自动检测系统原理应用及其发展状况

　　所谓自动检测，是指由计算机进行控制对系统、设备和部件进行性能检测和故障诊断，是性能检测、连续监测、故障检测和故障定位的总称。现代自动检测技术是计算机技术、微电子技术、信息论、控制论、测量技术、传感技术等学科发展的产物，是这些学科在解决系统、设备、部件性能检测和故障诊断的技术问题中相结合的产物。凡是需要进行性能测试和故障诊断的系统、设备、部件，均可以采用自动检测技术，它既适用于电系统也适用于非电系统。电子设备的自动检测与机械设备的自动检测在基本原理上是一样的，均采用计算机/微处理器作控制器通过测试软件完成对性能数据的采集、变换、处理、显示/告警等操作程序，而达到对系统性能的测试和故障诊断的目的。

　　2 自动检测系统的基本原理

　　自动检测系统（ATS）是一个不断发展的概念，随着各种高新技术在检测领域的运用，它不断被赋予各种新的内容和组织形式。因此，以现代电子设备的自动检测系统组成原理框图，如图1所示 ，说明当前自动检测系统的基本组成。

图1自动检测系统的组成

　　图中表明，当前的自动检测系统，通常包括以下几个部分。

　　1、控制器

　　控制器是自动检测系统的核心，它由计算机构成。其功能是管理检测周期，控制数据流向，接收检测结果，进行数据处理，检查读数是否在误差范围内，进行故障诊断，并将检测结果送到显示器或打印机。控制器是在检测程序的作用下，对检测周期内的每一步骤进行控制，从而完成上述功能的。

　　2、激励信号源

　　激励信号源是主动式检测系统必不可少的组成部分．其功能是向被测单元（UUT）提供检测所需的激励使号。根据各种UUT的不同要求，激励装置的形式也不同，如交直流电源、函数发生器、D／A变换器、频率合成器、微波源等。

　　3、测量仪器

　　测量仪器的功能是检测UUT的输出信号．根据检测的不同要求，测量仪器的形式也不同，如数字式多用表，频率计，A／D变换器及其它类型的检测仪器等。

　　4、开关系统

　　开关系统的功能是控制UUT和自动检测系统中有关部件间的信号通道。即控制激励信号输入UUT，和UUT的被测信号输往测量装置的信号通道。

　　5、适配器

　　适配器的功能是实现UUT与自动检测系统之间的信号连接。

　　6、人机接口

　　人机接口的功能是实现操作员和控制器的双向通信。常见的形式为，操作员用键盘或开关向控制器输人信息，控制器将检测结果及操作提示等有关信息送到显示器显示。显示器的类型有阴极射线管（CRT）显示器、液晶（LCD）显示器、发光二级管（LED）显示器或灯光显示装置等。当需要打印检测结果时，人机接口内应配备打印机。

　　7、检测程序

　　自动检测系统是在检测程序的控制下进行性能检测和故障诊断的。检测程序完成人机交互、仪器管理和驱动、检测流程控制、检测结果的分析处理和输出显示、故障诊断等，是自动检测系统的重要组成部分。

　　3 自动检测系统的组建及其关键技术

　　计算机技术的发展为自动检测系统（ATS）的组建提供了多种可能，典型的自动检测系统主要由自动化检测设备（ATE），检测程序集（TPS）和检测环境三部分组成。ATE由检测和测量仪器、主计算机、矩阵开关、通讯总线、接收器和系统软件组成。典型自动检测系统的组建如图2所示。主计算机控制检测和测量仪器以及TPS的运行。系统软件（如操作系统、编译器及实验运行程序等）控制检测工作站的工作状态，对TPS进行开发并执行。TPS由检测、诊断程序，连接被测单元（UUT）和ATE的适配器及操作手册等组成。检测环境包括ATS的结构描述、编程和检测规范语言、编译器、开发工具以及描述对象设计需求、检测策略信息的标准格式等。

3.1 现代自动检测系统组建的关键技术

　　由于现代微电子技术和计算机技术的飞速发展，检测技术与计算机深层次的结合引起了检测仪器领域的革命，全新的仪器结构概念和检测设备组建方式不断更新。现代检测设备组建的关键技术主要集中在以下几点。

　　一、程控接口技术

　　如何实现检测系统与被测设备间的自动连接，是实现检测过程自动化的关键。用计算机程序控制的接口单元（PIU）是解决这一问题的重要手段。这种程控接口（PIU）包括一组通用的连接点，并配有所需的缓冲器和多路分配器，用于完成三项基本任务。

　　1、发生、调理（如衰减、缓冲、变换等）模拟与数字激励，并将激励引导到相应的被测装置；

　　2、把从相应的被测装置引线来的测量数据进行调理并引导到自动检测系统；

　　3、将程控负载加到相应的被测装置引线上。

　　简言之，程控接口在程序控制下，能够把任何检测系统功能引导到任何被测设备，并能完成检测。

　　二、虚拟仪器技术

80年代末期，美