電子工程設(shè)計(jì)電路與系統(tǒng)測試

1、電子電子工程設(shè)計(jì)電子課件工程設(shè)計(jì)電子課件電子電子工程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室工程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室2015年年9月月系統(tǒng)測試與故障診斷系統(tǒng)測試與故障診斷電路與系統(tǒng)測試電路與系統(tǒng)測試產(chǎn)品或系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本任務(wù)產(chǎn)品或系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本任務(wù)1. 需求分析需求分析 做什么？做什么？2. 方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì) 怎么做（宏觀、頂層設(shè)計(jì)）？怎么做（宏觀、頂層設(shè)計(jì)）？3. 細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì) 怎么做（微觀、底層設(shè)計(jì)）？怎么做（微觀、底層設(shè)計(jì)）？4. 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 施工、制造施工、制造5. 測試（評價(jià)）測試（評價(jià)） 按設(shè)計(jì)要求驗(yàn)收按設(shè)計(jì)要求驗(yàn)收 一一. 產(chǎn)品或系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本任務(wù)產(chǎn)品或系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本任務(wù)系統(tǒng)測試基本任務(wù)系統(tǒng)測試基本任務(wù)1. 硬件功能與

2、指標(biāo)測試硬件功能與指標(biāo)測試 電路電路模塊功能與指標(biāo)測試模塊功能與指標(biāo)測試 電電路子系統(tǒng)功能與指標(biāo)測試路子系統(tǒng)功能與指標(biāo)測試二二. 系統(tǒng)測試基本任務(wù)系統(tǒng)測試基本任務(wù)2. 硬件故障診斷與排除硬件故障診斷與排除 電路電路模塊故障診斷與排除模塊故障診斷與排除 電電路子系統(tǒng)故障診斷與排除路子系統(tǒng)故障診斷與排除系統(tǒng)測試基本任務(wù)系統(tǒng)測試基本任務(wù)3. 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)與測試與測試 電路模塊測試程序設(shè)計(jì)電路模塊測試程序設(shè)計(jì)與測試與測試 電電路子系統(tǒng)路子系統(tǒng)測試程序設(shè)計(jì)測試程序設(shè)計(jì)與測試與測試4. 軟件故障診斷與排除軟件故障診斷與排除 電路模塊測試電路模塊測試程序故障診斷與排除程序故障診斷與排除 電電路子系統(tǒng)路子

3、系統(tǒng)測試測試程序故障診斷與排除程序故障診斷與排除系統(tǒng)測試基本任務(wù)系統(tǒng)測試基本任務(wù)5. 功能軟件設(shè)計(jì)與系統(tǒng)功能軟件設(shè)計(jì)與系統(tǒng)聯(lián)合測試聯(lián)合測試 設(shè)計(jì)功能軟件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)提出的全部功設(shè)計(jì)功能軟件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)提出的全部功能、指標(biāo)要求。能、指標(biāo)要求。 在硬件系統(tǒng)上運(yùn)行功能軟件，進(jìn)行功能、在硬件系統(tǒng)上運(yùn)行功能軟件，進(jìn)行功能、指標(biāo)的全面測試。指標(biāo)的全面測試。6. 系統(tǒng)故障診斷與排除系統(tǒng)故障診斷與排除7. 設(shè)計(jì)改進(jìn)設(shè)計(jì)改進(jìn) 測試需求分析測試需求分析 檢測方案設(shè)計(jì)檢測方案設(shè)計(jì)測試結(jié)論測試結(jié)論“呈現(xiàn)呈現(xiàn)”方法（原理）設(shè)計(jì)方法（原理）設(shè)計(jì)測試儀器及測試點(diǎn)選擇測試儀器及測試點(diǎn)選擇三三. 電路模塊測試電路模塊測試1.

4、電路模塊測試的任務(wù)與方法電路模塊測試的任務(wù)與方法電路模塊測試電路模塊測試設(shè)計(jì)要求分析設(shè)計(jì)要求分析測試任務(wù)歸納測試任務(wù)歸納電路模塊測試電路模塊測試激勵(lì)信號及注入點(diǎn)選擇激勵(lì)信號及注入點(diǎn)選擇支持電路模塊選擇支持電路模塊選擇 搭建搭建測試環(huán)境測試環(huán)境輔助電路輔助電路模塊模塊及測試設(shè)備連接及測試設(shè)備連接激勵(lì)激勵(lì)信號源連接信號源連接測試測試儀器連接儀器連接電源電源連接連接 編寫編寫測試測試程序程序激勵(lì)激勵(lì)測試信號測試信號實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)特定功能特定功能電路模塊測試電路模塊測試 測試流程及測試方法設(shè)計(jì)測試流程及測試方法設(shè)計(jì)三三. 直流穩(wěn)壓電源測試直流穩(wěn)壓電源測試1. 測試需求分析測試需求分析直流穩(wěn)壓電源測試直流穩(wěn)壓

5、電源測試設(shè)計(jì)要求分析設(shè)計(jì)要求分析9V+5V/1A 交流輸入：交流輸入：直流輸出：直流輸出：輸出誤差：輸出誤差： 4%12V/0.5A 14V2 2其他要求：其他要求： 短路保護(hù)、過熱保護(hù)、紋波小短路保護(hù)、過熱保護(hù)、紋波小直流穩(wěn)壓電源測試直流穩(wěn)壓電源測試測試任務(wù)歸納測試任務(wù)歸納測量輸出電壓及其誤差測量輸出電壓及其誤差測試短路保護(hù)及過熱保護(hù)功能測試短路保護(hù)及過熱保護(hù)功能直流穩(wěn)壓電源測試直流穩(wěn)壓電源測試2. 檢測方案設(shè)計(jì)檢測方案設(shè)計(jì)變壓器變壓器電壓表電壓表直流穩(wěn)壓直流穩(wěn)壓電源電路電源電路220V9V14V輸出端連接額定負(fù)載，使輸出端連接額定負(fù)載，使輸出電流達(dá)到設(shè)計(jì)要求輸出電流達(dá)到設(shè)計(jì)要求測量負(fù)載電壓

6、，記錄測測量負(fù)載電壓，記錄測量結(jié)果，給出測試結(jié)論。量結(jié)果，給出測試結(jié)論。輸入端連接滿足設(shè)輸入端連接滿足設(shè)計(jì)要求的交流電壓計(jì)要求的交流電壓將插針將插針與與插座插座隔開隔開直流穩(wěn)壓電源測試直流穩(wěn)壓電源測試調(diào)試臺調(diào)試臺測試環(huán)境測試環(huán)境穩(wěn)壓電源電路使測穩(wěn)壓電源電路使測溫系統(tǒng)正常工作溫系統(tǒng)正常工作模板測試環(huán)境模板測試環(huán)境直流穩(wěn)壓電源測試直流穩(wěn)壓電源測試替換模板上的替換模板上的穩(wěn)壓電源電路穩(wěn)壓電源電路 測試測試時(shí)，電源板負(fù)責(zé)交流電源輸入的右時(shí)，電源板負(fù)責(zé)交流電源輸入的右插座與調(diào)試臺標(biāo)有插座與調(diào)試臺標(biāo)有9V、14V的插座連接，的插座連接，左左插座插座懸空懸空。 連接連接完畢后，打開調(diào)試臺電源遠(yuǎn)離電源完畢后，

7、打開調(diào)試臺電源遠(yuǎn)離電源板板12分鐘，分鐘，觀察電路板有無異味或觀察電路板有無異味或異常聲響異常聲響，如果一切正?？梢蚤_始進(jìn)一步的如果一切正常可以開始進(jìn)一步的測試。測試。 用用數(shù)字多用表按電源板左插座直流電源數(shù)字多用表按電源板左插座直流電源引出定義，引出定義，檢測檢測+5V、+12V、-12V輸出輸出。直流穩(wěn)壓電源測試直流穩(wěn)壓電源測試 3. 測試流程及測試方法測試流程及測試方法 輸出輸出正常的電源板，替換模板上的電源正常的電源板，替換模板上的電源板后，若模板正常運(yùn)行，電源板的設(shè)計(jì)工作結(jié)板后，若模板正常運(yùn)行，電源板的設(shè)計(jì)工作結(jié)束。否則，束。否則，檢查電路板的左右插座有無虛焊、檢查電路板的左右插座有

8、無虛焊、脫焊脫焊等問題。等問題。 若若+5V、+12V、-12V輸出不正常輸出不正常，需要，需要重新重新檢查有無錯(cuò)焊、漏焊、虛焊檢查有無錯(cuò)焊、漏焊、虛焊，并，并重復(fù)第重復(fù)第2、3、4的步驟。的步驟。直流穩(wěn)壓電源測試直流穩(wěn)壓電源測試四四. 變送器測試變送器測試1 測試需求分析測試需求分析變送器測試變送器測試設(shè)計(jì)要求分析設(shè)計(jì)要求分析測量溫度：測量溫度： 0 100輸出電壓：輸出電壓： 0 +5V限制條件：限制條件： -0.3V 輸出電壓輸出電壓10K測量誤差：測量誤差： 滿刻度滿刻度1%（0.05V或或1 ）變送器測試變送器測試測試任務(wù)歸納測試任務(wù)歸納電路模塊的電路模塊的溫度信號輸入溫度信號輸入-

9、電壓輸出關(guān)系電壓輸出關(guān)系電路模塊的電路模塊的測溫范圍測溫范圍電路模塊的電路模塊的測溫誤差測溫誤差電路模塊的電路模塊的輸出限幅功能輸出限幅功能電路模塊的電路模塊的輸出帶負(fù)載能力輸出帶負(fù)載能力 變送器電路標(biāo)定的目的變送器電路標(biāo)定的目的2. 變送器電路的標(biāo)定變送器電路的標(biāo)定變送器是具有一定精度要求的測量電路變送器是具有一定精度要求的測量電路在電路測試之前先進(jìn)行電路參數(shù)的調(diào)整在電路測試之前先進(jìn)行電路參數(shù)的調(diào)整變送器標(biāo)定變送器標(biāo)定使測量結(jié)果與實(shí)際情況相吻合使測量結(jié)果與實(shí)際情況相吻合測測“量量”電路電路表示物理量量值的電路表示物理量量值的電路變送器測試變送器測試 變送器電路標(biāo)定變送器電路標(biāo)定解決的問題解決

10、的問題0ovV 5ovV 使使 的過程稱為調(diào)的過程稱為調(diào)“零零”0ovV 使使 的過程稱為調(diào)的過程稱為調(diào)“滿度滿度”5ovV 5T = 0T = 1000100變送器測試變送器測試 恒恒流補(bǔ)償變送器標(biāo)定原理與標(biāo)定方法流補(bǔ)償變送器標(biāo)定原理與標(biāo)定方法 恒流補(bǔ)償變送器電路調(diào)恒流補(bǔ)償變送器電路調(diào)“零零”原理原理解決方法：調(diào)整解決方法：調(diào)整VR1，改變，改變 is使使 V0= 0 -調(diào)調(diào)“零零”T = 0，i0 或理想運(yùn)放條件不成立，導(dǎo)致或理想運(yùn)放條件不成立，導(dǎo)致 V00變送器測試變送器測試 恒流補(bǔ)償變送器電路調(diào)恒流補(bǔ)償變送器電路調(diào)“滿度滿度”原理原理解決方法：調(diào)整解決方法：調(diào)整VR2，改變，改變 i2

11、 在在VR2上的壓降，使上的壓降，使 V0= 5V -調(diào)調(diào)“滿度滿度”T = 100，i2= i100 - is=100uA，多種原因?qū)е?，多種原因?qū)е?V05V變送器測試變送器測試 恒恒壓補(bǔ)償變送器標(biāo)定原理與方法壓補(bǔ)償變送器標(biāo)定原理與方法 恒壓補(bǔ)償變送器電路調(diào)恒壓補(bǔ)償變送器電路調(diào)“零零”原理原理解決方法：調(diào)整解決方法：調(diào)整VR1，改變，改變 i0 在在VR1上的壓降上的壓降 ，使，使Vi 發(fā)生變化，并且使發(fā)生變化，并且使V0= 0 - 調(diào)調(diào)“零零”T = 0，Vi0 或其他原因，導(dǎo)致或其他原因，導(dǎo)致 V00變送器測試變送器測試 恒壓補(bǔ)償變送器電路調(diào)恒壓補(bǔ)償變送器電路調(diào)“滿度滿度”原理原理解決

12、方法：調(diào)整解決方法：調(diào)整VR2，改變，改變 放大器增益，使放大器增益，使 V0= 5V -調(diào)調(diào)“滿度滿度”T = 100，多種原因?qū)е?，多種原因?qū)е?V05V變送器測試變送器測試 加法加法平移變送器標(biāo)定原理平移變送器標(biāo)定原理 加法平移變送器電路調(diào)加法平移變送器電路調(diào)“零零”原理原理解決方法：調(diào)整解決方法：調(diào)整VR1，改變，改變 is ，使，使V0= 0 - 調(diào)調(diào)“零零”T = 0， is i10 或其他原因，導(dǎo)致或其他原因，導(dǎo)致 V00變送器測試變送器測試加法加法平移變送器電路調(diào)平移變送器電路調(diào)“滿度滿度”原理原理解決方法：調(diào)整解決方法：調(diào)整VR2，改變，改變 放大器增益，使放大器增益，使 V

13、0= 5V -調(diào)調(diào)“滿度滿度”T = 100，多種原因?qū)е?，多種原因?qū)е?V05V變送器測試變送器測試3. 檢測方案設(shè)計(jì)檢測方案設(shè)計(jì)輸入端注入輸入端注入0傳感器測溫信號傳感器測溫信號變送器測試變送器測試測量輸出端電壓，記錄數(shù)據(jù)測量輸出端電壓，記錄數(shù)據(jù)輸入端注入輸入端注入100 傳感器測溫信號傳感器測溫信號 零點(diǎn)測試零點(diǎn)測試 滿度測試滿度測試測量輸出端電壓，記錄數(shù)據(jù)測量輸出端電壓，記錄數(shù)據(jù)變送器測試變送器測試選足夠多點(diǎn)選足夠多點(diǎn)注入傳感器測溫信號注入傳感器測溫信號 誤差測試誤差測試測量輸出端電壓，記錄數(shù)據(jù)測量輸出端電壓，記錄數(shù)據(jù) 分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論 通過對測量數(shù)據(jù)的分析得出設(shè)計(jì)要求

14、的測通過對測量數(shù)據(jù)的分析得出設(shè)計(jì)要求的測溫范圍、溫度溫范圍、溫度電壓對應(yīng)關(guān)系、測量誤差等設(shè)電壓對應(yīng)關(guān)系、測量誤差等設(shè)計(jì)要求是否滿足的結(jié)論。計(jì)要求是否滿足的結(jié)論。在實(shí)際測溫環(huán)境中對上述項(xiàng)目進(jìn)行測試在實(shí)際測溫環(huán)境中對上述項(xiàng)目進(jìn)行測試 真實(shí)環(huán)境測式真實(shí)環(huán)境測式4. 搭建測試環(huán)境搭建測試環(huán)境直流穩(wěn)直流穩(wěn)壓電源壓電源電壓表電壓表變送器變送器調(diào)試臺調(diào)試臺AD592+ 測試系統(tǒng)組成示意圖測試系統(tǒng)組成示意圖 隔離負(fù)載隔離負(fù)載AD592-+5V12V變送器測試變送器測試 調(diào)試臺調(diào)試臺測試環(huán)境測試環(huán)境變送器測試變送器測試穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電源源電電路路板板變送器電路板變送器電路板調(diào)整溫調(diào)整溫度設(shè)置度設(shè)置檢測電路中檢測電路

15、中的狀態(tài)變化的狀態(tài)變化變送器測試變送器測試電壓輸出電壓輸出測溫信測溫信號輸入號輸入 模板模板測試環(huán)境測試環(huán)境變送器測試變送器測試使用自己使用自己的電源板的電源板替換模板替換模板上上的變送器的變送器經(jīng)調(diào)整測溫經(jīng)調(diào)整測溫誤差小于誤差小于1 1度度五五. 驅(qū)動(dòng)器測試驅(qū)動(dòng)器測試1 測試需求分析測試需求分析驅(qū)動(dòng)器測試驅(qū)動(dòng)器測試設(shè)計(jì)要求分析設(shè)計(jì)要求分析輸入電流輸入電流 最大最大 20mA輸入電壓輸入電壓 - 10V +10VAv=1- 10V +10V020mA- 10V +10V0-4A輸出電流輸出電流 最大最大 4A輸出電壓輸出電壓 - 10V +10V測試任務(wù)歸納測試任務(wù)歸納電路模塊的電路模塊的額定

16、輸入電壓工作狀態(tài)額定輸入電壓工作狀態(tài)電路模塊的電路模塊的額定負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力額定負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力電路模塊的電路模塊的額定輸入電流工作狀態(tài)額定輸入電流工作狀態(tài)驅(qū)動(dòng)器測試驅(qū)動(dòng)器測試2. 檢測方案設(shè)計(jì)檢測方案設(shè)計(jì)輸入端注入輸入端注入-10V、20mA信號信號測量輸出端電壓，記錄數(shù)據(jù)測量輸出端電壓，記錄數(shù)據(jù)輸入端注入輸入端注入+10 V 、20mA信號信號 下限輸入電壓測試下限輸入電壓測試 上限輸入電壓測試上限輸入電壓測試測量輸出端電壓，記錄數(shù)據(jù)測量輸出端電壓，記錄數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器測試驅(qū)動(dòng)器測試 輸出端連接輸出端連接2.5負(fù)載負(fù)載選足夠多電壓點(diǎn)選足夠多電壓點(diǎn)注入注入20mA信號信號 失真測試失真測試測量輸出端電壓，記錄數(shù)據(jù)測量輸出端電壓，記錄數(shù)據(jù) 分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論 通過對測量數(shù)據(jù)的分析，得出設(shè)計(jì)要求的通過對測量數(shù)據(jù)的分析，得出設(shè)計(jì)要求的-10V+10V電流放大設(shè)計(jì)要求是否滿足的結(jié)論。電流放大設(shè)計(jì)要求是否滿足的結(jié)論。在實(shí)際測溫環(huán)境中對上述項(xiàng)目進(jìn)行測試在實(shí)際測溫環(huán)境中對上述項(xiàng)目進(jìn)行測試 真實(shí)環(huán)境測式真實(shí)環(huán)境測式驅(qū)動(dòng)器測試驅(qū)動(dòng)器測試3. 搭建測試環(huán)境搭建測試環(huán)境 測試系統(tǒng)組成示意圖測