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應用領域：
產品測試
挑戰：
用 DIO 控制電阻陣，GPIB控制各儀器協同工作，同時用示波器卡實時檢測電子鎮流器信號的波形.
使用的產品：
LabVIEW 6.0 \ Application Builder\SQL 數據庫插件 \NI-DAQ 6070E \NI-DIO-24\ NI-Scope 5112 \NI-GPIB card \研華工控機
工控機機箱實物圖
應用方案：
主要是基于Windows2000 環境下使用Labview 6.0 編寫測試軟件,通過 GPIB 卡來控制電源和測量儀器工作,用 NI-DIO-24 來控制大規模電阻矩陣,切換組合負載，使用 NI-DAQ，NI-SCOPE 來采集各種電壓，頻率，波形等參數，同時使用了數據庫技術進行數據記錄， 進行均值分析，CPK 分析，批號差異分析，不良故障統計等各種工業指數的計算。
介紹：
是照明系統的一照帶載能力來分有一燈紹 : 工控機的配置成網卡，鎮流器部分，按絲，兩燈絲，三燈絲等幾種， 可以120/277V的工頻來驅動,主要測試其工作的功率，電流，效率，諧波失真系數，各燈絲的頻率，電壓。除此之外還有它的啟動電壓，頻率,空載特性等。
系統硬件結構示意圖
測試系統硬件結構以及介紹
A: 工控機的配置
工控機主要采用奔騰四主板，帶集成顯卡集成網卡，帶 ISA 和 PCI 插槽的底板,抽拉式鍵盤鼠標，軟驅，光驅， 帶USB接口（便于數據庫更新，測試數據的讀取） ；
B: NI- GPIB卡
它基于IEEE-488.2的通信協議，使用于ISA插槽，具有 PLUG&PLAY的特點，主要用來與儀器通信。本系統啟用了兩臺儀器，分別是Agilent 公司的電源6812A，和 Xitron 2503 功率分析儀，前者負責給電子鎮流器供電，可以通過GPIB卡向其發送指令調整供電電壓，頻率，定義電壓波形等，過載會自動shutdown保護; 后者負責檢測功率，電流等，通過一個電流互感器將電流以十分之一的比例轉化成電壓信ch2ch10 式 ,choch8,ch1ch9,…..ch7ch15兩兩組合，形成八路輸入通道。范圍電壓范，10/1 等幾種規格，可是通過數位撥碼來改變增益。另外有時測試板卡本身也會對號，然后將該信號和電壓合 圍設置為-10v—10v。但是有成分析出功率，諧波失真系數，功率因數等參數。
測試程序主面板
參數采集程序片斷
C: NI DAQ-6070E
該卡有16個輸入通道，本系統采用差分輸入方很多時候測試對象的電壓不會正好在這范圍里面。我們采用自制的電壓調整模塊來解決這個問題，有1/1000,1/100,1/20,1/10,1/5測試信號產生影響，為消除此影響，又鑒于測試對象是交流信號，本系統還采用了一比一的變壓器進行隔離。我們用DAQ讀出來的其實是一組波形，還需對波形數組進行分析以取得其頻率和有效值，波形失真系數。
系統還利用了 DAQ 的兩路 Counter/times,Counter0產生50Khz占空比為50%的方波，Counter1產生120Hz的方波，程序將其占空比定義成在10%-90%之間可調。為了提高 120Hz 信號的帶負載能力，還需通過三極管將其放大。這兩路方波信號接入鎮流器的控制口（如圖示） ，來共同調節它的工作狀態。
D: DIO-24控制的電阻矩陣，開關矩陣
系統利用DIO發出的24個TTL 電平信號，來控制各個繼電器的動作（常開和常閉） 。
1: 電阻矩陣的實現
按照 1，2，4，8，16這樣的二進制值的關系選取一系列電阻，各自并上繼電器，然后將它們串在一起。這樣系統通過 DIO 控制這些繼電器的開關就可以得到任意一個阻值。一個通用的可控變阻箱便形成了。
2：開關矩陣
在鎮流器測試過程需要進行滿載,過載,空載,斷電,加電等切換,系統用一系列開關來完成此功能.開發者將它做成一個獨立的模塊.
E: NI-SCOPE 監控瞬時的電特性
鎮流器的測試中有些指標非常注重波形特性,如瞬時斂性.以前使用了示波器,但是發現很多弱點:占空間,價格昂貴.后來考慮使用示波器卡,直接插在工控機PCI插槽里,這樣把ATE的寶貴空間節省下來了.系統采用示波器卡 5112,同時檢測負載電壓和燈絲電壓的的波形,顯示在測試面板上,并且記錄成測試數據. 示波器卡與數據采集卡一樣,也存在一個隔離問題.
軟件的編寫和性能評估
系統基于 LABVIEW6.0編程.另外安裝了 Applica Btionuilder, SQL,,NI-scope 等插件.我們使用了兩臺帶有GPIB 接口的儀器,編寫者根據的變阻箱驅動和開關矩陣驅動.
A:模塊化
編寫者根據需要自行開發了儀器的驅動程序.還開發了上文提到的變阻箱驅動和開關矩陣驅動.模塊,調用DAQ 原始模塊整合成了采集各參數的通用模塊.
B:SQL 的應用
利用 Microsoft Access 建立一個數據庫,包括產品規格,典型樣機值,校正誤差三個子數據庫,我們可以將一系列產品的參數輸入進去.這樣在開啟主測試面板時選擇產品型號,然后 SQL模塊會將對應機型的參數調入以備使用.
C: Calibration 的設計
每一套測試軟件都必須具.在大批量測試之前, 需要進入校準界面用標準樣機進行校準,準確地講應該是一個計算偏差的過程.首先測試標準樣機的值,然后與樣機的標值進行對比,產生一個偏差,將它存入數據庫的校正誤差子庫中.這樣進入量產測試面板后,在測得值基礎上加上偏差,就認為是準確測量值了.
D:軟件的可靠性和快速性
可靠性:
在測試軟件的可靠性時我們任意挑選100個產品, 分別讓五個工人測試,然后分析測試結果,計算均值,然后與最高值和最低值進行比較,相差不超過 3%,認為該系統可靠,可以用于大量測試產品.
快速性:
系統采用了各種板卡,與常規儀器測試系統相比,體現出了快速的優勢.
結束語
在采用Labview軟件之后,工程師開發測試系統的周期大大加快,同時該軟件具有良好的可讀解性.大量相對儀器非常便宜的測試板卡的使用降低了公司的成本.我想隨著集成電路的進一步發展,各類板卡的性能不斷提升,此優勢將更加明顯。
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