测试技术现状以及电子测量技术的发展方向研究

文/荆莉，河南职方土地规划设计有限责任公司

测试技术现状以及电子测量技术的发展方向研究

文/荆莉，河南职方土地规划设计有限责任公司

1 前言

中国电子测量技术经过40多年的发展,为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,特别是经过“九五”期间的发展,我国电子测量技术在若干重大科技领域取得了突破性进展,为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。进入21世纪以来,科学技术的发展已难以用日新月异来描述。新工艺、新材料、新的制造技术催生了新的一代电子元器件,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势。本文拟从现代电子测量技术发展的三个明显特点入手,进而介绍下一代自动测试系统的概念和基本技术,引入合成仪器的概念,面向21世纪的我国电子测量技术的发展趋势和方向是：测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化;测量数据管理的科学化、标准化、规格化;测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。

2 测试技术现状及其存在的问题

现在人们通过实践已越来越认识到测试技术的重要性,国内测试技术也已有了很大的发展,现在已基本上采用了标准化、模块化设计体制。已从CAMAC、PC总线、STD总线向VXI、PXI总线发展,从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展,并先后研制出国产化VXI模件、VXI测试系统及PXI系统,使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。在航天器、武器系统的单元系统中也设计了自检测功能,但在实用的自动测试系统中,尤其在武器系统的测试中,缺少实用的人工智能测试技术,故障诊断水平低、实用性差、网络化水平低。从测试体制的变革方面,国内尚没有边缘扫描技术和完善的智能内装测试系统。因此,与国外存在比较大的差距,国外20世纪八十年代末,九十年代初即提出了内装测试系统和可测试性概念,随后研制出了设备,并制订出了相应标准。近年来中国测量技术的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视,状况有了很大改观。测试技术行业目前已经越过低谷阶段,重新回到了快速发展的轨道,尤其最近几年,中国本土测量技术取得了长足的进步,特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小,对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟技术的发展,为中国的测试测量仪器行业带来了新的契机,加上各级政府日益重视,以及中国自主应用标准研究的快速进展,都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计年鉴中可以看出,中国的测试测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中,无疑催生出了许多测试行业新创企业,也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品。拥有中国该领域唯一重点实验室的中国电子集团公司第41研究所,凭借着本土测试领域的龙头地位,通过属下的青岛兴仪电子设备有限责任公司,成功地实现了由技术到产品的转化,开发出了多款具有很高技术水平的产品。该所研制出的高纯微波合成信号发生器、微波噪声系数分析仪、便携式射频频谱分析仪、2.5Gb/sSDH/PDH数字传输分析仪、高性能的光通讯设备,包括光谱分析仪和高性能微型光时域反射计,还有高速数字示波器等,目前都已经形成比较完整的产品系列。其中AV1489型高纯微波合成信号发生器采用全正向设计方法,突破了高纯度微波频率合成等多项关键技术;AV3984型微波噪声分析仪突破了智能微波噪声源等多项关键技术;AV4022型便捷式射频频谱分析仪突破了小型化设计与制造等关键技术,还有高性能的AV3600系列的宽带矢量网络分析仪,DT系列数字电视码流实时检测仪等。另外,该所还与海信集团一道,研制出了数字电视全部四个层次上的测试仪器。无疑这对中国的数字电视产业的发展将起到很大的推动作用。这些仪器除了能解决所有通用协议分析外以及物理层的各种指标的测试外,还有一个很重要的特点,就是结合中国数字电视标准和特点,保留了很好的可升级性。

3 电子测量技术的发展方向

我国测试技术已经进入标准化设计阶段,而且已采用了工业界先进的计算机I/O总线标准和数字化总线、仪器总线相结合的标准,逐步接近国际先进水平。但如何进一步发展,发展的主要内容是什么,这是摆在从事测试技术的每个工程人员需要认真思索的问题。任何技术的发展均取决于社会发展的需求。根据安捷伦公司在1996年对检测成本统计：硬件成本6%,检测开发24%,检测操作57%,维护成本占13%。除了硬件成本外,其它三项基本是软件开发、维护、操作成本。因此,对TPS的开发、移植、维护、重用,应是测试系统的重要研究内容。

4 展望未来

综上所述,21 世纪的电子测量仪器随着芯片技术和DSP技术的发展将达到前所未有的高性能,随着计算机技术与仪器的进一步融合,仪器的易操作性,易升级性,测量能力,数据处理和分析能力,都得到了大幅度提高。与此同时,软件无线电正越来越多地被应用到各个领域,仿真技术将为用户的设计和验证提供了更加强大和方便的工具。自动测试系统经历了从GPIB系统到VXI系统,从VXI系统到VXI与GPIB 混合系统的发展历程,越来越多的军工用户希望拥有一种长寿命且高性能的系统标准体系来承担日益复杂的测试压力和维护成本的压力 ,面对未来的挑战 ,LXI 仪器将在继承现有测试技术的基础之上,为下一代测试技术和测试仪器,特别是ATS测试系统的革新带来新的希望。

[1]李保安,李行善的[基于组件的自动测量系统(ATS)软件体系结构],电子测量与仪器学报,2002年04期

[2]何玲松,张蓉,【基于Web的网络化虚拟仪器技术及应用】,中国机械工程,2002年09期