《測試技術》課程個人實驗室開發

張萍 王琳 趙奇平

【摘 要】本次基于虛擬儀器和嵌入式系統的《測試技術》課程個人實驗室開發，借助用于試用和學習的免費開發平臺，學生個人電腦資源，以及購入和定制價格低廉性能良好的多種傳感器和信號調理模塊，完成了多種信號分析與處理的軟件設計以及完整的測試系統的搭建和應用.

【關鍵詞】測試技術；個人實驗室；虛擬儀器；嵌入式系統

一、引言

測試技術涉及多門學科，傳感器技術以各種物理、化學、生物機理為基礎，信號分析技術涉及電腦軟件技術及各種復雜的數學運算。而模擬信號的調理，又涉及電子電路知識和技術。根據被測對象搭建一個最終能獲取有用信息的測試系統，對于提高學生學習興趣和動手能力至關重要。鑒于虛擬儀器對儀器功能的集成性和嵌入式系統的便攜性，本次工作應用虛擬儀器和嵌入式系統技術開發了一個測試技術個人實驗室（實驗庫）。

二、《測試技術》個人實驗室硬軟件資源及制備

（一）硬件資源及制備

傳感器資源：1.個人電腦，如話筒、鼠標等。2.購入多種低價傳感器，如BMA250三軸加速度傳感器、各種溫度傳感器、智能小車避障傳感器等。

中間調理電路：購入和設計定制低價電路模塊。

數據采集卡：個人電腦的聲卡。

嵌入式系統：定制和購入一批價格低廉，性能優良的ADuC812微控制器及外圍電路模塊。

（二）軟件資源及開發

虛擬儀器開發平臺：采用NI公司的Labview平臺，NI官網提供有免費Labview試用和學習版。

ADuC812開發包：AD公司提供有用于學習和客戶體驗的免費QuickStart開發包下載。

應用程序：課題組開發多種基于虛擬儀器和嵌入式系統的應用程序。

三、實驗開發

基于Labview平臺的實驗，軟件功能結構包括數據采集模塊、數據分析模塊、數據存取模塊和數據輸出模塊。開發了頻譜分析、相關分析、功率譜分析，以及周期信號的合成與分解實驗等。

基于嵌入式系統的測試系統開發以圖1所示的光纖位移傳感器為例，運行Quick-Start軟件包中的Download.exe程序把單片機的程序代碼寫入到ADuC812的閃速/電擦除程序存儲器。ADuC812完成兩路信號的數據采集和相除排噪、線性化處理、自檢以及自校功能。除常用硬件電路，還設計了AduC812與電腦通訊的RS-232 接口電路。

四、結論

借助虛擬儀器技術和嵌入式系統技術，硬件充分利用學生個人電腦資源，以及價廉的硬件芯片，軟件利用免費試用、學習平臺，開發了《測試技術》課程個人實驗室，對增加學生對課堂知識的感性認識以及動手能力起到了非常好的促進作用。

參考文獻：

[1]江征風等.測試技術基礎（第二版），北京：北京大學出版社，2001.

[2]陳國順，張桐，郭陽寬，王正林，精通LabVIEW程序設計[M].北京：電子工業出版社.

[3]康華光等. 電子技術基礎（第三版），北京：高等教育出版社， 1988， 342～391.

[4]JoelR.Williams提供.嵌入式系統及如何開發自己的嵌入式系統.華恒嵌入式Linux技術資料網站（http：//www.hhen.org/）.

作者簡介：

張萍（1969.12）漢，湖北人，副教授。研究方向：測試技術 傳感器技術 自動化控制。