(5) EPS控制器当前诊断代码 (通过CAN总线发出) ;
(6) 测试曲线结果;
(7) 最大助力电流值;
(8) 位置传感器信号采集值;
(9) 伺服电机转动角度值;
软件界面采用虚拟仪表呈现, 所有数据实时显示, 500 ms刷新一次。
4.2 信号采集与输出
本测试系统需要软件驱动多功能采集卡提供给EPS系统使其正常运行的信号有:模拟车速信号、发动机引擎转速信号, 发动机点火开关信号;针对测试台的控制输出信号有:为EPS系统提供输入扭矩的伺服电机控制信号、试验台模拟负载磁粉制动器加载扭矩调整信号等。测试系统需要采集的数据有:EPS系统工作电压、助力马达电流、EPS系统输入输出端扭矩和转动角度等。
上位机软件通过NI采集卡输出和采集信号, 并实现对设备的控制, 图5是信号采集与输出框图。
4.3测控软件模块框图
本电动助力转向测试系统采用Lab VIEW图形化编程平台编制测控软件实现对信号的采集和输出, 对数据的采集与输出在硬件上依赖于NI多功能数据采集卡, 软件上依赖于硬件驱动程序和数据采集库函数。数据采集卡都有自己的驱动程序, 硬件驱动程序是应用软件对硬件的编程接口, 它包含了特定硬件可以接受的操作命令, 完成与硬件间的数据传递。采用NI的数据采集卡的好处就是厂家已经提供了驱动程序及与Lab VIEW的接口程序, 无需再自己编写, 作者则侧重在如何在Lab VIEW中编写测控程序实现仪器控制和数据采集。依据实现功能不同来划分的软件功能模块图如图6。
5结论
本文提出了一种汽车电动助力转向的性能测试系统设计方案, 采用Lab VIEW编制的测控系统上位机软件控制伺服电机和磁粉制动器提供驱动和加载扭矩进行电动助力转向系统性能测试。经测试验证, 该测试系统能有效地进行电动助力转向系统的各种性能测试及对电动助力转向系统的持续耐久的工作性能进行评估, 为电动助力转向系统开发研究及进一步性能优化提供数据依据。
参考文献
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LonWorks测试系统的设计 篇8
关键词：电力线载波,LonWorks网络,延时,带宽,误码率
电力网是一个近乎天然、入户率绝对第一的物理网络。然而以往的功能仅仅是传输电能, 现在随着现场总线技术的发展, 能够在不影响传输电能的基础上, 实现窄带或宽带通信, 使之成为继电信、电话、无线通信、卫星通信之后的又一通信网, 要使电力网成为又一个新的通信网技术手段只有载波通信, 使用电力线通信, 前提是保证通信的质量。所以在研究提高决定电力线载波通信性能的各种设备的同时, 了解网络的通信状况以及影响网络性能的因素也同样重要, 本文对此设计出价格低廉, 使用方便的电力线载波通信网络性能测试系统。
1 系统总体架构
网络性能测试系统的设计思想是在PC上设计对数据发送、数据接收、数据处理、参数设置/存储、数据存储模块、显示模块以及SQL数据库对由iLon100和Nodebuilder搭建的仿真电力线载波网络上的输入和输出信号进行监控和记录, 测试得出电力线载波网络的网络性能参数。系统构成如图1所示。
2 系统硬件组态
电力线载波网络是由iLon100和Nodebuilder利用电力线搭建起来的。安装iLon100 Internet服务器需要在PC上安装iLon100软件, 以及LNS, LonMaker, IE的安装, 下面对此平台的组件进行配置。
2.1 iLon100的配置
iLon100 Internet 服务器是一个高性能的网络接口, 它可以将基于Lonworks的设备连接到局域网或因特网, 将iLon100服务器通过10/100Base-T以太网端口连接到计算机, 并且将其连接到LonWorks PLT-20A信道上, 打开Windows命令行, 键入以下命令:
route add 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 iLon100.
使计算机找到iLon100服务器并与之通信。服务器的IP地址为 (192.168.1.222) , 这个值也可以自己设定。然后打开Web页浏览器, 在地址栏键入设定的iLon100 IP地址, 就能打开iLon100服务器的主页。在主页上进行iLon100的相关设置。如图2所示。
2.2 NodeBuilder开发平台
Nodebuider是节点开发仿真平台, 电力线节点是电力线实现载波通信的基础, LonWorks节点是同物理上与之相连的I/O设备交互作用, 并在网上使用LonTalk协议与其他节点相互通信的一类对象。节点是电力线节点, 主要由耦合器、电力线收发器、Neuron芯片和A/D转换器和晶振组成。如图3所示。
2.3 LNS的组成及工作原理
LNS网络操作系统提供在LonWorks网上支持互操作系统应用的标准平台。LNS for Windows应用开发者工具包是一个软件开发工具, 用于设计开发高性能的, 用于LonWorks控制网络的LNS网络工具。它包含了四个主要部件, 如图4所示, 分别是网络应用程序 (Network Application) , LNS对象服务COM组件, LNS服务器及LNS数据服务器。提供了从网络变量监测到网络管理和维护等完整的功能接口。在文中, 涉及的只是其中的数据监控部分的功能。LNS提供了两种网络监控方式:一种是监控集 (Monitor set) 方式, 一种是单点 (Single point) 方式。文中采用的是监控集方式, 监控点采用的是隐式绑定方式以获得较好的实时性和较高的效率。
2.4 利用LonMaker对网络进行组态
利用LonMaker安装通过Nodebuilder开发的设备, 组件LonWorks网络有以下步骤 (假设Nodebuilder输出的芯片编程文件已经被烧入芯片或程序存储器中) 。
(1) 创建通道, 选择收发器类型和通信速率。
(2) 在一条通道上创建LonWorks网络设备, 并引入由Nodebuilder生成的接口文件 (*.xif) 。如果通道上有多个设备, 则重复该步骤, 直至所有设备均已创建。
(3) 如果LonWorks网络上有多条通道, 则重复以上几个步骤, 直至所有通道和设备均已创建。
(4) 在不同通道间创建响应的路由器, 设置路由器类型。
(5) 从设备接口文件汇总生成网络变量和显示消息。
(6) 连接网络变量和显示消息。
(7) 对各个设备分别进行任命 (Commission) , 同时下载网络信息和网络变量等的连接信息, 使之正常工作。
(8) 利用LonMaker监视LonWorks网络, 对其进行测试。
3 系统软件的设计
系统兼顾测量和计算两大任务, 故所需软件的工作量较大。而程序中花费代码最长的, 主要是对帧的跟踪和对数据的计算。
首先, 程序应该完成它的基本任务, 即系统初始化、数据显示。由于系统硬件选用了LonMaker监控, 所以这部分的工作不是很大。
其次, 是测量任务。软件应完成把从节点处获得的信号转换成数字量, 并计算出相关的网络性能值, 这中间要解决A/D转化等问题。
最后, 是控制任务。软件完成用户通过按键或串行口所给定的各种指令。如设置参数, 调整参数, 自动测试等。软件的总体流程图如图5所示。
4 测试结果及网络性能测试系统的验证
测试的通信距离设为500～1000m, 在90dB左右的线路总衰减测试环境下, 测试结果及验证结果如表1所示。
5 结束语
设计了基于LonWorks技术的电力线载波系统的性能测试系统, 通过对此系统网络延时、带宽和误码率的测试, 详细的说明了此系统的运作原理。使用PLCA-22对此系统的延时、带宽和误码率的测试, 验证电力线载波系统的正确性。文本对电力线载波网络的部分参数进行了测试, 如果能够进一步对接口进行扩展编程, 可实现其它参数的测试来满足更高性能测试的要求。
参考文献
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电子时间引信综合测试系统设计 篇9
电子时间引信是为适应武器系统发展的需要, 尤其是为适应对时间引信定时精度、作用时间及通用化、系列化、标准化等要求而发展起来的一种新型时间引信。目前的电子时间引信测试系统, 普遍存在着测试项目少, 通用性差, 精度难以保证, 系统比较复杂, 需要花费大量的时间和人力而不能满足电子时间引信的研制和定型需求。因此, 有必要开发新型电子时间引信综合测试系统, 为其研制与定型提供科学、可靠的数据[1]。
随着大规模集成电路和计算机技术的飞速发展, 计算机被广泛地应用到引信测试领域。利用计算机技术开发电子计时引信综合测试系统可以极大地降低人的劳动强度, 减少出错率, 提高测试的准确性和效率。
1总体设计
电子时间引信测试系统可分为数据采集和数据处理两大部分。数据采集部分由传感器、滤波放大电路、A/D转换及单片机组成;数据处理由上位机实现, 上位机与单片机通过串口通信实现数据传递。测试系统原理图如图1所示[2]。
测试前, 将弹载测量部分固定在改装过的弹体内, 并与引信中的传感器 (加速度传感器、位置传感器、光电传感器、磁传感器等) 相连, 传感器检测到的相关信号经过滤波消除干扰信号后由放大器将有效信号统一转换成电压量, 然后由A/D转换器将其变换为数字量存入存储器。数据采集结束后, 通过串口接入PC机, 再由相应测试软件进行数据的分析、处理、显示、打印, 最后得出试验结论。
2软件设计
系统软件分为数据采集程序、串口通信程序、数据处理程序、数据库管理、数据打印等几个部分。数据采集部分及串口通信部分的程序由汇编语言编程, 数据处理程序、数据库管理、数据打印等由VB6.0 编写完成。文中主要介绍上位机软件部分, 主要包括人机界面、通信、数据处理程序、数据库管理、数据打印等。操作人员通过人机界面输入相关数据, 然后发送给下位机, 下位机根据这些数据进行现场产品测试, 测试完成后将测试结果送给上位机处理。通过数据处理, 计算机可自动判断产品是否合格, 并给操作人员以相应的提示。上位机与下位机的通信采用VB6.0中的通信控件MSComm来实现, 所获得的数据可以进行存储、查询和打印。测试数据打印程序采用了VB6.0提供的Printer对象来实现对打印机的操作, 实现了设备的无关性[3]。
2.1通信程序设计
通信程序主要完成与下位机的正常连接及可靠的传输数据的功能。通信由计算机通过RS—232串口和下位单片机系统进行硬件连接, 数据传输可靠性由通信协议保证。软件编程采用VB6.0中的通信控件MSComm来实现[4]。
通信程序的工作过程如下:
首先用户输入所要测试的产品的装定时间并修改时间参数, 然后, 用户通过人机界面按下“单次检测”或“自动检测”按钮后, 上位机先发送一串字符, 和下位机进行握手, 如接收到下位机传来的字符, 表示握手成功, 否则, 退出通信。握手成功后, 上位机开始把用户输入的装定时间和修改的时间参数转换为便于传输的形式并组装成帧, 按字节进行发送, 每发送一个字节, 都要等下位机确定接收正确后才发送下一个字节, 否则表示通信线路可能有故障, 需退出通信。发送完最后一个字节后, 需判断接收数据是否全部正确, 若接收有误, 则要求上位机重发, 如果接收数据全部正确, 下位机便开始根据接收到数据进行现场测试和处理, 而上位机则处于等待状态。下位机处理完成之后, 向上位机发送询检时间数据 (包括三个字节的数据和两个字节的校验位) , 上位机接收完最后一个字节后, 先对接收的数据进行和校验, 如校验和错, 则要求下位机重发;如果校验和正确, 否则需计算询检时间是否超差, 如超差则停止接收后面的数据并退出通信, 否则, 开始等待接收计时时间数据。计时时间数据到来后, 上位机接收和处理的过程与接收询检时间数据的处理过程基本一样。不同的是, 在接收到计时时间后, 如出现超差会继续接收后面的计时时间2数据。通信流程图如图2所示。
2.2数据库程序设计
数据库的设计采用ACESS数据库[5]软件, 对于数据的访问、操作通过VB6.0中的数据环境设计器提供的数据库接口实现, 通过数据环境设计器, 大大方便了对数据库的存储、删除、访问等各种操作。
本数据库所要存储的数据包括:测试日期、产品号、环境条件以及测试一个产品所要求的装定时间、修改时间、询检时间、计时时间等数据。其数据库管理框图如图3所示。
由于在某个测试日期内, 需要测试多个产品, 一个产品可能在不同的环境条件下测试, 同一个环境条件也可能对应于不同的产品, 一个产品在某个测试环境条件下, 可能要测试几次 (每次测试数据都是装定时间、修改时间、询检时间和计时时间) 。为了便于实现所要求的任务, 本文设计了一种父子表一样的层次表, 其E-R关系图如图4所示。
数据库在数据环境设计器中的层次关系如图5所示。在第一个表中, 包括了编号和测试日期, 第二个表包括了编号、产品号和环境条件, 由于不能存在产品号和环境条件都相同的情况, 因此, 把产品号和环境条件设为组合关键字, 它们之间通过“编号”字段来建立关联关系, 底层表包括了产品号、环境条件、装定时间、修改时间、询检时间、计时时间1和计时时间2, 该表通过产品号和环境条件来和它的父表建立关联。
2.3打印程序设计[6]
打印程序要求在打印前, 先由用户输入打印的范围和条件、纸张大小、打印方向。VB6.0语言提供了Printer对象, 通过使用Printer对象的属性和方法, 不仅实现了设备无关性而且可实现不同格式的数据打印, 极大地提高了打印的灵活性。
3结论
本程序通过实际测试和应用表明, 系统人机界面友好, 数据传输可靠, 从测试到数据记录、打印、保存、查询等操作非常方便, 不仅降低了人工操作的劳动强度, 而且减少了出错率, 提高了测试效率, 达到了设计要求。
摘要：电子时间引信的研制和定型需要科学、可靠的数据, 因而开展电子时间引信动态性能参数测试方法的研究非常必要。通过对工作中的引信内部的各种电子、机械构件的动态参数进行实时采集和记录, 可以更好地了解其内部构件的实际工作情况, 为其研制提供了可靠的依据。电子时间引信测试参数多, 测试精度要求高, 介绍了一种基于单片机和个人PC机的电子时间引信综合测试系统, 对系统总体设计框图和上位机软件设计进行了详细介绍。系统经实际测试和应用, 达到了预期的要求。
关键词：电子时间引信,通信,打印,数据库
参考文献
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分布式导弹测试系统设计 篇10
随着现代武器装备复杂性、综合化、智能化程度的不断提高,导弹测试设备的升级换代不断加快。而现有型号的导弹测试设备大多是自成一体的封闭式结构体系,而且每型导弹都要配备各自的导弹测试设备,使得目前部队导弹测试设备型号多、数量大、分布地点分散,测试资源没有得到充分利用,许多仪器、设备、模块、系统平台等重复配置,造成很大浪费。存在的不足主要表现在以下几个方面:
(1) 随着仪器总线经历了由GPIB、CAMAC到VXI、PXI总线的发展过程,导弹测试设备同样经历了这样的发展阶段,因此目前部队配备的导弹测试设备中各种仪器总线并存,结构复杂多样,相互之间不兼容,分布地点分散。
(2) 不同型号、不同维护级别的导弹测试设备间缺乏互操作性,系统可移植性差,更新升级困难,无法有效地与外部环境实现测试诊断信息的交互,阻碍了诊断信息的共享和重用,使得诊断效率和准确性低下,无法适应现代多兵种联合作战对多武器系统、多级维护的需要。
(3) 现有导弹测试设备广泛采用商业货架产品(COTS),商业产品更新换代快(典型周期为5年),而导弹武器系统的使用寿命往往超过10年,随着测试设备硬件的过时,系统的维护费用将不断攀升[1]。
(4) 导弹测试设备型号多,装备技术支援保障所需操作人员也相应增加,不利于部队装备保障力量体系的优化。
分布式测试系统可以通过局域网把分布于各测点、独立完成特定功能的测试设备和测试用计算机连接起来,以达到测试资源共享、分散操作、集中管理、协同工作、负载均衡、测试过程监控和设备故障诊断等目的。因此综合各种仪器总线的优势,以LXI总线为基础,构建多总线融合的分布式导弹测试系统成为军用测试领域的发展趋势之一。
1 分布式导弹测试系统总体结构
由于不同型号导弹测试地点分散,测试流程复杂,测试手段多样,因此适合采用分布式导弹测试系统的体系结构,能够满足测试系统内部各组件间、不同测试系统之间、测试系统与外部环境间信息的共享与无缝交互能力。如果采用目前常用的VXI或者PXI总线结构组成分布式导弹测试系统,系统中每个节点都需要单独组建一套独立的测试系统,然后通过网络相互连接,每个节点都由计算机来控制,系统结构复杂,重复建设,造成资源浪费。
采用LXI总线结构为主体组成分布式导弹测试系统,则可以简化系统配置,节约系统资源,增加系统的灵活性。系统以LXI 总线连接各测量仪器模块,LXI设备或模块可以直接通过LXI总线实现对目标的测量与控制,每个LXI设备自带处理器、LAN连接、电源和触发端口,控制计算机与设备之间的通信通过网线传输,不需要重复配置终端计算机;原有的VXI,PXI,CAMAC和GPIB等总线结构的导弹测试设备作为系统的组成部分,通过接口转换器或零槽控制器与LXI总线网络相连接;计算机控制器在操作系统的控制下作为整个测试系统的指令执行器,操作系统为整个测试系统提供文件管理、内存管理、用户界面消息响应、测试结果输出与打印、系统I/O 请求处理等服务。系统总体结构如图1所示。
LXI总线结构平台将各种类型的现场仪器(包括GPIB,VXI,PXI,LXI等仪器)挂接在LAN上,打破了传统仪器平台中的测试仪器机箱和零槽控制器的限制,形成一种真正意义上的分布式开放的网络体系结构。
2 测试系统软件设计与实现
为解决导弹测试系统通用性差、开发和维护成本高、系统间缺乏互操作性、应用范围有限等诸多不足,实现仪器可互换性和TPS(测试程序集)重用性、可移植性就成为了通用自动测试系统的重要发展方向。研究开发面向信号的测试软件,实现TPS重用性、可移植性和仪器可互换性,具有较大的意义。
以XML标准为基础开发的信息数据交换语言ATML(Automated Test Markup Language)是一种专用数据交换标准,满足了共享ATE(自动测试设备)和测试信息的需求,使系统之间信息交换更容易,包括测试结果、程序、仪器及测试工作站的功能、技术指标及规范、待测件的规格、需求、诊断及维护信息等一些有价值的信息能够共享、交换、互相操作。采用ATML表达测试诊断信息,将实现分布开放环境中测试诊断信息的无缝交互。ATML继承了XML适用于多种运行环境、便于与各种编程语言交互的优点,将实现测试诊断知识与测试过程的分离,便于测试诊断知识的共享和可移植。而在测试执行过程中,还可以根据测试诊断知识来动态地调度测试运行步骤,实现更有效的故障定位,从而缩短诊断排故时间。
IEEE P1671就是能交换测试设备和测试信息的ATML标准,以XML的格式定义了自动测试系统软件接口,以提高通用自动测试系统软件组件的开放性,定义了在自动测试系统中广泛使用的9种接口,并为每种接口定义了XML格式的语法,以提高用户在特定的需求和应用中扩展ATML接口的灵活性,使测试结果的报告、测试的描述、仪器的描述、测试的结构布局、测试工作站以及待测件的数据等信息标准化。由于在文本文件中含有描述符,它可以在任何平台上操作,计算机程序可以根据模式很容易地解释和分析这些标记,也很容易读懂。基于ATML的应用软件具有灵活性和扩展性,能在系统间互相兼容[2]。
图2所示系统中所有具有测试功能的仪器信息、矩阵开关的连接信息、适配器在被测单元和矩阵开关之间的转换信息均由测试系统集成开发环境实现,生成XML格式的测试策略。组件库实现了IEEE P1641[3]对信号的描述,可以为基于COM的编程语言使用。实时引擎能够自动分配资源,计算开关路径,通过IVI信号驱动去控制仪器。XML TPS和IVI信号接口组件由COTS(商品货架产品)产品开发。IVI信号接口组件由系统方案设计时给出。
XML TPS根据对被测单元的测试需求的描述,从实时引擎请求相应的信号对象。若系统测试能力允许,实时引擎开始查询从被测单元到仪器端口的连接信息,并对其进行验证。完成后实时引擎开始实例化IVI信号接口组件和XML描述的TPS信号组件,执行测试操作。IVI信号组件和矩阵开关驱动器通过IVI-COM驱动控制底层仪器,在TPS执行期间,实时引擎应自动完成测试资源的分配和信号路径的切换,最后将测试结果以XML文件的格式保存起来。
综上所述,基于信号接口的导弹测试系统软件设计可描述为:通过XML语言将被测单元的测试需求标定为对激励/测量信号的需求,这个虚拟资源需求通过设备驱动器接口内部服务机制的解释和定位转换成真资源,再驱动仪器完成测试任务[4] 。
3 关键技术
3.1 多总线机械与电气相容实现方案
为将不同测试总线模块集成到LXI测试系统中,有两种技术方案可供选择:开发桥转接器和接口适配器[5]。
桥转接器由LXI接口和特定总线接口组成。LXI接口端实现LXI接口的所有要求,包括网络协议支持、Web页浏览与仪器控制、LAN配置初始化和IVI驱动器。在桥转接器的特定总线接口端,实现特定的硬件和软件接口要求。例如,如果LXI桥转接器连接GPIB仪器,桥转接器不仅要支持LXI接口和GPIB接口,还需具备将软件命令从LXI端映射到GPIB端的能力。
接口适配器将非LXI总线接口完全转化为LXI接口。通过接口适配器,主机可以利用仪器驱动器和Web页直接访问和控制非LXI仪器,在接口适配器和非LXI仪器之间不需要控制与通信机制的映射和VISA资源的映射。
在多总线融合的测试系统中,为不使原有VXI,PXI,GPIB系统结构产生较大幅度的变动,基于LXI的多总线融合的测试系统采用桥转接器机制将现存总线仪器无缝融入到其中。通过这种结构,原有的VXI测试系统作为系统的一个子系统,只需在接口配置处做少量更改,而系统的硬件和测试软件不需做任何变动就可继续使用。
3.2 同步测试的实现策略
在多激励多目标的分布式导弹测试系统中,不同总线仪器间的同步与触发是其基本要求。VXI仪器可以通过背板总线触发实现同步测试,但只限于同一机箱内的模块之间可行,对于不同机箱之间就难以实现同步。LXI仪器提供了三种同步触发机制:网络消息触发、IEEE-1588时钟同步触发和触发总线。三种同步精度依次递增,网络消息触发由于受到网络传输延迟的影响,同步误差在毫秒级,IEEE-1588同步精度小于100 ns,触发总线则为3 ns/m。下面将分析这三种机制的实现机理并提出分布式导弹测试系统的同步实现策略[6]。
3.2.1 网络消息触发
实现网络消息触发的系统结构是多个LXI设备之间通过交换机或集线器连接在一起,网络触发消息可以由计算机发给所有设备,或者由其中一个设备发给其他所有设备,这样就可以实现一点对多点的触发应用,因为触发消息在网络间的传递是采用标准UDP网络协议,不需要网络握手,所以网络延时比采用TCP/IP协议小得多;另外,触发消息也可以由其中一个设备发给同一网段中的另一个设备,这是点对点的触发方式。采用网络消息触发的优点如下:
(1) 比通过软件触发有更大的灵活性;
(2) 不需要专门的触发线;
(3) 没有距离的限制;
(4) LXI模块之间可以相互协调,排除了计算机处理速度的瓶颈影响,从而减小了网络延时。
3.2.2 IEEE-1588时钟同步触发
IEEE-1588的时钟同步网络拓扑结构是在网络中选择其中一个LXI仪器作为主时钟仪器,其他仪器为从时钟仪器。主时钟向所有从时钟发出一个同步信息包,而且这个信息包中包含有信息发出的精确时间,从时钟接收同步信息包;然后从时钟发出延时请求信息包,主时钟收到这个信息包。主时钟最后给从时钟发送一个延时响应信息包。假设主、从时钟之间的网络延时是对等的,可以计算出从时钟与主时钟之间的偏差,从而每个从时钟校准自己的时间。
测试利用1588时钟同步时,触发信号是告诉各个器件何时启动输出它的信号,因为每个器件根据指定的时间启动,而不是根据何时接收到以太网发出的命令来启动,所以以太网的开销或延迟时间对被触发器件没有影响。IEEE-1588时钟同步触发方式特别适用于分布式远距离同步数据采集等测试任务,不用单独连接触发电缆,且不受距离的限制。
3.2.3 LXI触发总线
LXI触发总线配置在A级模块,可将LXI模块配置成为触发信号源或接收器,触发总线接口亦可设置成“线或”逻辑。每个LXI模块都装有输入输出连接器,可供模块作菊形链接。LXI触发总线与VXI和PXI的背板总线十分相似,可配置成串行总线或星形总线,这种触发同步方法充分利用了VXI和PXI触发总线的优点,同步精度很高,主要取决于触发总线的长度,适用于测试相互靠得很近的应用系统。
3.3 测试软件的互操作性
实现测试软件可移植与互操作的两个基本条件是:
(1) 测试系统信号接口的标准化;
(2) 测试程序与具体测试资源硬件无关。
测试软件从结构上可分为面向仪器、面向应用和面向信号三种形式,而面向信号的开发是测试软件互操作的前提。面向信号的开发使测试需求反映为针对UUT端口的测量/激励信号要求,TPS中不包含任何针对真实物理资源的控制操作。当测试资源模型也是围绕“信号”而建立时,则只要通过建立虚拟信号资源向真实信号资源的映射机制,就可以实现TPS在不同配置的测试系统上运行。
3.4 测试仪器的可互换性
采用动态链接库的动态加载技术和显示链接技术可以实现平台仪器的可互换性,软件平台中类驱动程序与物理仪器驱动程序都是DLL,TPS与类仪器驱动程序的链接为隐含链接方式,而类仪器驱动程序对物理仪器驱动程序导出函数的调用方式为显式链接。类驱动程序及物理驱动程序以注册的方式记录在资源控制器模型中,实现了内核仪器可更换特性的开放性。类驱动程序及物理驱动程序导出的函数分为公共函数和功能函数两类,其中公共函数为各类仪器所共有的,如仪器初始化、关闭等,功能函数是与各类仪器有关的。
4 结 语
本文针对目前导弹测试系统存在的结构封闭、通用性差、开发和维护成本高、系统间缺乏互操作性、应用范围有限等诸多不足,以LXI总线为基础,构建了一种多总线融合的分布式导弹测试系统,为实现仪器可互换性和TPS的重用性、可移植性奠定了基础,能够较好地满足当前导弹维护保障领域的需求,降低维修保障费用,优化装备保障力量体系,具有显著的军事、经济效益。
参考文献
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压电参数测试系统中恒温器的设计 篇11
摘 要：本文设计了一种压电参数测试系统中使用的恒温器。以AT89S52单片机为主控制单元，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。硬件电路主要包括测温电路、按键电路、温度控制继电器电路、LCD液晶显示电路，AT89S52单片机最小系统等。结合相应的控制程序，控温范围为0～400℃。
关键词：压电参数测试；温度控制；DS18B20
1 概述
压电材料是一类重要的高新技术材料，在信息激光、导航和生物等领域应用广泛。压电材料参数对于压电材料的性能表征有着不可估量的作用。在压电材料参数测试系统中的恒温控制器对于测量各项参数随温度的变化曲线有着重要作用。本文设计了一种以AT89S52单片机为主控制单元，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。恒温控制器的硬件电路，包括测温电路、按键电路、温度控制继电器电路、LCD液晶显示电路，AT89S52单片机最小系统等；软件部分主要包括主程序，读出温度子程序，计算温度子程序、按键处理程序、LCD显示程序以及数据存储程序等；最后，通过对整个系统进行调试、分析。最终实现温度采集、显示、控制等功能。
2 恒温器电路设计
本设计采用单片机和温度传感器相结合对温度进行实时采集测量及控制。温度传感器对周围的温度采集，将采集到的数据进行转换，在由单片机送给1602，同时我们也可以通过按键设置温度范围，单片机控制继电器的吸合或断开来模拟控制温度，这样温度就可以控制在我们要求的范围内，并将控制过程中相关温度信息通过LCD实时显示。整体电路如图1所示。
本设计的核心部件就是单片机系统，单片机芯片的选择与整个设计息息相关。通过对几种单片机芯片的对比从多方面考虑本设计将采用单片机AT89S52 作为整个设计的重要核心。AT89S52是低功率的高性能8位单片机，它包含8 k的可以反复删除数据的只读存储器，设备采用高密度非易失性存储技术，兼容标准的C51系统命令，芯片包含普通8位CPU和存储单元。AT89S52能够为很多嵌入式的控制系统提供可靠的解决方法。
控制电路与设计系统和芯片两个端口连接，由于在控制时芯片输出的信号比较小，所以我们考虑需要接入驱动，这样后续电路才能正常工作，考虑到系统刚上电有一个短暂的高状态，所以我们选用9012。当检测温度不在我们设定的温度范围之内，与之对应的端口就会发出一个低状态信号，此时驱动器件就会导通启动工作，这样kV的内部就出现两种不同电压，这样使整个控温电路导通，后面的温控负载就会工作对周围温度做出相应改变。如果周围的温度达到我们的要求，系统核心就会发出一个信号，这时控温电路就停止工作。
温度设置部分采用3个按钮，3个按钮对应的功能也不同。S3 被按下后设定温度值就会升高，S3与P3.6 口相接；S2被按下后设定温度值就会下降，S2与P3.5 口相接。按钮的按下与否就会影响对应芯片接口的信号状态发生变化，整个过程中产生一个停止，然后读取键盘值。
3 控制流程
利用LCD1602显示采集到的温度，设定的最低和最高温度。显示分辨率为0.1℃。当每按下一次设定温度下降按钮时，设定的温度就会加一，最高为400℃。当每按下一次设定温度下降按钮时，设定温度就会减一，最低设定为0℃。如果设置的最高温度值比采集的实时的温度值还大那么单片机就会控制对应的继电器发生动作。这样就可以是温度控制我们需求的范围内。
温度控制程序的设计应考虑如下：
①键盘扫描、键码识别和温度显示；
②温度采集、数据处理；
③越限处理。系统流程图如图2所示。
这里需要对程序进行调用，被调用的分别是显示、温度信号、按键设置、报警这几个模块的子程序。温度处理：对芯片送过来的数据进行处理和显示。LCD1602液晶显示：向LCD1602液晶的显示发送数据，控制系统的显示。按键设定：可以设定上限温度和下限，温度精度为0.1。温度传感器在采集温度前控制芯片会发出一个脉冲完成初始化。读温度子程序的主要功能是从DS18B20中读出温度数据。
4 结论
本文对压电测试系统中恒温器的硬件和软件设计的全过程进行了阐述。以单片机AT89S52 作为整个设计的重要核心，使用高精度测温传感器DS18B20，实时控温，精度达0.1℃。温度最高为400℃，最低为0℃。该恒温器能够为压电参数测试系统提供恒定的温度。
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基金项目：
安徽地震会商系统系统设计 篇12
目前,安徽省地震局使用的分析预报系统是约十年前建设的并沿用至今,随着地震分析预报理论和相关技术发展,越来越不适用我省防震减灾需要,其主要问题为:系统是在DOS平台上建立的,选择的是面向过程的开发语言,严重过时;数据的获取和生成的结果是采用文件的方式,调用数据通过网络搜索文件夹和文件名的方式,速度慢,效率低;与些同时,这些文件夹分布在九五建设的相关服务器中,随着十五建设,这些文件服务器将很快由新的数据库服务器所替代;数据文件所采用九五格式也即将由十五数字化格式所取代;系统受DOS平台所限,界面不友好,数据及成果展示极为受限;功能开发受限制,难以增加新的功能模块;难以与十五建设成果和新技术接轨,如数据库技术,GIS技术、数据共享技术等。随着十五项目的竣工,数据化取代模拟数据的趋势迫切要求建立新的系统,十五期间,我省建设了以数字化测震、强震、前兆为主体的数据获取软硬件及传输平台,进行了三级台网分级并增加了一些台站、设备和测项,数据量成倍增加,按照中国局的要求,对现有的数字化数据必须采用新的格式进行采集、传输、处理、存储和共享,同时要加上日志和元数据,统一实行数据库方式进行管理。随着GIS技术的发展,目前的地震应急、信息服务等基础平台均采用了Suse操作系统+Oracle数据库+GIS平台的模式,甚至前兆数据台网中心也要求采用Oracle数据库+GIS功能的要求。鉴于以上情况,建立我省地震会商GIS平台为日常会商服务成为迫切需求。
2 系统总体框架
《安徽省地震会商GIS平台》设计的总体架构图如右图1。
系统设计充分考虑业务与功能的紧密结合,根据需求将系统总体结构划分成四层结构,分别是基础设施层、数据采集层、数据资源中心层、应用系统层。
基础设施层主要是指位于各类基层现场的软硬件平台及通信网络体系,他们为整个系统的运行维护提供最基础的支持,同时他们也是整个系统运转和使用的物理基础,主要包括了各类系统平台软件、计算机硬件设备及通信网络系统。
数据采集层负责各类原始数据的获取,主要是指地震业务数据采集系统,包括前兆数据采集、测震数据采集、地震地质数据采集和基础空间数据采集。
数据资源中心层负责对系统所需和所拥有的各类数据进行统一的存储和管理,在该层次主要是通过建立数据库系统,实现对各类数据的存储和交换,实现数据安全性与备份机制。
应用系统层主要是构建综合业务应用系统和信息服务平台,同时为业务部门构建应用系统也是相应部门的业务处理和管理的工具平台。主要包括测震数据处理系统、前兆数据处理系统、空间信息查询系统和会商展示系统等。
系统软硬件支撑平台采用地震局现有的软硬件系统和网络通信系统。系统信息采集体系和数据资源管理体系采用现有的采集和管理体系。如图2所示。
业务支撑平台:地理信息系统平台采用MAPINFO,测震数据处理和分析平台采用MAPSIS,前兆数据处理与分析平台采用EIS2000,数据库采用SQLSERVER及ORACLE。
3 数据库设计
3.1 系统数据总体模型设计
地震会商GIS平台建设涉及到的数据内容复杂,数据库组成参见表1。
表1中的数据库一起构成了地震会商GIS平台的数据基础,其中“基础数据库”、“测震专题数据库”、“前兆数据库”是本系统重点建设的数据库。这些数据在系统的管理方式如表1。
3.2 空间参考
矢量数据采用地理坐标。
地理坐标是一种特殊的地图投影。采用地理坐标的数据是连续的,解决了跨带问题,从而可以保证数据库地理对象的完整性,为数据库的查询检索、分析应用提供极大的方便。同时保持与国家基础地理信息数据库的统一,为数据库的集成管理、数据更新维护、数据共享提供支持。采用地理坐标的缺点是应用数据时需要进行投影转换工作,但矢量数据投影转换速度快,没有任何精度损失。当需要制作地形图或以高斯坐标分发数据时,可以将地理坐标转换成高斯坐标输出。坐标系变换不改变拓扑关系和属性的关联关系,所以坐标转换和投影变换后不需要再作数据处理即可重新建立以高斯坐标为参考系的工程,或直接进行制图输出。
3.3 具体数据库设计
3.3.1 基础数据库设计
基础空间数据以1:25万、1:5万基础地理空间数据库和社会经济数据为基础。其中1:25万和1:5万空间数据包括行政区划、主要交通、主要水系、地形数据、地名数据等。数据存放在ORACLE数据库中。按比例尺用英文名称定义表空间名称。行政区划表字段要包括基本社会经济数据,包括人口、GDP等,具体与地震应急数据库相同。
3.3.2 测震专题数据库设计
地震地质数据库包括全国地震构造图、全国地震带分布图、全国MS>5.0级地震震中分布图、全国地震危险区分布图、全国地震重点监视防御区分布图,安徽省地震构造图、安徽省Ms>4.5级地震震中分布图、安徽省地质遥感解译图、安徽省地震小区划图、小震目录等。地震地质数据存放在ORACLE数据库中,按全国和全省用英文名称定义不同表空间名称。
3.3.3 前兆数据库设计
前兆数据库主要采用“九五”时期设计的数据库格式,为保证与“十五”数据库相兼容,制作数据转换程序,将现行的ORACLE数据库转换到“九五”SQLSERVER数据库格式。对于未被录入现行数据库的地方前兆台站数据统一文本格式后,制作数据录入程序录入到SQLSERVER数据库中。在“九五”数据库中添加“注释”、“事件”等数据表。
3.3.4 用户数据库设计
系统设计不同级别的用户拥有不同权限。用户数据库保存用户的信息。包括:用户名、用户密码、用户权限、用户操作记录等。
4 系统功能设计
系统主要功能包括基础信息查询和展示,测震数据的处理与分析、前兆数据的处理与分析,数据库维护与数据更新,会商系统展示,会商报告自动生成等。
4.1 系统总体界面设计
图3为系统总体界面设计。
4.1.1 菜单设计
图4为菜单设计。
4.1.2 功能设计
“地方台前兆入库”功能主要将当前一些通过网络由地方台人工报送的前兆信息录入到数据库中。该功能可以浏览上报的数据文本文件,一键进行录入。但数据文本文件要统一数据格式。
“数据浏览”提供浏览数据库中各类数据,用户可以通过下拉列表选择要浏览的数据库和数据表名称。
“数据编辑”提供对数据库中各类数据的编辑功能。用户可以通过下拉列表选择要编辑的数据库和数据表名称,然后可以修改其中的数据并进行保存。
“数据库备份”提供对各数据库的备份。将当前数据库备份到其他服务器上。
“测震分析工具”调用测震分析处理软件“MapSIS”。
“前兆分析工具”调用前兆分析处理软件“EIS2000”。
“地震事件分析”调用MSDP软件。
“会商展示系统”主要用于会商时各种数据和图表的展示。本项目在POWERPOINT软件中创建模版,在模版上定义地图显示控件和地图信息查询工具,定义前兆数据绘图控件。
其它功能包括对空间地图的浏览、漫游、放大、缩小、信息查询、距离量测、打印等。
5 结束语
安徽省地震会商系统设计改变了传统的会商模式,充分考虑了“十五”数字化数据成果的使用,为安徽省地震会商提供了先进的模式。但由于经费等客观原因,该设计对硬件通信方面的考虑不是十分详细,需要将来进一步改进。
摘要：如何阐述清楚软件系统的必要性和重要性,一直是项目申请的一个瓶颈,安徽地震会商系统系统设计从项目背景和当前可以支撑的最新技术条件出发,从总体框架分析到技术具体设施的细节,详细阐述了系统的层次结构和数据来源,比较详尽的体现出系统设计的思路。
关键词：安徽地震会商系统,软件设计,总体结构,数据模型,功能设计
参考文献
[1]蒋春曦.省级行业信息服务系统的设计与实现[J].电脑知识与技术,2008,2(17).
[2]蒋春曦.安徽省防震减灾基础地理数据库设计与实现[J].华北地震科学,2006,24(3).