一種飛機電子部件的通用綜合自動測試系統的製作方法

2023-06-13 21:06:46 2

專利名稱：一種飛機電子部件的通用綜合自動測試系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子部件自動測試系統，尤其涉及一種民航大型客機電子部 件(包括機載計算機，電子控制組件，數據處理模塊等)的通用綜合自動測試系統。
背景技術：
目前，大型客機的機載電子設備的檢測通常都是由SMART (Standard ModularAvionics Repair and Test)標準化模塊式航空電子設備修理和測試的自動測試 設備(ATE)來完成。SMART ATE通常包括微處理器、可程控儀器、被測組件適配器和測試軟 件四個組成部分，擁有豐富的測量和激勵資源，靈活的開關矩陣和總線，能滿足民航機載電 子設備複雜的測試要求。其代表有EADS公司的ATEC6系列和以色列RADA公司的SMART CATS自動測試系統，但投資巨大，同時，廠家通常會使用一些特製的板卡來進行技術封鎖， 後期維護成本高。隨著市場或電子設備測試要求的變化，硬體構型和測試軟體的擴展修改 複雜。

實用新型內容本實用新型目的在於提供一種成本低容易擴展、資源復用性好，模塊化程度高的 自動測試系統。本實用新型的目的可以通過以下方案實現一種飛機電子部件的通用綜合自動測試系統，其特徵在於包括激勵資源用於為被測飛機電子部件提供測試激勵信號；信號檢測資源用於從被測飛機電子部件採集與測量各種信號；電源系統為被測單元提供各種可編程控制交/直流電源；信號接口裝置用於傳輸檢測信號和激勵信號，實現自動測試設備與被測單元間 的規範、快速物理連接；開關系統實現被測單元與激勵資源及檢測資源間的連接與通道切換；測試控制器用於控制測試流程和信號。所述的測試控制器包括測試管理模塊，用於控制各種測試模式；測試程序模塊，用於記錄測試所需的程序函數；儀器驅動模塊，用於實現測試程序對硬體的控制；測試操作模塊，用於根據上層(儀器驅動模塊)模塊驅動命令進行測試操作；測試管理模塊調用測試程序模塊的測試函數後輸出測試控制信號到儀器驅動模 塊，通過儀器驅動模塊驅動測試操作模塊輸出操作控制信號，操作控制信號通過數據總線 到硬體部分對目標電子部件進行測試。所述的測試管理模塊包括測試執行管理模塊和測試開發管理模塊，測試開發管理 模塊包括了命令集、參數表、釘表和容差表；測試執行管理模塊使用LABWINDOWS/CVI編寫。[0019]所述的測試程序模塊包括測試程序TP，每個TP (測試程序)包含自動測試程序和 DEBUG測試程序。所述的數據總線包括GPIB、VXI和PXI總線。本實用新型相對現有技術優點在於系統硬體以計算機為核心，通過PXI、VXI和 GPIB等通信模式來控制各類儀器、設備，自動完成對被測對象飛機電子部件UUT的激勵、測 量、數據處理，並顯示輸出測試結果，列印出測試報告。本綜合自動測試系統數據傳輸速率 高、數據吞吐量大、系統組建靈活，擴展容易，資源復用性好，標準化，模塊化程度高。

圖1是本實用新型的硬體集成總體原理框圖；圖2是本實用新型的硬體集成具體實現框圖；圖3資源模塊開關矩陣結構；圖4信號轉接模塊開關矩陣結構；圖5是本實用新型的實施例的組成結構圖。
具體實施方式
如圖1至圖5所示，本系統硬體以計算機為核心，通過PXI、VXI和GPIB等通信來 控制各類儀器、設備，自動完成對被測對象飛機電子部件UUT的激勵、測量、數據處理，並顯 示輸出測試結果，列印出測試報告。系統具有數據傳輸速率高、數據吞吐量大、系統組建靈 活，擴展容易，資源復用性好，標準化，模塊化程度高等眾多優點。系統的組成結構根據測試 程序TP到測試對象UUT的控制流程和控制流向劃分，由高到低分為五層結構測試管理層， 測試程序層，儀器驅動層，作業系統層，物理硬體層。測試管理層分為測試程序開發平臺和 測試程序執行平臺，測試程序開發平臺為用戶提供便利的開發工具，裡面包括對各種設備 使用的命令集、參數表、釘表、容差表，用戶在開發的過程中只需要輸入簡明的編程指令、數 據與參數，就能完成對各設備進行測量與激勵的操作。測試程序執行平臺界面友好，易於操 作，方便用戶使用。具體技術方案如下一 )硬體集成硬體組成包括測試控制器、測試儀器資源、開關系統與測試信號接口裝置。測試 控制器實現自動測試系統中各種激勵資源、檢測資源和開關系統的配置，並決定其工作方 式、狀態、功能和參數，控制測試信號的通道選擇與切換。測試系統與被測單元的信號交聯 則是通過信號接口裝置實現。1.測試控制器測試控制器是系統的核心。測試軟體在測試控制器上運行，實現對測試過程的控 制，系統選用的是美國國家儀器公司NI的嵌入式控制器PXI-8187，同時配備CRT顯示器、鍵 盤、印表機等外部設備。測試控制器的工作還有相應的作業系統軟體支持。2.測試儀器資源系統測試儀器資源包括信號檢測資源，激勵資源、電源系統等。信號檢測資源由 各種程控測試測量儀器組成，用於採集與測量各種信號，如萬用表、示波器、定時/計數器、ARINC 429接收器、角度位置指示器、相位電壓表等。激勵資源為被測單元工作提供必要的 測試激勵信號，如任意波形發生器、D/A轉換器、ARINC429發生器、RS-232/422/485通信等。 電源系統為被測單元提供各種可編程控制交/直流電源。檢測與激勵資源採用模塊劃設 計，並使用PXI，VXI, GPIB等標準總線控制。3.開關系統開關系統在系統中實現被測單元接口和測試資源間的連接與通道切換。藉助開關 系統，系統可以充分利用有限的測試資源滿足被測單元測試信號完備性需求，降低整個測 試系統的成本。測試儀器通過開關系統的連接，可以方便地實現自動測試設備自測試功能。 經過開關系統級聯，還能夠實現測試系統的擴展和重新配置。系統的開關系統是完全自主 設計的獨特結構，使用美國國家儀器的13槽信號調理機箱SCXI-1001，使用5塊SCXI-1129 矩陣開關模塊通過8條模擬總線實現資源和被測信號的連接，使用4塊SCXI-1166通用開 關模塊實現信號的一般連接。4.信號接口裝置系統選用VPC90的25模接收器作為信號接口裝置，實現自動測試設備與被測單元 間的規範、快速物理連接。接口裝置還包括自動測試設備中的信號接收器(Receiver)及 與被測單元配套的測試夾具(Fixture)，如測試接口適配器、被測單元連接固定裝置以及各 種測試電纜等。二)系統的組成結構系統軟體是系統運行的核心，它描述了千差萬別的測試需求，代表了針對各種類 型的被測對象的測試應用。該測試軟體的完備性、易用性、軟體結構的先進性、可擴展性以 及軟體系統運行的安全性、可靠性，最大限度地降低測試人員的勞動強度，提高工作效率， 增強系統運行的穩定性。系統根據測試程序TP到測試對象UUT的控制流程和控制流向劃分，由高到低分為 五層結構測試管理層，測試程序層，儀器驅動層，作業系統層，物理硬體層。1)測試管理層測試管理層是系統的控制調度中心，該層位於IATS2000的軟體系統最頂層，是人 機交互的接口，具有界面友好，易於操作的特點。測試管理層由測試執行管理平臺和測試開 發管理平臺組成。測試程序開發平臺使用Microsoft VB和0FFICE2003編寫，為用戶提供便 利的開發工具，裡面包括對各種設備使用的命令集、參數表、釘表、容差表，用戶在開發的過 程中只需要輸入簡明的編程指令、數據與參數，就能完成對各設備進行測量與激勵的操作。 測試程序執行平臺使用LABWINDOWS/CVI編寫，界面友好，易於操作，方便用戶使用。2)測試程序層該層含有IATS2000所有的測試程序TP，每個TP包含自動測試程序和DEBUG測試 程序兩部分。測試程序通過調用系統平臺的模塊函數控制系統資源，實現對UUT的測試。3)儀器驅動層儀器驅動是系統軟體體系結構中重要組成部分之一，它介於測試程序和作業系統 層之間儀器驅動層通過作業系統的傳遞，實現測試程序對硬體資源的控制。4)作業系統層作業系統接受來自儀器驅動的命令，通過計算機傳遞到GPIB，VXI, PXI總線，最終實現對UUT的自動和手動測試。5)物理硬體層物理硬體層系統資源和適配器，是測試維修檢測系統的硬體部分。圖1是系統硬體集成的總體原理框圖，測試控制器是系統的核心，測試軟體在測 試控制器上運行，實現對測試過程的控制，系統測試儀器資源包括信號檢測資源，激勵資 源、電源系統等。信號檢測資源由各種程控測試測量儀器組成，用於採集與測量各種信號， 激勵資源為被測單元工作提供必要的測試激勵信號。開關系統在系統中實現被測單元接口 和測試資源間的連接與通道切換。信號接口裝置實現自動測試設備與被測單元間的規範、 快速物理連接。圖2是系統硬體集成具體實現框圖，採用NI公司的PXI-8187做為測試控制 器；信號檢測激勵資源包括NI公司PXI-4072 DMM, NI公司PXI-5122 DSO, NI公司 PXI-8423RS-422/484，NI 公司 PXI-6259 DI/0, NI 公司 PXI-5421，PICKERING 公司的 41-429D ARINC 429收發器，PICKERING公司的40-29OT可編程電阻卡，PICKERING公司的41-650可 變成增益放大器；電源系統使用ELGAR的501SL單相交流電源、AGILENT的6654和6032可 編程直流電源、自製固定電源箱FBS-2000 ；開關系統是NI公司SCXI-1001的13槽信號調 理機箱，由5塊SCXI-1129開關矩陣卡組成8路模擬總線的結構，4塊SCXI-1166組成通用 開關結構。圖3為資源模塊開關矩陣結構，通過SCXI-1334接線端子，讓一塊SCXI-1129組成 2線的32*8的開關矩陣結構，能實現將32路設備轉接到8路模擬總線的功能。圖4為信號轉接模塊開關矩陣結構，通過SCXI-1135接線端子，讓4塊SCXI-1129 組成2線的64*4的開關矩陣結構，能實現將64路測試信號轉接到4路模擬總線的功能。圖5為系統的組成結構。測試程序TP到測試對象UUT的控制流程和控制流向劃 分，由高到低分為五層結構測試管理層，測試程序層，儀器驅動層，作業系統層，物理硬體 層。
權利要求一種飛機電子部件的通用綜合自動測試系統，其特徵在於包括激勵資源用於為被測飛機電子部件提供測試激勵信號；信號檢測資源用於從被測飛機電子部件採集與測量各種信號；電源系統為被測單元提供各種可編程控制交/直流電源；信號接口裝置用於傳輸檢測信號和激勵信號，實現自動測試設備與被測單元間的規範、快速物理連接；開關系統實現被測單元信號與激勵資源及檢測資源間的連接與通道切換；測試控制器用於控制測試流程和信號；測試控制器實現自動測試系統中各種激勵資源、檢測資源和開關系統的配置，並決定其工作方式、狀態、功能和參數，控制測試信號的通道選擇與切換；測試系統與被測單元的信號交聯通過信號接口裝置實現。
2.根據權利要求1所述的飛機電子部件的通用綜合自動測試系統，其特徵在於所述 的測試控制器包括測試管理模塊，用於控制各種測試模式； 測試程序模塊，用於記錄測試所需的程序函數； 儀器驅動模塊，用於實現測試程序對硬體的控制； 測試操作模塊，用於根據儀器驅動模塊驅動命令進行測試操作； 測試管理模塊調用測試程序模塊的測試函數後輸出測試控制信號到儀器驅動模塊，通 過儀器驅動模塊驅動測試操作模塊輸出操作控制信號，操作控制信號通過數據總線到硬體 部分對目標電子部件進行測試。
3.根據權利要求1或2所述的任意一項飛機電子部件的通用綜合自動測試系統，其特 徵在於所述的開關系統通過SCXI-1334接線端子，讓一塊SCXI-1129組成2線的32*8的 開關矩陣結構，實現將32路設備轉接到8路模擬總線的功能，通過SCXI-1135接線端子，讓 4塊SCXI-1129組成2線的64*4的開關矩陣結構，實現將64路測試信號轉接到4路模擬總 線的功能，並使用4塊SCXI-1166組成通用開關結構。
專利摘要一種民航大型客機電子部件通用綜合自動測試系統，硬體平臺由測試控制器、測試儀器資源、開關系統與測試信號接口裝置組成，該硬體平臺採用嵌入式的測試控制計算機，採用模塊化測試與激勵設備，採用標準的GPIB、VXI、PXI總線控制，8路模擬總線開關系統結構，VPC90測試信號接口裝置。系統的組成結構根據測試程序TP到測試對象UUT的控制流程和控制流向劃分，由高到低分為五層結構測試管理層，測試程序層，儀器驅動層，作業系統層，物理硬體層。該通用綜合自動測試系統能自動完成對被測對象飛機電子部件UUT的激勵、測量、數據處理並顯示輸出測試結果。
文檔編號G01R31/00GK201757767SQ20092005746
公開日2011年3月9日 申請日期2009年5月31日 優先權日2009年5月31日
發明者夏鵬, 曹東, 李輝憲 申請人:廣州飛機維修工程有限公司