電器可靠性試驗監控系統的研究開(kāi)發(fā)

　　3.2 LXI 虛擬儀器模塊

　　1）測試主機系統選用AGILENT 34980A 開(kāi)關(guān)/測量單元作為硬件平臺，通過(guò)內置數字多用表對待側信號進(jìn)行測量轉換和輸出。測試主機通過(guò)LAN 總線(xiàn)與主控計算機進(jìn)行通訊和數據交換。
　　2）多路轉換器由于待測系統內的信號以較為穩定的直流模擬量信號為主，所以采用公共DMM 分時(shí)測量方式。通過(guò)兩個(gè)光電隔離ETF 開(kāi)關(guān)模塊，實(shí)現80 個(gè)通道的雙線(xiàn)測量。
　　3）抖動(dòng)測量模塊用于瞬斷監控，檢測電路內電壓瞬態(tài)跳變情況。
　　4）D/A 轉換模塊D/A 轉換器為被試系統工作器件提供驅動(dòng)信號，如轉速表和車(chē)速表工作所需的電壓脈沖信號，燃油表、水溫表工作所需的電流信號。信號由主控計算機控制，由D/A 轉換器輸出，經(jīng)過(guò)調理后通過(guò)模擬量I/O 接口輸入被試系統。
　　5）數字示波器數字示波器通過(guò)LAN 總線(xiàn)與主控計算機進(jìn)行通訊和數據交換，并通過(guò)模擬總線(xiàn)連接測試主機，與內置儀表共用開(kāi)關(guān)模塊。實(shí)現對80 個(gè)測量通道的任意一路信號進(jìn)行高頻采樣和虛擬示波。

圖3：系統硬件構成

　　3.3 關(guān)鍵問(wèn)題

　　1） 頻率信號的測量待測信號同時(shí)存在100Hz 以上和3Hz 以下的頻率信號，由于系統是公共DMM 等時(shí)掃描測量的方式，兩種信號需采用不同的采樣方式進(jìn)行測量。對于高頻信號將系統掃描通道設置為頻率測量直接輸出。對于低于3Hz 低頻信號，由于其頻率過(guò)低頻率通道無(wú)法直接測量，因此需采用擬合的方式。此種方式對系統掃描頻率有較高要求根據

　　Nyquist 定理：或
　　單通道采樣率應由待測信號頻率上限決定；

　　故有：
　　若對80 個(gè)模擬通道進(jìn)行掃描采樣，開(kāi)關(guān)的總切換頻率應大于480CH/s。系統將單次掃描的時(shí)鐘設計值為160ms，實(shí)際掃描頻率為500CH/s，實(shí)現了低頻信號的測量。

　　2）瞬斷監控的實(shí)現瞬斷作為一種電路瞬態(tài)現象，DMM 分時(shí)采樣方法采樣率過(guò)低，無(wú)法對該類(lèi)信號實(shí)現監控，而多通道并行的模擬量數據采*導致大量的數據冗余和過(guò)高的系統成本。系統使用了抖動(dòng)測量模塊以32 通道并行的數字量采樣方式實(shí)時(shí)監測各通道電壓跳變情況，單通道最高采樣率為0.1μs，根據汽車(chē)電器的試驗電壓將監控電壓閾值設定為10.5V/21V 可選。
　　4 系統應用軟件設計
　　4.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境

　　系統選用LabWindows/CVI 作為軟件開(kāi)發(fā)平臺。它具有交互式編程方法和豐富的庫函數，為開(kāi)發(fā)人員建立數據采集和過(guò)程監控系統提供了理想的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，是實(shí)現虛擬儀器及網(wǎng)絡(luò )化儀器的快速途徑。

　　4.2 試驗監控中的多線(xiàn)程技術(shù)

　　Windows 是弱實(shí)時(shí)性的操作系統．它通過(guò)線(xiàn)程的優(yōu)先級來(lái)實(shí)現搶先，通過(guò)對測試線(xiàn)程進(jìn)行適當的優(yōu)先級設置來(lái)滿(mǎn)足大部分測試任務(wù)的實(shí)時(shí)性要求。試驗監控要求系統控制、數據采集、數據顯示和數據分析各項功能同步完成。利用LabWindows/CVI 多線(xiàn)程中的線(xiàn)程池技術(shù)可以很好的實(shí)現系統的實(shí)時(shí)性。以界面控制作為主線(xiàn)程，通過(guò)界面操作向其它線(xiàn)程發(fā)出控制指令，使系統能夠對用戶(hù)操作及時(shí)響應；數據采集、實(shí)時(shí)顯示、故障診斷作為輔助線(xiàn)程，與主線(xiàn)程同步執行。在輔助線(xiàn)程中，實(shí)時(shí)顯示線(xiàn)程和數據分析線(xiàn)程通過(guò)管道消息驅動(dòng)機制與數據采集線(xiàn)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的通信，實(shí)現線(xiàn)程間的數據共享。