東莞冶具、ICT測試治具、東莞功能冶具、手機(jī)測試治具-東莞新五圓電子有限公司 自動測試系統(tǒng)的原理、應(yīng)用與發(fā)展北京航空航天大學(xué)自動化學(xué)院測控系 李行善 于勁松摘要 自動測試系統(tǒng)（ATS）廣泛應(yīng)用于各類產(chǎn)品（器件、部件、電路板、設(shè)備或系統(tǒng)）從設(shè)計、生產(chǎn)到使用維護(hù)的各個階段，對提高產(chǎn)品性能及生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本及整個生命周期成本，起著重要作用。對于飛機(jī)、導(dǎo)彈、艦船或武器系統(tǒng)，自動測試系統(tǒng)更是這些它們的綜合保障設(shè)備的重要組成部分，對保障各類設(shè)備或武器系統(tǒng)的機(jī)動性和提高戰(zhàn)斗力有重要意義。本文介紹自動測試系統(tǒng)的工作原理及發(fā)展概況，自動測試設(shè)備(ATE)的類型及測試程序集(TPS)開發(fā)的主要內(nèi)容，并對一些有代表性的通用自動測試系統(tǒng)進(jìn)行了評述。希望本文對國內(nèi)從事這方面的研究工作的讀者有所幫助。 1 自動測試系統(tǒng)（ATS）的發(fā)展概況 1.1 自動測試系統(tǒng)的概念與組成一般意義的自動測試系統(tǒng)是對那些能自動完成激勵、測量、數(shù)據(jù)處理并顯示或輸出測試結(jié)果的一類系統(tǒng)的統(tǒng)稱。通常這類系統(tǒng)是在標(biāo)準(zhǔn)的測控系統(tǒng)總線或儀器總線（CAMAC、GPIB、VXI、PXI等）的基礎(chǔ)上組建而成的，并且具有高速度、高精度、多功能、多參數(shù)和寬測量范圍等眾多特點。工程上的自動測試系統(tǒng)（Automatic Test System，縮寫為ATS）往往針對一定的應(yīng)用領(lǐng)域和被測對象，并且常以應(yīng)用對象命名，如飛機(jī)自動測試系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)自動測試系統(tǒng)，雷達(dá)自動測試系統(tǒng)，印制電路板自動測試系統(tǒng)等，也可以按照應(yīng)用場合來劃分，例如可分為生產(chǎn)過程用自動測試系統(tǒng)，場站維護(hù)用自動測試系統(tǒng)等。自動測試系統(tǒng)（ATS）由自動測試設(shè)備（Automatic Test Equipment，ATE），測試程序集（Test Program Set，TPS）和TPS軟件開發(fā)工具所組成，如圖1 所示。 圖1 自動測試系統(tǒng)的組成自動測試設(shè)備（ATE）是指用來完成測試任務(wù)的全部硬件和相應(yīng)的操作系統(tǒng)軟件。ATE的心臟是計算機(jī)，該計算機(jī)用來控制復(fù)雜的測試儀器如數(shù)字多用表，波形分析儀，信號發(fā)生器及開關(guān)組件等。這些設(shè)備在測試軟件的控制下工作，通常是提供被測對象中的電路或部件所要求的激勵，然后在不同的引腳、端口或連接點上測量被測對象的響應(yīng)，確定該被測對象是否具有規(guī)范中規(guī)定的功能或性能。ATE有著自己的操作系統(tǒng)，以實現(xiàn)內(nèi)部事務(wù)的管理、跟蹤維護(hù)要求及測試過程排序，并存儲和檢索相應(yīng)的技術(shù)手冊內(nèi)容。ATE的典型特征是它在功能上的靈活性，例如用一臺ATE可以測試多種不同類型的電子設(shè)備。從部件檢測角度，ATE可用來實現(xiàn)對兩類黑盒子的測試，也就是用來測試：①現(xiàn)場可更換單元（Line Replaceable Units，LRUs）或武器可更換組件（Weapons Replaceable Assemblies，WRAs）；②車間可更換單元（Shop Replaceable Units，SRUs）。測試程序集（TPS）是與被測對象及其測試要求密切相關(guān)的。測試程序集由三部分組成，①測試程序軟件；②測試接口適配器，③測試被測對象所需的各種文件。測試軟件通常用標(biāo)準(zhǔn)測試語言如ATLAS寫成。對有些ATE，其測試軟件是直接用通用計算機(jī)語言如C，Ada編寫的。被測對象（Unit Under Test，UUT）有著各種不同的連接要求和輸入/輸出端口，因此UUT連到ATE通常要求有相應(yīng)的接口設(shè)備，稱為接口適配器，它完成UUT到ATE的正確、可靠的連接，并且為ATE中的各個信號點到UUT中的相應(yīng)I/O引腳指定信號路徑。開發(fā)測試軟件要求一系列的工具，這些工具統(tǒng)稱為測試程序集軟件開發(fā)工具，有時亦被稱為TPS軟件開發(fā)環(huán)境，它可包括：① ATE和UUT仿真器，② ATE和UUT描述語言；③ 編程工具，如各種編譯器等。不同的自動測試系統(tǒng)所能提供的測試程序集軟件開發(fā)工具會有所不同。 1.2 自動測試系統(tǒng)的應(yīng)用范圍自動測試系統(tǒng)主要應(yīng)用在如下場合： 1. 高速、高效率的功能、性能測試。那些大批量生產(chǎn)并且測試項目多而且復(fù)雜的電子產(chǎn)品（如大規(guī)模集成電路，大批量生產(chǎn)的印制電路板或電路組件等），必須采用相應(yīng)的自動測試系統(tǒng)。 2. 快速檢測、診斷/維護(hù)，提高裝備的機(jī)動性。飛機(jī)在飛行前和飛行后，導(dǎo)彈、魚雷等武器在發(fā)射前，都需要快速檢測與診斷，遇有故障則迅速定位與排除。沒有先進(jìn)的自動測試系統(tǒng)支持根本不行。 3. 高檔復(fù)雜設(shè)備的綜合檢測及過程監(jiān)視。飛機(jī)設(shè)計過程中需要用一些自動測試系統(tǒng)來支持設(shè)計驗證；在飛機(jī)生產(chǎn)/裝配過程中，自動測試系統(tǒng)用來對并行作業(yè)的各個子系統(tǒng)的生產(chǎn)/裝配過程進(jìn)行測試和監(jiān)視，實施協(xié)調(diào)和管理。軍用高檔設(shè)備研制過程中，環(huán)境試驗（高、低溫，濕度，振動，過載等）主要目的是分辨或替代那些不能承受惡劣環(huán)境條件的部件。由于處于環(huán)境試驗中的被測對象復(fù)雜而貴重，測試項目多，而且要求在給定的很短時間內(nèi)完成，也必須采用相應(yīng)的自動測試設(shè)備才能完