可测试性设计研究

从分析故障诊断与测试性的异同出发,描述了可测试性设计的重要性及从设计角度而言的优缺点,介绍了可测试性设计工作的目标和主要内容,阐述了可测试性设计预计的基本原则和假设、预计所需主要的信息、预计步骤及预计报告等,最后给出了用于可测试性设计评审的两个重要参数:故障检测率和故障隔离率.     

面向复杂系统的测试性试验验证技术研究

测试性试验验证是指产品在设计、研制、定型阶段,为了确认其测试性指标的量值,分析其测试性设计的正确性、合理性并识别设计缺陷、检测产品是否已经完全实现了测试性设计要求而进行的验证与评估活动。当前,对于设备级试验对象的测试性试验验证技术,已经形成了相关的技术规范,并在某些型号测试性验证工程中已全面使用,然而,产品的测试性设计水平的最终要体现在系统层面上,设备级的试验只能考核设备自身的故障检测和故障隔离能力（即对内场可更换单元（SRU）的检测和隔离能力）,而难以体现出系统级的检测和隔离能力（即对外场可更换单元（LRU）的检测和隔离能力）。系统的检测和隔离能力主要体现在：系统对设备自身检测结果的综合处理与分析能力、系统对设备故障的检测能力以及系统对自身功能的检测能力。因此,为了有效验证系统的测试性设计水平,必须开展系统级的测试性试验。本文在目前测试性试验技术存在的基础上,基于目前测试性试验的基本思路,从测试性试验方案设计及故障注入技术两个方面开展研究,提出了一套面向复杂系统级测试性试验的技术方法。     

高度传感器自动测试系统的设计与实现

针对高度传感器型号多、数量大的测试需求,研制了高度传感器自动测试系统;采用多通道CPCI、GPIB、RS-232和以太网等总线仪器设计标准化、模块化结构的硬件平台,以DLL、ActiveX、COM等技术设计层次化、开放式的软件底层架构,在VC++环境下开发便于集成、可配置化的应用程序;能对高度传感器全部指标进行测试,得到成功应用;整体校准,确保了测试结果的可靠性和测试系统的使用效率;并行测试和自动测试提高了检测效率,降低了检测成本;通用性、扩展性的设计理念使测试系统便于增加类似传感器的测试。     

汽车发动机热工性能测试系统设计

本文针对汽车发动机测试中热工性能指标的测试需求,设计了一套测试系统,该系统可在线检测汽车发动机的温度、压力、流量等参数,实际应用表明,该系统测试精度高,性能稳定,由于采用了分层设计和总线技术,系统扩充方便,可满足多参数的在线测试.     

电磁线绝缘在线检测仪的设计与研究

绝缘测试是电磁线质量检测的一项重要内容,为了准确可靠的实现电磁线绝缘的在线检测,提出了基于CPLD数字电路的设计方案,给出了其软、硬件设计。系统选择半桥电路加空心脉冲变压器设计对绝缘层的高压放电电路,可输出500到10000V的可调交流电。系统通过检测电磁线漏电流实现对电磁线绝缘测试。实验结果表明,系统满足多种电磁线的绝缘测试要求。     

基于电容式传感器的建筑物围护结构含水率测试

设计的平面电容式传感器可感应围护结构中水分的变化,给出了传感器的工作原理,针对小电容检测的抗干扰问题,采用了加保护电极和利用驱动电缆传输信号的技术,结合改进的充放电微电容检测电路,对传感器的测试深度和灵敏度与极板尺寸的关系进行了研究和优化。设计了基于嵌入式微控制器的含水率测试系统,实验结果表明:该系统可以用于一定深度的围护结构的含水率现场测试。     

基于Rollout算法的测试不可靠条件下的诊断策略*

实际复杂装备系统测试时存在虚警和漏检,其导致的误诊费用往往超过了测试成本。针对复杂系统故障诊断中诊断精度低、虚警率高的问题,进行了不可靠测试条件下,基于Rollout算法的诊断策略优化方法研究。首先建立综合考虑测试点的故障检测能力、信息量、测试费用以及测试结果信任度的启发函数,然后利用Rollout算法生成诊断策略,最后用阿波罗检测系统实例验证了该算法的优越性。理论和实验表明,Rollout算法的平均测试费用低于贪婪算法,而且计算时间在可接受范围内,因此可用于测试不可靠条件下的诊断策略设计。     

基于PXI总线的坦克炮控自动测试系统的设计与实现

针对坦克炮控系统部件较多,结构复杂,测试困难等问题.利用PXI总线和虚拟仪器技术,设计开发了面向坦克炮控系统的自动测试系统;该设计采用开放式平台结构,能够对多种型号的坦克炮控系统进行系统级、部件级、板卡级三个层次的性能检测、故障诊断与模拟、电路仿真与维修支持以及教学演示,尤其是实现了炮控系统可更换电路板的测试与维修.降低了检测成本,提高了测试效率,具备多车型、多部件、多电路板的通用化、模块化、信息化功能;该设计具有智能化、高效率、易操作、测试精度高、便于扩展等优点.     

可扩展的入侵检测系统的设计

研究了大规模网络环境下可扩展的入侵检测系统的设计。提出了基于公共入侵检测框架的入侵检测系统扩展性的基本思想，设计并实现了一个可扩展的入侵检测系统。在设计中采用了分布检测和集中处理的结构、通用的警报数据表示格式和安全通信协议，较好地实现了系统的可扩展性。经过测试和应用，能够满足大规模网络环境的安全应用。     

用于动力电池检测的智能传感器设计

针对电动车动力电池检测的需要,设计了一种智能传感器,可同时检测电压、温度、电流等指标,检测准确,成本低廉,扩展性好,适用于各类铅酸、镍氢、锂离子动力电池或动力电池组,可用于电池的性能测试或电池管理。     

A novel highly sensitive gas ionization sensor for ammonia detection

A novel highly sensitive gas ionization sensor for ammonia detection in ambient air is introduced in this paper. Carbon nanotubes (CNTs) grown on silicon substrate were incorporated to fabricate a gas ionization sensor. Application of a positive bias to the CNTs generates electric fields sufficiently to field-ionize passing gas-phase molecular and initiate a prebreakdown current. When the CNTs film is configured as the cathode, secondary electrons repelled away from the CNTs tips into the gap spacing make more ionizing collisions and also initiate a prebreakdown current. By monitoring the prebreakdown current, the gas ionization sensor was demonstrated to be capable of ionizing and detecting the ammonia and with a linear response over the entire range from 1 to 160 ppm ammonia in air. The sensitivity mechanism of the gas ionization sensor was also discussed in detail. The sensitivity and selectivity of the gas ionization sensor to the gases is not only dependent on its ionization energy but also its electric dipole moment. The novel CNTs-based gas ionization sensor described here exhibits high accuracy, repeatability and stability. The sensor is promising for use in various fields.     

一种新型的电离式MEMS气体传感器

本文实现了一种新型的电离式MEMS气体传感器,即线性阻抗电离式MEMS气体传感器。该电离式气体传感器创新地采用了电导率而不是常用的击穿电压来检测不同的气体成分,这样可以避免高电压对器件的影响,提高器件工作状态的可重复性和稳定性。该器件在低压条件下不同气体组分中进行气体放电实验,测出了不同的伏安特性曲线和电导率值,从而证实了该器件的气体传感特性。     

基于VOC检测的光离子化检测器的实验研究

采用光离子化检测器(PID)传感器对挥发性有机化合物(vOC)气体进行检测,通过对PID的研究,自行设计适合本系统的PID检测器结构,并搭建了一套完整的检测系统.通过实验证明:所搭建的以PID检测器为核心的VOC气体检测系统已能够实现对VOC气体的定量检测.确定实验流量为160～170 mL/min,且在(0～5) ×10-6内传感器响应呈线性关系.     

杂质不完全离化对MISiC气体传感器的影响

研究了杂质不完全离化对金属-绝缘体-碳化硅(MISiC)传感器性能的影响.考虑到Pool-Frenkel效应和外加电场的作用,建立了MISiC器件空间电荷区泊松方程.运用准中性近似,对所建立的泊松方程进行数值计算,得到了空间电荷区的电势分布,进而得到MISiC传感器的,I-V与C-V特性.实验结果表明:室温下SiC器件中杂质不完全离化,随着温度的升高,杂质离化率增大.在外加电场的作用下,杂质的离化率增加,并最终导致MISiC器件I-V与C-V曲线的移动.     

基于电镀技术的微间隔制作及在气体检测中应用的研究

本文开发了一种基于电离现象的气体传感器。文章首先研究了采用低成本的电镀方法来制作具有微米间隔的镍电极对,然后通过测试在不同条件下电极对的击穿电压和电流来实现气体检测。实验结果表明该器件对乙醇气体,其击穿电压在300 V左右;而对水蒸气,其击穿电压在320 V左右。同时,对乙醇而言,随着乙醇浓度的增加,在同一击穿电压下击穿电流也不断增大。对不同浓度的水蒸气的实验中也得到相类似的结果。     

基于电镀技术的微间隔制作及其在气体检测中应用的研究

开发了一种基于电离现象的气体传感器。首先研究了采用低成本的电镀方法来制作具有微米间隔的镍电极对,然后通过测试在不同条件下电极对的击穿电压和电流来实现气体检测。实验结果表明该器件对乙醇气体,其击穿电压在300 V左右;而对水蒸气,其击穿电压在320 V左右。同时,对乙醇而言,随着乙醇浓度的增加,在同一击穿电压下击穿电流也不断增大。对不同浓度的水蒸气的实验中也得到相类似的结果。     

基于PTFE基材的FAIMS传感器设计

为降低FAIMS传感器制作的复杂度与成本,设计了一种基于PTFE基板的FAIMS传感器.该传感器由漂移管、离子源及外围电路组成.其中漂移管基于PTFE基板构建,使用PCB工艺制备Au电极,利用厚度为0.4 mm氧化铝条作为绝缘支撑片将上下电极隔离并形成通道,用于离子分离与检测,漂移管的总体积1.9 cm3.离子源通过针-网式电晕放电建立,通过软焊接工艺连接到FAIMS上基板.外围电路包括FAIMS工作所需的高频高压非对称电场及补偿电场产生电路和微弱离子电流放大电路.常温下,传感器响应恢复时间小于3 s.利用化学战剂模拟剂甲基膦酸二甲酯DMMP(Dimethyl Methylphosphonate)测试了传感器的灵敏度,实现了0.5 μg/m3的量级DMMP样品的检测.     

空气脉冲电离室传感器的设计

基于氡及其子体衰变放出的α射线能使空气分子电离的现象,设计新型空气脉冲电离室传感器,主要由电离室、中心电极和保护环组成。采用前置放大器和RC-CR带通滤波器把来自电离室的微弱信号进行放大,再经过脉冲甄别器与给定的阈值电压比较,最终转换成数字量信号。现场应用结果表明:该传感器具有广泛的应用价值。     

大管径气体流速测量系统

利用电离的方式对大管径气体流速进行测量,实验研究了气体电离方式、检测极板形式和偏压等因素对测量系统的影响,设计了Φ630mm管径β射线电离式的测量系统,实验结果表明,测速准确度可达3%,且具有较强的抗干扰和抗污染能力。     

基于随机共振的纳米碳管气体传感器的研究

基于气体电晕放电原理,利用纳米碳管独特的物理结构和尖端发射效应,提出了一种新型的纳米碳管离子型气体传感器.采用阳极氧化铝模板法生长的定向纳米碳管阵列所构成的传感器,纳米碳管和电极是一体的,简化了器件结构和工艺.在外加直流电压激励下,纳米碳管顶部形成很强的非均匀电场,在电压相对低的情况下能很容易地电离气体,根据气体的击穿电压和放电电流来实现对单一气体和确定性混合气体的检测.为了提高检测混合气体的灵敏度,创新地在检测回路中引入随机共振发生装置,有效地提高了混合气体浓度检测的范围.实验中还分析了温度、湿度对传感器的影响,对该传感器的性能也作了评价.实验结果表明该传感器具有选择性好、体积小、响应时间快、灵敏度高、稳定性好,室温操作等优点,而且实现方便,操作简单,有较大的实用价值.