产品测试
挑战：
用DIO 控制电阻阵，GPIB控制各仪器协同工作，同时用示波器卡实时检测电子镇流器信号的波形.
使用的产品：
LabVIEW 6.0 Application Builder SQL数据库插件 NI-DAQ 6070E NI-DIO-24 NI-Scope 5112 NI-GPIB card 研华工控机
工控机机箱实物图
应用方案：
主要是基于Windows2000环境下使用Labview 6.0 编写测试软件,通过GPIB卡来控制电源和测量仪器工作,用NI-DIO-24 来控制大规模电阻矩阵,切换组合负载，使用NI-DAQ，NI-SCOPE来采集各种电压，频率，波形等参数，同时使用了数据库技术进行数 据记录，进行均值分析，CPK分析，批号差异分析，不良故障统计等各种工业指数的计算。
介绍：
镇流器是照明系统的一部分，按照带载能力来分有一灯丝，两灯丝，三灯丝等几种，可以120/277V的工频来驱动,主要测试其工作的功率，电流，效率，谐波失真系数，各灯丝的频率，电压。除此之外还有它的启动电压，频率,空载特性等。
系统硬件结构示意图
测试系统硬件结构以及介绍
A：工控机的配置
工控机主要采用奔腾四主板，带集成显卡集成网卡，带 ISA 和 PCI 插槽的底板,
抽拉式键盘鼠标，软驱，光驱，带USB 接口（便于数据库更新，测试数据的读取）；
B: NI- GPIB卡
它基于IEEE-488.2的通信协议，使用于ISA插槽，具有PLUG&PLAY的特点，主要用来与仪器通信。本系统启用了两台仪器，分别是Agilent 公司的电源6812A，和Xitron 2503 功率分析仪，前者负责给电子镇流器供电，可以通过GPIB卡向其发送指令调整供电电压，频率，定义电压波形等，过载会自动shutdown保护; 后者负责检测功率，电流等，通过一个电流互感器将电流以十分之一的比例转化成电压信号，然后将该信号和电压合成分析出功率，谐波失真系数，功率因数等参数。
测试程序主面板
C: NI DAQ-6070E
该卡有16个输入通道，本系统采用差分输入方式,choch8,ch1ch9,ch2ch10…..ch7ch15两两组合，形成八路输入通道。范围电压范围设置为-10v—10v。但是有很多时候测试对象的电压不会正好在这范围里面。我们
采用自制的电压调整模块来解决这个问题，有1/1000,1/100,1/20,1/10,1/5，10/1等几种规格，可是通过数位拨码来改变增益。另外有时测试板卡本身也会对测试信号产生影响，为消除此影响，又鉴于测试对象是交流信号，本系统还采用了一比一的变压器进行隔离。我们用DAQ读出来的其实是一组波形，还需对波形数组进行分析以取得其频率和有效值，波形失真系数。
参数采集程序片断
系统还利用了DAQ的两路Counter/times,Counter0产生50Khz占空比为50％的方波，Counter1产生120Hz的方波，程序将其占空比定义成在10%-90%之间可调。为了提高120Hz信号的带负载能力，还需通过三极管将其放大。这两路方波信号接入镇流器的控制口（如图示），来共同调节它的工作状态。
D: DIO-24控制的电阻矩阵，开关矩阵
系统利用 DIO发出的 24个TTL电平信号，来控制各个继电器的动作（常开和常闭）。
1: 电阻矩阵的实现
按照1，2，4，8，16这样的二进制值的关系选取一系列电阻，各自并上继电器，然后将它们串在一起。这样系统通过DIO控制这些继电器的开关就可以得到任意一个阻值。一个通用的可控变阻箱便形成了。
2：开关矩阵
在镇流器测试过程需要进行满载,过载,空载,断电,加电等切换,系统用一系列开关
来完成此功能.开发者将它做成一个独立的模块.
E: NI-SCOPE 监控瞬时的电特性
镇流器的测试中有些指标非常注重波形特性,如瞬时性,收敛性.以前使用了示波器,但是发现很多弱点:占空间,价格昂贵.后来考虑使用示波器卡,直接插在工控机PCI 插槽里,这样把 ATE 的宝贵空间节省下来了.系统采用示波器卡5112,同时检测负载电压和灯丝电压的的波形,显示在测试面板上,并且记录成测试数据. 示波器卡与数据采集卡一样,也存在一个隔离问题.
软件的编写和性能评估
系统基于 LABVIEW6.0编程.另外安装了Application Builder, SQL,,NI-scope 等插件 .我们使用了两台带有GPIB接口的仪器,编写者根据的变阻箱驱动和开关矩阵驱动.
ATE流水线现场
A:模块化
编写者根据需要自行开发了仪器的驱动程序.还开发了上文提到的变阻箱驱动和开 关矩阵驱动.模块,调用DAQ原始模块整合成了采集各参数的通用模块.
B:SQL的应用
利用Microsoft Access 建立一个数据库,包括产品规格,典型样机值,校正误差三个子数据库,我们可以将一系列产品的参数输入进去.这样在开启主测试面板时选择产品型号,然后SQL模块会将对应机型的参数调入以备使用.
C: Calibration的设计
每一套测试软件都必须具备校准的功能.在大批量测试之前, 需要进入校准界面,利用标准样机进行校准,准确地讲应该是一个计算偏差的过程.首先测试标准样机的值,然后与样机的标值进行对比,产生一个偏差,将它存入数据库的校正误差子库中.这样进入量产测试面板后,在测得值基础上加上偏差,就认为是准确测量值了.
D:软件的可靠性和快速性
可靠性:
在测试软件的可靠性时我们任意挑选100个产品,分别让五个工人测试,然后分析测试结果,计算均值,然后与最高值和最低值进行比较,相差不超过3%,认为该系统可靠,可以用于大量测试产品.
快速性:
系统采用了各种板卡,与常规仪器测试系统相比,体现出了快速的优势.
结束语
在采用Labview软件之后,工程师开发测试系统的周期大大加快,同时该软件具有良好的可读解性..大量相对仪器非常便宜的测试板卡的使用降低了公司的成本.我想随着集成电路的进一步发展,各类板卡的性能不断提升,此优势将更加明显。
