发布日期：2021/8/5

Author(s):
Nick Martin BSc Hons. MIEE. - Serco Systems Engineering Business Group
Robin Lord BEng Hons. - Serco Systems Engineering Business Group

Industry:
Aerospace/Avionics

Products:
NI TestStand

The Challenge:
为军用航空电子系统老化提供紧凑的基于商业现货的测试方案。

The Solution:
通过NI TestStand设计并创建老化测试装置。

"通过修改SPM可应对更复杂的测试序列问题。将这个组件与最新NI TestStand特性结合，我们能够针对各类测试要求实现独特、灵活的解决方案。"

老化测试的对象及策略
　　Serco测试系统公司需要开发一种老化测试系统，它能够在生产过程中诱导缺陷元件在时间及压力方面失效，以防止致命问题的征兆在现场出现。使用最初，系统由于固有缺陷或生产相关因素导致的失效率很高，接下来一段时间失效率较低，直到产品接近使用寿命时失效率又会回升。老化过程就是热应力及功能性电子测试的重复循环应用。我们将被测单元放入热处理室，然后连接这些单元以测试设备。循环测试从加热循环开始，在热处理室降温并给被测单元断电后暂停。

　　　　　　　　　　　　　　图1. Serco 公司的老化测试装置

NI TestStand 应对挑战
　　航空电子要求通过老化测试检测仅在极限温度下出现的问题。老化测试循环时间较长，并需要重复测试，由此可以发现问题并反馈给测试方案提供者。Serco 测试系统公司可以采用NI TestStand 来应对挑战：
● 保证被测单元在老化测试过程中不会处于过应力状态，在整个温度范围内进行足够的测试
● 提供多个单元并行测试，从而充分利用热处理室工作时间，最大化产品吞吐量
● 能够在测试进行中取下单个测试单元，同时不影响正在进行的测试

　　NI TestStand 顺序过程模型
　　我们将NI TestStand 默认的顺序模型分为两个模块——自动化测试程序（ATP），包含用户自定义的离散测试步骤；顺序过程模型（SPM）封装。封装处理每个产品测试的标准操作，包括测试开始/停止、结果记录、及测试报告生成。我们可以有效地在封装与用户定义的ATP之间传递控制。

　　SPM被设计成每次测试一个被测单元，随后进入下一阶段。航空电子老化要求对同一被测单元进行多个测试循环，并且多个被测单元能够在同一处理室中进行测试。因此，最佳方案是改进SPM，以创建老化过程模型（BPM）。

航空电子老化测试
　　为充分利用，处理室必须能够容纳不同被测单元类型。通过允许用户决定在运行阶段的ATP 序列，使得我们开发的BPM能够满足多种被测单元类型。

被测单元预设置
　　在测试循环的第一阶段，我们通过设置变量来控制ATP流。测试类型及循环状态指示器分别设置为“pretemperature”和“cold”。由被测单元数据入口面板提供显示，其外观取决于被测单元类型。通过该面板，操作人员能够得到每个被测单元的细节，从而提高在同一个处理室中有多个或不同类型的几个被测单元时的吞吐量。状态面板在每个被测单元初始化后加载，它能显示被测单元位置及执行的ATP 类型。

　　有标号的方块代表每个被测单元，它们根据执行程序中当前状态进行颜色编码。操作人员可以选择“修正细节”按钮来修改之前输入的信息。这就便于在测试阶段加载或卸载被测单元，以充分利用处理室资源。

老化ATP 主要顺序
　　设备的初始化及操作人员的连接指令都因新加载被测单元的类型不同而不同。

温度测试之前的测试
　　每个被测单元的测试都要确保所有测试项目都优先于热循环测试。在测试失效时，系统会提供替换选项。测试系统为每个成功完成测试的被测单元生成报告。

热循环温度测试
　　当处理室进入热循环状态后，序列将“测试类型”改为“温度”测试，并调用ATP 主序列。该阶段对每个被测元件执行完整测试，并编译独立报告、显示状态面板、监测处理室。

冷循环－测试中断
　　当处理室状态进入冷循环后，所有单元都断电，序列回到被测单元预设置阶段，并更新状态面板，监测处理室。

测试终止
　　为了避免由于单个被测单元失效而造成整个测试循环终止，BPM包含了两个不同的终止程序。在温度测试之前的测试阶段及热循环测试阶段，操作人员可以选择“终止当前被测单元”。序列退出ATP，返回“操作终止”子程序，这样就能将所选被测单元断电。BPM 随后修改控制变量停止该被测单元位置的进一步测试，并在报告中插入结果。操作人员还能选择“终止所有”选项。该选项将立刻将所有被测单元断电，完成报告并终止测试。

完成测试
　　循环测试持续进行直到测试类型被设置为“完成”状态。测试将在以下情况下终止：
　　● 完成所有处理室循环测试
　　● 测试过程中停止供电，迫使序列终止
　　● 序列被终止
　　BPM有超过16 个测试项目及4 种被测单元变量，它被成功应用到多种航空电子老化测试中。

　　　　　　　　　　图2. 操作界面状态板处理多达16 个不同被测元件类型

开发灵活的解决方案
　　通过修改SPM 可应对更复杂的测试序列问题。将这个组件与最新NI TestStand特性结合，我们能够针对各类测试要求实现独特、灵活的解决方案。

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