基于LabWindows／CVI的測試性驗證與評估方法

摘要：裝備測試性設計的好壞直接影響了它在使用過程中發生故障時的診斷效率，對裝備質量進行考核和評估時，測試性能指標是一個重要的參數。分析了幾種測試性驗證評估方法，選擇使用更合理的超幾何分布驗證方法，并使用虛擬儀器編程語言LabWindows／CVI進行界面設計和編程，將這一理論方法應用于實踐，可提高準確率，縮短時間，在工程和實踐中具有很高的使用價值。
關鍵詞：測試性；LabWindows／CVI；驗證評估；故障診斷

0 引言
測試性是裝備的一種設計特性，測試性的好壞直接影響了裝備性能的高低以及在使用過程中發生故障時檢測時間的長短。改善測試性是改進電子裝備系統設計，提高性能，簡化維修保障工作和提高效費比的最有效途徑。在對裝備質量進行考核時，測試性指標是很重要的方面。目前，對測試性的驗證評估缺乏科學有效的措施和方法，還沒有統一的系統標準。本文分析現有的測試性驗證評估方法，使用更加合理的超幾何分布法。該方法不僅需要的樣本量較少，而且準確率更高，縮短了時間，是一種更為有效的方法。根據這一理論方法指導，使用更人性化的LabWindows／CVI編程語言，進行界面設計和編程實現，將其應用到工程實踐中去。

1 測試性驗證及指標
1．1 測試性驗證
測試性這一術語是1975年首先由F．Liour等人在《設備自動測試設計》一文提出的，隨后相繼用于診斷電路設計及研究等各個領域。測試性是指能及時準確地確定其狀態(可工作、不可工作或性能降低)并隔離其內部故障的一種設計特性。對裝備戰備完好性、任務成功性、壽命周期及維修人力具有顯著的影響。在系統研制的不同階段應分別實施測試性分析、設計和驗證，保證系統具有所要求的測試性。由于現有的裝備大部分未展開測試性設計及驗證，而且設計之前也沒有考慮測試性問題，所以測試性較差，發生故障時所需要的檢測時間太長，檢測準確率較低。因此，應更加注意裝備在研制之前的測試性設計，將合適的測試性設計方案應用于每個系統或設備的初步設計中，對選用的測試性設計方案進行定性分析和評價，保證能達到所要求的測試性水平。為確定裝備是否滿足規定的測試性要求，需要對測試性進行驗證。檢驗其測試性是否合乎要求，掌握裝備檢查發現異常的能力、檢測和隔離故障的能力以及用于預計測試性指標模型的有效性等。
1．2 測試性指標
對測試性進行驗證，要明確驗證的要求和內容。測試性定量指標主要有故障檢測率(Fault Detection Rate，FDR)、故障隔離率(Fault Isolation Rate，FIR)和虛警率(False Alarm Rate，FAR)。
(1)故障檢測率(FDR)：一般定義是在規定的時間內，通過給定測點能夠在規定工作時間T內正確檢測到故障數ND與規定工作時間T內發生故障總數NT之比，用百分數表示。數學公式為：

(2)故障隔離率(FIR)：在規定時間內，通過電路所提供的測點能夠在規定條件下用規定方法使正確隔離刀小于等于L個可更換單元的故障數NL與同一時間內檢測到的故障數ND之比，用百分數表示。數學公式為：

(3)虛警率(FAR)：規定工作時間內，發生虛警數NFA與同一時間內的故障檢測總數之比，當通過測點檢測到被測單元有故障，而實際上該單元沒有發生故障。數學公式為：

式中：NF為真實故障檢測數。由于虛警率的產生因素較多，包括電路本身、環境因素、人為因素等。所以在進行測試驗證時，通常采用故障檢測率和故障隔離率。