自動檢測系統原理應用和發展狀況的研究
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本文引用地址：http://www.104case.com/article/193686.htm
圖2典型ATS結構概念示意
3.1 現代自動檢測系統組建的關鍵技術
由于現代微電子技術和計算機技術的飛速發展，檢測技術與計算機深層次的結合引起了檢測儀器領域的革命，全新的儀器結構概念和檢測設備組建方式不斷更新。現代檢測設備組建的關鍵技術主要集中在以下幾點。
一、程控接口技術
如何實現檢測系統與被測設備間的自動連接，是實現檢測過程自動化的關鍵。用計算機程序控制的接口單元（PIU）是解決這一問題的重要手段。這種程控接口（PIU）包括一組通用的連接點，并配有所需的緩沖器和多路分配器，用于完成三項基本任務。
1、發生、調理（如衰減、緩沖、變換等）模擬與數字激勵，并將激勵引導到相應的被測裝置；
2、把從相應的被測裝置引線來的測量數據進行調理并引導到自動檢測系統；
3、將程控負載加到相應的被測裝置引線上。
簡言之，程控接口在程序控制下，能夠把任何檢測系統功能引導到任何被測設備，并能完成檢測。
二、虛擬儀器技術
80年代末期，美國NI（National Instrument）公司提出了虛擬儀器的概念：在一定的硬件平臺下，利用軟件在屏幕上生成虛擬面板，在軟件導引下進行信號采集、運算、分析和處理，實現傳統儀器的各種功能。
虛擬儀器是計算機技術同儀器技術深層次結合產生的全新概念的儀器，是對傳統儀器概念的重大突破。傳統儀器的主要功能模塊都是以硬件（或固化的軟件）的形式存在的，而虛擬儀器是具有儀器功能的軟硬件組合體。虛擬儀器系統的功能可根據軟件模塊的功能及其不同組合而靈活配置，因而得以實現并擴充傳統儀器的功能。
三、專家系統
自動檢測技術與專家系統的結合也是自動檢測領域的一個重要發展趨勢。專家系統作為人工智能的重要組成部分，于五十年代產生，到八十年代形成人工智能這一完整的學科體系。美國在八十年代中期就率先將專家系統引入航空機載設備的檢測，效果良好。專家系統與典型自動檢測設備的結合，將大大提高故障分析判斷能力，提高設備維修保障效率。
四、現場故障檢測技術
現代機載設備的發展趨勢是微處理器和大規模集成電路的應用日益普遍，現場故障檢測也就越加顯得重要。為了便于現場維修，正在開發、研究諸如特征分析、邏輯分析、電路模擬、內在診斷等現場故障檢測技術。例如，采用“特征分析技術”，在電路圖的有關節點，標明“特征”，由設備本身產生激勵，用一種簡單的、無源的檢測儀器—特征分析儀，就能迅速地在現場找出故障，定位到元器件，從而大大地簡化了維修現場的故障診斷，有效地提高了設備的戰備率。
五、開放、可互操作的ATS實現技術
所謂ATS的可互操作性是指兩個以上的系統或部件可以直接、有效地共用數據和信息。就一般的ATS結構來說，其互操作性主要體現在可以共用TPS和ATE的資源，可以共用一個底層的診斷子系統，可以支持多種運行環境和語言。所謂系統的開放性是指：其功能部件采用廣泛使用的標準或協議，從而可在不同的系統中使用，可以與其它系統中的部件互操作，軟件可以方便的移植；其接口也符合廣泛使用的標準、規范或協議，或具有完全明確的定義，從而通過插入新的功能部件，即可增加、擴展和提高系統的性能。
4基于PC的虛擬儀器技術
一、虛擬儀器的定義及構成
一般說來將傳統儀器的硬件和最新計算機軟件技術充分結合起來，以實現并擴展傳統儀器的功能。因此，將數據采集卡插入計算機空閑的擴展槽中，利用軟件在屏幕上生成虛擬面板，在軟件引導下進行信號采集、運算、分析和處理，實現儀器功能并完成檢測的全過程，這就是所謂的虛擬儀器。與傳統儀器的比較如表1。
表1 虛擬儀器與傳統儀器的比較
虛擬儀器 | 傳統儀器 |
核心是軟件 | 核心是硬件 |
開發和維護費用低 | 開發和維護費用高 |
技術更新周期短 | 技術更新周期長 |
可重用性、可配置性強 | 功能單一、可配置性差 |
數據可編輯、存儲、打印 | 數據無法直接處理 |
易于與其它設備通訊 | 不易實現通訊 |
功能由用戶自己定義 | 功能由廠家預先定義 |
虛擬儀器系統的基本構成框圖如圖3所示。目前較為常用的虛擬儀器系統有PC總線方式、GPIB通用接口總線方式和VXI總線方式等多種類型。
1、PC總線插卡型虛擬儀器
基于PC總線插卡型虛擬儀器它借助于插入計算機內的數據采集卡與專用的軟件相結合，完成檢測任務，充分利用了計算機的總線、機箱、電源及軟件。典型插卡型虛擬儀器由傳感器、信號調理電路、數據采集卡、計算機四部分組成。多層電路板、可編程儀器放大器、即插即用、系統定時控制器、多數據采集板、實時系統集成總線、具有雙緩沖區的高速
數據采集、數據高速傳送中斷、DMA等技術應用，使數據采集卡能保證很高的準確度與可靠
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圖3 虛擬儀器系統構成框圖
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