电器可靠性试验监控系统的研究开发

　　3.2 LXI 虚拟仪器模块

　　1）测试主机系统选用AGILENT 34980A 开关/测量单元作为硬件平台，通过内置数字多用表对待侧信号进行测量转换和输出。测试主机通过LAN 总线与主控计算机进行通讯和数据交换。
　　2）多路转换器由于待测系统内的信号以较为稳定的直流模拟量信号为主，所以采用公共DMM 分时测量方式。通过两个光电隔离ETF 开关模块，实现80 个通道的双线测量。
　　3）抖动测量模块用于瞬断监控，检测电路内电压瞬态跳变情况。
　　4）D/A 转换模块D/A 转换器为被试系统工作器件提供驱动信号，如转速表和车速表工作所需的电压脉冲信号，燃油表、水温表工作所需的电流信号。信号由主控计算机控制，由D/A 转换器输出，经过调理后通过模拟量I/O 接口输入被试系统。
　　5）数字示波器数字示波器通过LAN 总线与主控计算机进行通讯和数据交换，并通过模拟总线连接测试主机，与内置仪表共用开关模块。实现对80 个测量通道的任意一路信号进行高频采样和虚拟示波。

图3：系统硬件构成

　　3.3 关键问题

　　1） 频率信号的测量待测信号同时存在100Hz 以上和3Hz 以下的频率信号，由于系统是公共DMM 等时扫描测量的方式，两种信号需采用不同的采样方式进行测量。对于高频信号将系统扫描通道设置为频率测量直接输出。对于低于3Hz 低频信号，由于其频率过低频率通道无法直接测量，因此需采用拟合的方式。此种方式对系统扫描频率有较高要求根据

　　Nyquist 定理：或
　　单通道采样率应由待测信号频率上限决定；

　　故有：
　　若对80 个模拟通道进行扫描采样，开关的总切换频率应大于480CH/s。系统将单次扫描的时钟设计值为160ms，实际扫描频率为500CH/s，实现了低频信号的测量。

　　2）瞬断监控的实现瞬断作为一种电路瞬态现象，DMM 分时采样方法采样率过低，无法对该类信号实现监控，而多通道并行的模拟量数据采*导致大量的数据冗余和过高的系统成本。系统使用了抖动测量模块以32 通道并行的数字量采样方式实时监测各通道电压跳变情况，单通道最高采样率为0.1μs，根据汽车电器的试验电压将监控电压阈值设定为10.5V/21V 可选。
　　4 系统应用软件设计
　　4.1 软件开发环境

　　系统选用LabWindows/CVI 作为软件开发平台。它具有交互式编程方法和丰富的库函数，为开发人员建立数据采集和过程监控系统提供了理想的软件开发环境，是实现虚拟仪器及网络化仪器的快速途径。

　　4.2 试验监控中的多线程技术

　　Windows 是弱实时性的操作系统．它通过线程的优先级来实现抢先，通过对测试线程进行适当的优先级设置来满足大部分测试任务的实时性要求。试验监控要求系统控制、数据采集、数据显示和数据分析各项功能同步完成。利用LabWindows/CVI 多线程中的线程池技术可以很好的实现系统的实时性。以界面控制作为主线程，通过界面操作向其它线程发出控制指令，使系统能够对用户操作及时响应；数据采集、实时显示、故障诊断作为辅助线程，与主线程同步执行。在辅助线程中，实时显示线程和数据分析线程通过管道消息驱动机制与数据采集线程进行实时的通信，实现线程间的数据共享。