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通用小型化外场自动测试平台设计
摘 要 随着二级维修体制的改革推进,对外场原位测试设备的需求愈发显著,也对其提出了更高的要求.为适应外场测试维修保障需求,满足“三化”要求,文章提出了通用小型化外场自动测试平台的设计思路,并描述了平台的系统架构、硬件设计、软件平台以及结构设计等内容.
关键词 PATE ；ATML ；IETM ；PXI ；可更换接口适配器
中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）220-0112-04
为适应新形势下训练作战的需求,降低保障规模,提高保障效率,我军传统的维修体制正在向二级维修体制转变.二级维修体制的核心是现场原位保障,综合利用BIT、CBM（基于状态的维修）、IETM（交互式电子手册）和PMA 等多种手段,实现快速测试、检测和诊断,解决武器装备维修和维护保障问题,实现战斗力的快速提升.体积小、重量轻,通用化、综合化的现场检测检测设备将在今后武器装备保障中起着重要的作用.
目前,针对外场原位检测的测试资源主要包括通用仪器和各种专用测试设备,这些仪器设备形式多样、功能单一,难以满足“三化”要求.因此急需一种通用化平台,构建架构统一、易于扩展的标准化外场检测设备.
1 平台架构
通用小型化外场自动测试平台是基于现场原位测试的通用化、小型化平台,由PATE（便携式自动化测试设备）、可更换接口适配器和软件平台组成,如图1 所示.
PATE 采用标准PXI 总线架构,内置控制器和模块化仪器,利用触摸屏进行操控.可根据需要配置通用或专用PXI 模块仪器,构成不同类型的测试平台以适应各种武器装备的测试需求.
可更换接口适配器是在传统ATE 接口适配器的基础上进行小型化改进设计的产物,可通过更换接口适配器或适配板实现多种UUT 的电气连接,提高平台的可扩展能力.
软件平台包括IETM 平台、TPS 开发运行平台.
IETM 平台由管理平台、创编平台、浏览平台组成.
TPS 开发运行平台基于先进的AMTL 标准体系,实现TPS 开发、管理及运行.
2 硬件设计
PATE 由直流28V 电源供电,需配置一块高性能的控制器,并提供4 个用户槽；对外提供RS232 串口、USB 接口、以太网接口、PS/2 接口；接口适配器信号容量不小于64 路低频、6 路射频.
PATE 外置电源适配器,将220V 交流电源转换为28V 直流电源；主机内部包含PXI 背板、DC/DC电源模块、控制器、触屏显示器和信号转接板等主要部件；接口适配器主要由接口适配板、信号转接板和接口面板等组成.硬件原理框图如图2 所示.
220V 交流电源经AC/DC 电源适配器转换为28V直流电,为DC/DC 电源模块供电.DC/DC 电源模块将28V 电源转换为PXI 总线所需的&plun;12V、+5V、+3.3V 电源,为控制器、仪器模块和触屏显示器供电.
控制器输出VGA 视频信号显示于触屏显示器上,操作者点击触摸屏,操控模块仪器软面板或测试软件,通过USB 总线将操控信息传送到控制器,控制模块仪器输出激励信号或测量被测信号.激励信号依次经过信号转接板1（主机内）、可更换接口适配板、信号转接板2（适配器内）输出到UUT ；反之,被测信号依次经过信号转接板2（适配器内）、接口适配板、信号转接板1（主机内）输入到模块仪器.平台硬件基本配置如表1 所示.
3 软件设计
3.1 IETM 平台
IETM 平台采用成熟货架产品,包含管理平台、创编平台和浏览平台,用于被测设备（UUT）的IETM 开发和浏览.
管理平台实现项目创建及管理,包括SNS 结构构建、项目管理、系统管理、工作流程配置管理、资源管理、数据模块管理、编码管理和版本管理等功能,还具备查询统计和发布出版等功能,如图3所示.
创编平台用于具体内容的开发和编辑,采用图形化的开发方式,可自动生成数据模块模板.支持文本编辑、图形编辑、表格编辑和多媒体资料开发.具备数据导入导出、协同开发功能,提高开发效率.创编平台功能视图如图4所示.
浏览平台用于IETM 的运行、内容浏览和交互式操作等.具有模块浏览、手册导航、搜索定位、书签和注释等功能.通过权限控制、访问控制,保护技术资料,避免信息泄漏.浏览平台功能视图如图5 所示.
3.2 TPS 开发运行平台
TPS开发运行平台全面支持ATML系列标准,包括IEEE1641、IEEE1671.1、IEEE1671.2、IEEE1671.3、I E E E 1 6 7 1 . 4 、I E E E 1 6 7 1 . 5 、I E E E 1 6 7 1 . 6 、IEEE1636.1 和IEEE1232 等.TPS 开发运行平台工作原理如图6 所示.
TPS 开发平台集成多种用户工具,用于辅助开发者设计,将测试配置、测试描述、仪器描述、测试站描述、适配器描述、UUT 描述、诊断模型等要素自动生成符合ATML 标准的XML 文件.
软件平台读取测试描述、仪器描述等文件转换为C 语言程序代码,并编译成测试程序动态链接库和仪器驱动程序动态链接库.运行环境引擎根据测试描述文件调用测试程序动态链接库,资源管理器调用仪器驱动程序动态链接库控制测试仪器,完成UUT 的测试.运行环境引擎按照IEEE1631.1 标准输出测试结果,诊断推理机读取测试结果文件、诊断模型文件完成UUT 的故障诊断.
3.3 诊断与排故
3.3.1 交互测试诊断程序
采用程序驱动式诊断方式,利用测试程序控制仪器输出激励信号,并测量被测设备输出信号,或通过总线接口读取设备故障信息（BIT）,由程序自动判断故障原因,并在IETM 中显示故障排除方法.
3.3.2 仪器面板
用于简单交互式诊断,根据IETM 提示操作仪器面板手动测试,将装备实际故障现象与IETM 中的故障信息进行比较并做出判断（如是或否）从而初步确定装备的故障.仪器面板采用按钮、图形、文本框等实现万用表、示波器、任意波形发生器、射频信号源、射频信号分析仪的操控.
4 结构设计
设备采用便携式加固设计,传导散热方式,适合于外场使用.设备各连接端面、结合面均嵌入导电橡胶条,连接器在装配完好后,进行密封处理,保证整体密封及屏蔽效果.机箱选用优质的铝合材料金加工,表面导电氧化后喷漆处理.设备外形如图7所示.
机箱内部模块、部件利用锁紧条和螺纹连接,保证牢固可靠.机箱内部所有线缆采用快拆式连接.所有内部接线均布置在前面板和模块之间,线缆使用固线夹通过螺钉连接固定于下盖板上.设备爆炸图如图8所示.
5 结论
本平台基于PXI 总线构建了一种通用小型化外场自动测试系统,具备ATE 的测试资源、接口适配和软件平台三要素,在可互换适配器方面采用更换适配板的方式,减少适配器和电缆的配置数量；采用综合化合成仪器,进一步减小体积和重量,在有限的空间内综合数字多用表、示波器、任意波形发生器、射频信号源和射频信号分析仪、开关矩阵等多种仪器.针对现场便携式检测需求,通过TPS 的开发方式可完成多种装备的测试,可成为一种现场便携检测设备的标准平台.体积、重量、等大大降低,兼备通用性、互换性和可扩展性等优势,可满足快速开发现场检测设备的要求.
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