本書是工業和信息化部“十二五”規劃教材。本書系統地介紹了現代測試系統的相關技術和設計方法,包括PC- DAQ測試系統、GPIB總線測試系統、VXI總線測試系統、PXI總線測試系統、LXI總線測試系統。從工程實用的觀點出發,精選了若干實例,論述了現代測試系統的綜合設計。此外,還對近幾年發展迅速的虛擬儀器技術在現代測試中的應用作了詳細的闡述。本書內容豐富,理論聯系實際,深入淺出地介紹了現代測試系統的設計方法和技巧。為了適應教學需要,各章末均附有思考題與習題,并配有免費電子課件。
張重雄,南京理工大學電子工程與光電技術學院碩士生導師,主要從事智能測試系統、系統集成、虛擬儀器與通信技術等方面的研究與教學工作。
第1章 緒論 br/
1.1 測試技術 br/
1.2 現代測試系統 br/
1.2.1 現代測試系統的分類 br/
1.2.2 現代測試系統的體系結構 br/
1.2.3 現代測試系統的特點 br/
1.3 現代測試技術的應用 br/
1.4 現代測試技術的發展趨勢 br/
思考題與習題 br/
第2章 PC-DAQ測試系統 br/
2.1 概述 br/
2.1.1 PC-DAQ測試系統的特點 br/
2.1.2 PC-DAQ測試系統的結構形式 br/
2.1.3 PC-DAQ測試系統設計的關鍵技術 br/
2.2 PC-DAQ測試系統中數據采集通道接口設計 br/ 第1章 緒論<br/>
1.1 測試技術 <br/>
1.2 現代測試系統 <br/>
1.2.1 現代測試系統的分類 <br/>
1.2.2 現代測試系統的體系結構 <br/>
1.2.3 現代測試系統的特點 <br/>
1.3 現代測試技術的應用 <br/>
1.4 現代測試技術的發展趨勢 <br/>
思考題與習題 <br/>
第2章 PC-DAQ測試系統<br/>
2.1 概述 <br/>
2.1.1 PC-DAQ測試系統的特點 <br/>
2.1.2 PC-DAQ測試系統的結構形式 <br/>
2.1.3 PC-DAQ測試系統設計的關鍵技術 <br/>
2.2 PC-DAQ測試系統中數據采集通道接口設計 <br/>
2.2.1 數據采集通道的組成結構 <br/>
2.2.2 8位A/D轉換器與PC的接口 <br/>
2.2.3 12位A/D轉換器與PC的接口 <br/>
2.2.4 高速數據采集接口 <br/>
2.2.5 隔離式數據采集接口 <br/>
2.3 PC-DAQ測試系統中控制通道接口設計 <br/>
2.3.1 模擬量控制通道接口 <br/>
2.3.2 離散信號控制通道接口 <br/>
2.4 PC-DAQ測試系統組建舉例 <br/>
2.4.1 電阻爐爐溫測控系統 <br/>
2.4.2 雷管爆炸威力動態測試系統 <br/>
思考題與習題 <br/>
第3章 GPIB總線測試系統<br/>
3.1 GPIB的基本特性 <br/>
3.2 GPIB總線結構 <br/>
3.2.1 器件的概念及分類 <br/>
3.2.2 GPIB總線的描述 <br/>
3.2.3 GPIB三線掛鉤原理 <br/>
3.2.4 GPIB電纜及電纜接插頭 <br/>
3.2.5 GPIB器件地址 <br/>
3.3 GPIB接口功能 <br/>
3.4 GPIB消息的分類與性質 <br/>
3.4.1 接口消息 <br/>
3.4.2 器件消息 <br/>
3.4.3 遠地消息和本地消息 <br/>
3.5 IEEE 488.2標準 <br/>
3.5.1 IEEE 488.2標準的主要內容 <br/>
3.5.2 IEEE 488.2標準的公用命令 <br/>
3.5.3 IEEE 488.2標準的控制序列及控制協議 <br/>
3.5.4 IEEE 488.2標準的狀態報告模型 <br/>
3.6 GPIB接口設計 <br/>
3.6.1 GPIB接口芯片NAT9914性能介紹 <br/>
3.6.2 GPIB總線收/發器 <br/>
3.6.3 GPIB接口電路的設計 <br/>
3.6.4 GPIB接口編程 <br/>
3.7 GPIB測試系統的組建 <br/>
3.7.1 GPIB測試系統的連接方式 <br/>
3.7.2 GPIB測試系統的組建方法 <br/>
3.7.3 GPIB測試系統組建舉例 <br/>
思考題與習題 <br/>
第4章 VXI總線測試系統<br/>
4.1 VXI總線的特點 <br/>
4.2 VXI總線系統的組成結構 <br/>
4.2.1 VXI模塊及連接器 <br/>
4.2.2 VXI主機箱 <br/>
4.2.3 VXI系統的典型結構 <br/>
4.3 VXI總線組成及功能 <br/>
4.3.1 VXI總線的組成 <br/>
4.3.2 VXI總線的功能 <br/>
4.4 VXI總線器件及通信協議 <br/>
4.4.1 器件的概念及分類 <br/>
4.4.2 器件尋址 <br/>
4.4.3 器件寄存器 <br/>
4.4.4 VXI總線器件通信協議 <br/>
4.5 VXI總線系統資源 <br/>
4.5.1 0號槽服務器件 <br/>
4.5.2 資源管理器 <br/>
4.6 VXI總線接口設計 <br/>
4.6.1 寄存器基器件的VXI總線的接口設計 <br/>
4.6.2 消息基器件的VXI總線的接口設計 <br/>
4.7 VXI總線測試系統組建 <br/>
4.7.1 組建VXI總線測試系統的一般過程 <br/>
4.7.2 VXI總線測試系統組建舉例 <br/>
思考題與習題 <br/>
第5章 PXI總線測試系統<br/>
5.1 概述 <br/>
5.2 PXI總線的特點 <br/>
5.3 PXI總線規范 <br/>
5.3.1 PXI機械規范 <br/>
5.3.2 PXI電氣規范 <br/>
5.3.3 PXI軟件規范 <br/>
5.4 PXI系統結構 <br/>
5.4.1 PXI機箱 <br/>
5.4.2 PXI控制器 <br/>
5.4.3 PXI模塊 <br/>
5.5 PXI總線測試系統的組建 <br/>
5.5.1 PXI總線測試系統的組建方法 <br/>
5.5.2 PXI總線測試系統組建舉例 <br/>
思考題與習題 <br/>
第6章 LXI總線測試系統<br/>
6.1 概述 <br/>
6.2 LXI總線的特點和優勢 <br/>
6.3 LXI總線規范 <br/>
6.3.1 LXI儀器分類 <br/>
6.3.2 LXI的物理規范 <br/>
6.3.3 LXI儀器的同步與觸發 <br/>
6.3.4 LXI模塊間的數據通信 <br/>
6.3.5 LXI軟件編程規范 <br/>
6.3.6 LXI的LAN規范 <br/>
6.3.7 Web接口 <br/>
6.4 LXI儀器模塊 <br/>
6.4.1 LXI儀器模塊的構成 <br/>
6.4.2 LXI儀器模塊的開發 <br/>
6.5 LXI總線測試系統組成結構 <br/>
6.5.1 單一LXI總線儀器的測試系統結構 <br/>
6.5.2 LXI與其他總線儀器混合的測試系統結構 <br/>
6.6 LXI總線測試系統組建舉例 <br/>
6.6.1 基于LXI總線的無人機參數測試系統 <br/>
6.6.2 裝甲車輛分布式測試系統 <br/>
思考題與習題 <br/>
第7章 基于虛擬儀器技術的測試系統<br/>
7.1 概述 <br/>
7.1.1 虛擬儀器的基本概念 <br/>
7.1.2 虛擬儀器的組成 <br/>
7.1.3 虛擬儀器的特點 <br/>
7.2 虛擬儀器軟件開發平臺LabVIEW <br/>
7.2.1 LabVIEW概述 <br/>
7.2.2 LabVIEW 2012編程環境 <br/>
7.2.3 LabVIEW 2012創建虛擬儀器的方法 <br/>
7.3 基于LabVIEW的測試系統實現技術 <br/>
7.3.1 基于LabVIEW的數據采集基礎知識 <br/>
7.3.2 模擬信號采集 <br/>
7.3.3 模擬信號產生 <br/>
7.3.4 數字信號輸入/輸出 <br/>
7.3.5 計數信號的輸入/輸出 <br/>
7.4 基于虛擬儀器的測試系統組建舉例 <br/>
7.4.1 基于虛擬儀器的機床振動測試系統 <br/>
7.4.2 基于虛擬儀器的風機性能參數測試系統 <br/>
思考題與習題 <br/>
參考文獻
測試是人類認識和改造客觀世界的一種必不可少的重要手段,測試技術是推動科學技術發展的基礎技術。近幾年來,隨著計算機技術、電子技術、儀器儀表技術和總線技術的迅速發展,測試技術所涵蓋的內容更加深刻、更加廣泛,以此為基礎的現代測試系統的設計水平快速提高,F代測試系統被廣泛應用于科學研究、國防試驗、經濟建設的各個領域,測試技術在國家現代化建設中起著越來越重要的作用。
本書的第1版自2010年出版以來,得到了讀者的鼓勵與鞭策,并提出了許多寶貴意見,編者十分感謝。同時,本書2014年被評為“工業和信息化部‘十二五’規劃教材”。本次再版結合現代測試技術的最新發展,在內容方面進行了相應的增刪,并對第1版中出現的印刷錯誤進行了修訂。
現代測試系統以計算機為核心,采用標準總線,由標準的測試模塊、儀器設備、程控電源、矩陣開關及必要的專用接口組建而成。本次再版以總線分類為依據,介紹了基于不同總線所組成的測試系統,主要包括PC-DAQ測試系統、GPIB總線測試系統、VXI總線測試系統、PXI總線測試系統、LXI總線測試系統,同時還對利用虛擬儀器技術設計現代測試系統的方法進行了介紹。本書對現代測試系統的體系結構、總線規范、虛擬儀器技術等方面做了詳細的論述,并給出了測試系統的設計實例,其目的是通過理論與實例結合的方式,深入淺出地介紹現代測試系統的設計方法和技巧。
本書共分7章。第1章簡要介紹了測試技術與測試系統的基本概念。第2章講述了PC-DAQ測試系統的結構形式、數據采集與控制接口的設計技術,并通過工程實例,介紹了PC-DAQ測試系統組建方法。第3章介紹了GPIB總線結構、接口功能、接口消息、接口設計和GPIB測試系統的組建方法。第4章介紹了VXI總線系統的組成結構、總線組成、器件及通信協議、系統資源、接口設計和VXI總線測試系統組建實例。第5章介紹了PXI總線規范、PXI系統結構和PXI總線測試系統的組建方法。第6章介紹LXI總線規范、LXI總線儀器模塊的構成和LXI總線測試系統組建實例。第7章以美國國家儀器公司推出的LabVIEW 2012圖形化編程語言為虛擬儀器開發平臺,介紹了虛擬儀器的原理與設計方法,并結合實例介紹了虛擬儀器技術在現代測試系統設計中的應用。
本書提供配套的電子課件,讀者可登錄華信教育資源網www.hxedu.com.cn,注冊后免費下載。
本書在編寫過程中,南京理工大學的朱曉華教授對書稿進行了詳盡的審閱,提出了許多寶貴意見。南京理工大學電子工程系的老師們對本書的編寫給予了大力的支持與幫助。在此,謹向他們表示最誠摯的謝意。
由于現代測試技術發展迅速,應用廣泛,限于編者水平,錯誤在所難免,歡迎讀者批評指正。
編者
2014年8月