【正文】 因此，這種新型的儀器無(wú)論在性能和綜合測(cè)試能力方面都比傳統(tǒng)儀器儀表強(qiáng)的多。 第 1章 概 論 60 (三 )接 口 ? 一個(gè)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中，各儀器和設(shè)備之間的接口的總體稱(chēng)為該自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的接口系統(tǒng)。 第 1章 概 論 51 ?第二代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng) （ 1970年代初出現(xiàn)） 第二代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)典型方塊圖如下圖所示。在當(dāng)時(shí)條件下該計(jì)劃雖然花費(fèi)了可觀的經(jīng)費(fèi)，最終也遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。 (2) 實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)信號(hào)的自動(dòng)采集和數(shù)據(jù)處理。計(jì)算機(jī)技術(shù)、實(shí)時(shí)采樣技術(shù)、頻率合成技術(shù)的發(fā)展和成熟給自動(dòng)測(cè)驗(yàn)技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。它是一組由計(jì)算機(jī)直接產(chǎn)生的二進(jìn)制數(shù)字序列，具有與隨機(jī)信號(hào)一樣的頻譜和高斯概率分布特性，只要將統(tǒng)計(jì)測(cè)試的時(shí)間間隔取值為測(cè)試信號(hào)周期的整數(shù)倍，則測(cè)試結(jié)果不會(huì)出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)誤差。 (2)用具有特定統(tǒng)計(jì)規(guī)律的隨機(jī)信號(hào)作測(cè)試激勵(lì)信號(hào)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性研究 。在自動(dòng)頻譜分析儀中常采用后一種方法。 第 1章 概 論 34 常見(jiàn)的頻域測(cè)試有 網(wǎng)絡(luò)分析 和 信號(hào)頻譜分析 兩種情況。 第 1章 概 論 32 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性反映了系統(tǒng)對(duì)被測(cè)時(shí)間信號(hào)的響應(yīng)能力，一般用系統(tǒng)的傳遞函數(shù)來(lái)表示。 （ 3） 滯后量 y x hmax A 第 1章 概 論 29 傳感器的滯后誤差 表明傳感器在正（輸入量增大）、反（輸入量減小）行程期間輸出 輸入曲線不重合的程序，也就是說(shuō)，對(duì)應(yīng)于同一大小的輸入信號(hào)，傳感器正、反行程的輸出信號(hào)大小不相等。在這種情況下，測(cè)試另一個(gè)信號(hào)，顯示了 5div，按 ，就可估算出該信號(hào)為。其中以輸出和輸入成 線性關(guān)系 最佳。 測(cè)試系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo) 第 1章 概 論 22 如果測(cè)量時(shí)，測(cè)試裝置的輸入、輸出信號(hào)不隨時(shí)間而變化，則稱(chēng)為 靜態(tài)測(cè)試 。 第 1章 概 論 21 一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的性能常用以下幾種質(zhì)量指標(biāo)來(lái)描述： （１） 準(zhǔn)確度 。同時(shí)本課程也為“虛擬儀器設(shè)計(jì)”課程的學(xué)習(xí)建立基本概念。 課程背景 第 1章 概 論 4 教學(xué)目標(biāo)本課程與其他課程的聯(lián)系與分工 : 自動(dòng)測(cè)試技術(shù)課程綜合性、應(yīng)用性強(qiáng)，是測(cè)控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)主干課程之一，涉及到 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)、微機(jī)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理與程序設(shè)計(jì)、電子測(cè)量技術(shù)等基礎(chǔ)課專(zhuān)業(yè)課的相關(guān)知識(shí)，要求在先修課程中要能基本具備數(shù)字電路的設(shè)計(jì)、微機(jī)原理與接口、單片機(jī)原理與程序設(shè)計(jì)等能力。 第 1章 概 論 20 三、測(cè)試系統(tǒng)的特性描述 測(cè)試系統(tǒng)特性描述分系統(tǒng) 質(zhì)量指標(biāo) 、系統(tǒng)的 靜態(tài)特性 和系統(tǒng) 動(dòng)態(tài)特性 三個(gè)方面。在討論測(cè)試范圍時(shí)必須注意系統(tǒng)的工作頻率范圍。知道其中一個(gè)量就可以確定另一個(gè)量。 靈敏度 (s)＝輸出信號(hào)變化量／輸入信號(hào)變化量 (02) 第 1章 概 論 26 例如，用示波器觀測(cè)信號(hào)時(shí)，輸入信號(hào)為 ,在示波器屏幕上顯示的波形偏轉(zhuǎn)了 ,這時(shí)示波器的偏轉(zhuǎn)靈敏度為 。 在整個(gè)測(cè)試范圍內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)輸入發(fā)生相反方向變化時(shí)，在同一個(gè)輸入點(diǎn)上輸出非重合的最大差值稱(chēng)為系統(tǒng)的滯后量。 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性一般通過(guò)描述系統(tǒng)傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)函數(shù)等數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行研究。由此，頻域測(cè)試又稱(chēng)為穩(wěn)態(tài)測(cè)試。 實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻譜分析的方法有多濾波器實(shí)時(shí)分析法和超外差式掃頻頻譜分析法兩種。它包括以下三個(gè)方面： (1)對(duì)各種不確定信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行測(cè)量。 統(tǒng)計(jì)測(cè)試還可用 偽隨機(jī)信號(hào) 作測(cè)試信號(hào)。在這種情況下，靠人工或功能簡(jiǎn)單的儀器測(cè)試已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)這種形勢(shì)的發(fā)展了，自然提出了測(cè)試技術(shù)的自動(dòng)化問(wèn)題。 不論哪種情況，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的 工作模式 都是大體相同的，這就是 ： 第 1章 概 論 48 (1) 用傳感器將電的或非電的被測(cè)物理量變換成電量或電信號(hào)，進(jìn)而進(jìn)行必要的放大和預(yù)處理，使之達(dá)到自動(dòng)測(cè)試儀器所能接受的水平。通過(guò)靈活的程序編制，也可以適應(yīng)任何其它具體的測(cè)試問(wèn)題。因此，第一代測(cè)試系統(tǒng)通用性比較差。顯然程控儀器是組成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的基本部分。 第 1章 概 論 62 ?第三代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng) —— 智能儀器儀表 （ 1980年代初出現(xiàn)） 隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器、單片計(jì)算機(jī)開(kāi)始推廣應(yīng)用，人們開(kāi)始用微處理器來(lái)設(shè)計(jì)儀器儀表。軟件存于 ROM或 EPROM。 第 1章 概 論 68 ?第四代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng) —— 虛擬儀器 （ 1980年代中后期出現(xiàn)） 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，人們開(kāi)始用 PC機(jī)來(lái)開(kāi)發(fā)新一代的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，這就是個(gè)人儀器 /PC測(cè)量系統(tǒng)（ Personal Instrument/personal Instrumentation System）。思考其中緣由，國(guó)外先進(jìn)國(guó)家在長(zhǎng)期的儀器發(fā)展中，形成了以知識(shí)產(chǎn)權(quán)為核心的技術(shù)壁壘，這個(gè)我們很難突破。又如有一種微波網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)分析儀，每秒鐘可以測(cè)量多達(dá) 30個(gè)頻率點(diǎn)以上的數(shù)據(jù)，一般 8小時(shí)的常規(guī)測(cè)量工作它只需 3~5分鐘就可完成。由于某種特定的測(cè)量都是按同一程序進(jìn)行的，因此可以用來(lái)完成某種高度重復(fù)性的測(cè)試工作。 第 1章 概 論 8