應(yīng)用領(lǐng)域：汽車測(cè)試
使用的產(chǎn)品：LabVIEW™、NI-DAQ™、PCI-MIO-16E-4、SCXI™-1000、SCXI-1001、SCXI-1104、SCXI-1120、SCXI-1160

挑戰(zhàn)：
設(shè)計(jì)兩個(gè)自動(dòng)化測(cè)試儀，能夠?qū)ζ囆盘?hào)燈閃爍模塊進(jìn)行研究和開發(fā)測(cè)試，設(shè)計(jì)驗(yàn)證，以及產(chǎn)品驗(yàn)證。并使用通用軟件以節(jié)省成本。

解決方案：
利用LabVIEW的快速應(yīng)用開發(fā)能力，配合NI信號(hào)調(diào)理和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，創(chuàng)建一個(gè)6單元和一個(gè)15單元的測(cè)試儀。

概述：
Hella Electronics公司為汽車領(lǐng)域生產(chǎn)電子模塊和系統(tǒng)。為了更快地適應(yīng)新型設(shè)計(jì)，產(chǎn)品開發(fā)及工程實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)通過LabVIEW軟件、PCI-MIO數(shù)據(jù)采集板卡、以及SCXI信號(hào)調(diào)理硬件實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。本文論述了在一組閃爍模塊測(cè)試系統(tǒng)中使用的軟件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。這組全自動(dòng)化測(cè)試儀是根據(jù)汽車OEM廠商的需要量身定做的。其中一個(gè)測(cè)試儀是專用于耐用性測(cè)試，另一個(gè)是用于進(jìn)行參數(shù)測(cè)試和短期測(cè)試。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)
測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)如下：
LabVIEW兼容的標(biāo)準(zhǔn)組件
對(duì)各種測(cè)試對(duì)象保持魯棒性驅(qū)動(dòng)
精確并可重復(fù)的數(shù)據(jù)采集

圖1是具體實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)示意圖。整個(gè)系統(tǒng)包括一臺(tái)安裝有PCI-MIO-16E-4板卡的計(jì)算機(jī)，它控制著SCXI機(jī)箱，1千瓦的電源和一個(gè)恒溫恒濕裝置。閃爍裝置的輸入由SCXI-1160開關(guān)/繼電器板卡控制。在15單元的測(cè)試儀當(dāng)中，測(cè)量線與SCXI-1104多路復(fù)用板卡相連接；在6單元測(cè)試儀當(dāng)中，測(cè)量線與SCXI-1120隔離多路復(fù)用器相連接。15單元測(cè)試儀中的氣動(dòng)緊急按鈕驅(qū)動(dòng)器由SCXI-1160板卡控制。電源由PCI-MIO-16E-4的一個(gè)模擬輸出聯(lián)合SCXI-1160板卡的一路繼電器觸點(diǎn)控制。恒溫恒濕裝置通過RS-232串口通信進(jìn)行控制。

這組測(cè)試儀能夠定制車燈的實(shí)際負(fù)載。每個(gè)閃爍裝置使用了4只車燈作為負(fù)載。也就是說對(duì)于15單元的測(cè)試儀來說共有60個(gè)車燈，而對(duì)于6單元的測(cè)試儀來說只有24個(gè)車燈。這些定制的負(fù)載為項(xiàng)目增加了許多困難，包括浪涌電流過大、發(fā)熱量過大和燈光閃爍過強(qiáng)等許多問題。

SCXI-1104具備多通道數(shù)和42V輸入這兩個(gè)特點(diǎn)，因此成為此次應(yīng)用的理想硬件。但是2Hz低通濾波器濾除了許多分析中需要使用的高頻數(shù)據(jù)。幸運(yùn)的是，當(dāng)?shù)氐腘I銷售代表讓我與SCXI應(yīng)工程師取得了聯(lián)系。工程師指導(dǎo)我們?nèi)コ薙CXI-1104上的SMD濾波電容，這使它能夠?qū)⑽唇?jīng)濾波的數(shù)據(jù)發(fā)送到PCI-MIO-16E-4板卡上。

圖1 測(cè)試系統(tǒng)示意圖
軟件設(shè)計(jì)
軟件包括以下的主菜單選項(xiàng)
運(yùn)行測(cè)試
創(chuàng)建報(bào)告
系統(tǒng)診斷
軟件配置

圖2是一個(gè)測(cè)試界面。從當(dāng)前的界面，操作員能夠設(shè)定極限值，打開或關(guān)閉正在進(jìn)行測(cè)試的閃爍裝置，監(jiān)控測(cè)試數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)。

為了提供精確的控制和可靠的數(shù)據(jù)采集，我們使用了線程化架構(gòu)。其中一個(gè)線程對(duì)SCXI-1160中繼板卡和模擬輸出進(jìn)行控制。該循環(huán)以10毫秒的延遲獨(dú)立于其他線程執(zhí)行。系統(tǒng)狀態(tài)將通過兩個(gè)LabVIEW全局變量傳送到用戶界面線程和數(shù)據(jù)采集線程。

數(shù)據(jù)采集是在一個(gè)獨(dú)立的循環(huán)中進(jìn)行，其中有50毫秒的延遲，因此減少了數(shù)據(jù)采集板卡上的FIFO溢出的機(jī)率。模擬數(shù)據(jù)則存放在兩個(gè)LabVIEW全局變量當(dāng)中。用戶界面線程能夠讀取這些緩沖區(qū)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、更新屏幕顯示，并將數(shù)據(jù)輸出到文件當(dāng)中。

數(shù)據(jù)采集和控制線程當(dāng)中還添加了一種演示模式。在演示模式下，仿真數(shù)據(jù)通過同樣的緩沖區(qū)傳遞到用戶界面線程。這使用戶能夠?qū)浖姆治龊涂刂撇糠诌M(jìn)行離線調(diào)試。

圖2 測(cè)試界面

圖3 診斷界面
軟件能夠讀回?cái)?shù)據(jù)文件，并通過ActiveX將所選擇的數(shù)據(jù)發(fā)送到Microsoft Word文件中，從而生成測(cè)試報(bào)告。這種方式能夠在不進(jìn)行軟件改動(dòng)的情況下，改變報(bào)告格式。圖3是系統(tǒng)診斷界面，系統(tǒng)診斷界面允許用戶直接訪問所有的測(cè)試I/O。這使得用戶能夠?qū)ο到y(tǒng)可能出現(xiàn)的所有異常情況進(jìn)行分析。

軟件配置界面能夠?qū)λ锌赡苄枰薷牡南到y(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。這些設(shè)置包括：
測(cè)試信息域
演示模式的開/關(guān)
15單元測(cè)試儀/6單元測(cè)試儀切換
測(cè)試設(shè)置
報(bào)告模板
數(shù)據(jù)采集速率
需要保存在文件中的數(shù)據(jù)列
這些設(shè)置都以Windows中.ini文件的方式保存。

總結(jié)
使用LabVIEW和NI硬件開發(fā)這些測(cè)試儀，節(jié)省了大量的開發(fā)時(shí)間，其中重要的原因在于用戶能在兩臺(tái)測(cè)試儀上使用同樣的軟件。而在之后其他測(cè)試儀上開發(fā)員也能夠重用現(xiàn)有軟件的代碼，這又將節(jié)省更多時(shí)間。