自动测试系统的建立,往往包括由于测试的一台或多台的仪器,主控计算机和测试软件,测试夹具以及系统总线。系统总线就像是中枢神经系统,负责控制指令和测试数据的传送。从历史上看,在自动测试领域,总线技术大概经历了从GPIB, VIX, PXI 几个阶段。
国际LXI 联盟 (LXI Consortium)曾经在众多系统集成商和工程师中作过调查,得到几乎一致的需求结论:
首先要降低系统集成的成本和复杂性,采用容易使用的人机界面。其次在保证系统紧凑的同时要保证仪器的性能和兼容性,减少复杂的联线。希望在有多种高速的触发方式,高速的I/O,减少机箱和机架的空间的浪费,还要非常容易的发现系统的故障。在编程的时候希望使用自己最熟悉的软件。利用通用的PC 接口和总线,而不是昂贵的测试测量专用接口总线。
LXI (LAN eXtension for Instrument) 是成熟的以太网技术在测试自动化领域应用的拓展。其具体的设想是将非常成熟的以太网技术利用到自动测试系统中,以替代传统的测试总线技术,如VXI, PXI, GPIB等。目前已经得到绝大多数仪器行业的领先的厂家的支持。主要原因是:
·以太网、标准PC和软件在测试行业中的广泛使用,技术已经是非常成熟,而且得到众多计算机厂家不断的研发的投入和升级支持。
·IEEE1588 网络同步标准的实施, 可以在实验室环境中得到纳秒级的时钟同步误差。
·标准的网络接口已经极为普遍。
基于LXI 技术的仪器从几年前已经开始在市场上销售,LAN的最主要的作用是替代GPI。作为LXI标准的制定,要保证系统中所有LXI的单元能够在同一个网络中和平共处。 LXI标准要求LXI单元支持IEEE802.3 和TCP/IP标准,提供一个一致的应用方式以便于用户使用。这样,LXI就提供了一个新的自动测试系统的架构,从而克服传统的架构的复杂低效的控制方式。而基于LXI的仪器能够有更快的速度和更为简单的编程方式。
安捷伦的第一台基于LXI的仪器出现在2003年,是20MHz 的函数发生器33220A,也是世界上第一台同时具备GPIB,USB 和 LAN 接口的仪器。我们称之为系统就绪(System Ready)的仪器。作为系统就绪的仪器,首先需要具备仪器的所用性能,更小的体积,更快的速度,备有通用的计算机接口,GPIB接口,网络服务器支持,IE游览器的操作等等。在近几年,安捷伦又陆续推出了众多的系统就绪的仪器,如N6700/N5700 系列电源,34980A 开关和测量单元。34980A 开关和测量单元是一套模块化的系统,达到了560个通道的最大测试能力,测量分辨率达到了61/2,而且可以配备不同的通用开关,射频和微波开关,数字通道,夺路模拟输出等等,在应用上可以替代很多的LXI/PIX的应用,而价格只有LXI/PXI的50-60%。如果将仪器的前面板和按键拿去,再进行简单的优化,将外部尺寸设计成标准的全机架宽度或半机架宽度,高度为标准的1U或整倍数,这样就构成了标准的LXI模块化仪器。
与传统的卡式仪器相比,LXI 模块化仪器具备了许多优势:
·可以保证仪器的全部性能。
·集成更为方便,不需要专用的机箱和0槽计算机。
·可以利用网络界面精心操作,无需编程和其他虚拟面板。
·连结和使用更为方便,可以利用通用的软件进行系统编程。
·非常容易实现校准计量和故障诊断。
·灵活性强,可以作为系统仪器,也可以单独使用。
国际LXI协会初步将基于LXI的仪器分为以下三个等级:
·等级C:具有通过LAN的编程控制能力,可以与其他厂家的仪器很好的协同工作。
·等级B:拥有等级C的一切能力,并且加上了IEEE1588 网络实践同步标准。
·等级A:拥有登记B的一切能力,同时具备硬件触发能力。
总之,作为测试系统发展的未来,以太网将扮演重要的角色。在工业界,在未来几年中我们将看到更多的"混合系统", 既包括基于GPIB仪器和机架的堆栈式系统,也有VXI, LXI, PXI的系统,或是他们的组合。LXI 技术以更低的成本提供更好的性能,兼容性和易用性。
作者介绍:
饶骞现任安捷伦科技电子测量事业部系统仪器的亚太地区市场开发经理。饶骞于1997年加入惠普公司仪器部,1999年转入安捷伦科技公司负责亚太地区市场中心工作,历任教育项目开发经理,逻辑分析仪产品线市场经理,通用产品市场经理,分销市场开发经理和系统仪器市场开发经理。
信息来源:中电网
测试架中测试针及相关材料的选用对测试治具的好坏及成本是非常重要的。
测试探针的选用
测试治具的针的选用对治具成本关系最大,目前测试探针分国产、台湾香港、进口三种。进口产品一般是德国、美国、日本的产品,品牌有INGUN、TCI、日电、华荣、中探、亚探等等。测试探针的质量主要体现在材质、镀层、弹簧、套管的直径精度及制作工艺。目前包括国内的产品其材质很多用进口材质,所以除非是偷工减料一般探针材质问题不是很大,针及套管的直径精度方面国内与台湾香港的产品差不多,进口稍好但一般影响不大,弹簧及镀层的质量这方面进口产品比国内要好很多,台湾香港产的比国内稍好一些,原因主要是工艺水平上的差别,国产的探针镀层抗磨损较差镀层容易脱落。如果制作的测试治具使用时间及测试次数超过15万次以上选用进口产品较为合适,但进口的探针价格较贵。目前国内的制作水平和工艺逐步提高,并且在当前价格大战的情况下,不少代理商用国产针冒充进口或台湾产的探针出售。如果测试要求和测试次数不高的话建议可选用国产探针。探针的质量主要对测试治具制作中的测试次数及接触是否良好有关。
测试线的选用
目前测试线都是国外进口或台湾香港地区生产,其产品的区别好像不大。价格为125元左右一卷。
测试用板材的选用
测试治具中所选用的板材一般有压克力(有机玻璃)、环氧树脂板等。普通的探针孔径大于1.00毫米的治具,其板材以有机玻璃居多,有机玻璃价格便宜,同时有机玻璃相对较软钻孔时有胀缩探针套管与孔的结合紧密,由于有机玻璃是透明的治具出现问题检查十分容易。但是普通的有机玻璃在钻孔时容易发生溶化和断钻头,特别是钻孔孔径小于0.8毫米时问题很大,一般钻孔孔径小于1毫米时都采用环氧树脂板材,环氧树脂板材钻孔不容易断钻头其韧性及刚性都好但价格较贵一些,环氧树脂板没有胀缩所以如果钻孔孔径不精确会造成探针套管与孔之间很松动产生晃动。环氧树脂板不透明如果治具出现问题检查较困难一些,另外有机玻璃温差变形比环氧树脂板大一些,如果测试的密度非常高的需采用环氧树脂板。板材的选用及钻孔的精度对整个测试治具的精度起关键的作用。
本网站有一种经过改良的有机玻璃其优点是变形小,耐高温5毫米的厚度0.6毫米钻头可一次钻穿不断钻头,价格略高于普通的有机玻璃但低于环氧树脂板材是一种非常好的选择。
治具的底座托架
治具的底座大部份是用PVC或有机玻璃制作的,大部份的厂家制作治具底座时是根据测试板材的大小临时制作的,所以底座的质量及底座的重复使用率不是很好,所以建议统一底座大小及标准,本网站提供二种标准的底座可适用大部份的专用测试机,其材料采用20毫米的有机玻璃,由有机玻璃厂家制作质量及工艺非常好,可重复使用,价格虽然稍贵但物有所值。
治具的制作要根据实际的情况选用适当的材料,这样可大幅度的降低成本,同时通用可重复使用的底座也可大幅度的降低成本,并且使治具制作标准化方便制作,提高治具的质量。