基于LabWindows／CVI的測試性驗(yàn)證與評估方法

摘要：裝備測試性設(shè)計(jì)的好壞直接影響了它在使用過程中發(fā)生故障時(shí)的診斷效率，對裝備質(zhì)量進(jìn)行考核和評估時(shí)，測試性能指標(biāo)是一個(gè)重要的參數(shù)。分析了幾種測試性驗(yàn)證評估方法，選擇使用更合理的超幾何分布驗(yàn)證方法，并使用虛擬儀器編程語言LabWindows／CVI進(jìn)行界面設(shè)計(jì)和編程，將這一理論方法應(yīng)用于實(shí)踐，可提高準(zhǔn)確率，縮短時(shí)間，在工程和實(shí)踐中具有很高的使用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：測試性；LabWindows／CVI；驗(yàn)證評估；故障診斷

0 引言
測試性是裝備的一種設(shè)計(jì)特性，測試性的好壞直接影響了裝備性能的高低以及在使用過程中發(fā)生故障時(shí)檢測時(shí)間的長短。改善測試性是改進(jìn)電子裝備系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高性能，簡化維修保障工作和提高效費(fèi)比的最有效途徑。在對裝備質(zhì)量進(jìn)行考核時(shí)，測試性指標(biāo)是很重要的方面。目前，對測試性的驗(yàn)證評估缺乏科學(xué)有效的措施和方法，還沒有統(tǒng)一的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。本文分析現(xiàn)有的測試性驗(yàn)證評估方法，使用更加合理的超幾何分布法。該方法不僅需要的樣本量較少，而且準(zhǔn)確率更高，縮短了時(shí)間，是一種更為有效的方法。根據(jù)這一理論方法指導(dǎo)，使用更人性化的LabWindows／CVI編程語言，進(jìn)行界面設(shè)計(jì)和編程實(shí)現(xiàn)，將其應(yīng)用到工程實(shí)踐中去。

1 測試性驗(yàn)證及指標(biāo)
1．1 測試性驗(yàn)證
測試性這一術(shù)語是1975年首先由F．Liour等人在《設(shè)備自動(dòng)測試設(shè)計(jì)》一文提出的，隨后相繼用于診斷電路設(shè)計(jì)及研究等各個(gè)領(lǐng)域。測試性是指能及時(shí)準(zhǔn)確地確定其狀態(tài)(可工作、不可工作或性能降低)并隔離其內(nèi)部故障的一種設(shè)計(jì)特性。對裝備戰(zhàn)備完好性、任務(wù)成功性、壽命周期及維修人力具有顯著的影響。在系統(tǒng)研制的不同階段應(yīng)分別實(shí)施測試性分析、設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，保證系統(tǒng)具有所要求的測試性。由于現(xiàn)有的裝備大部分未展開測試性設(shè)計(jì)及驗(yàn)證，而且設(shè)計(jì)之前也沒有考慮測試性問題，所以測試性較差，發(fā)生故障時(shí)所需要的檢測時(shí)間太長，檢測準(zhǔn)確率較低。因此，應(yīng)更加注意裝備在研制之前的測試性設(shè)計(jì)，將合適的測試性設(shè)計(jì)方案應(yīng)用于每個(gè)系統(tǒng)或設(shè)備的初步設(shè)計(jì)中，對選用的測試性設(shè)計(jì)方案進(jìn)行定性分析和評價(jià)，保證能達(dá)到所要求的測試性水平。為確定裝備是否滿足規(guī)定的測試性要求，需要對測試性進(jìn)行驗(yàn)證。檢驗(yàn)其測試性是否合乎要求，掌握裝備檢查發(fā)現(xiàn)異常的能力、檢測和隔離故障的能力以及用于預(yù)計(jì)測試性指標(biāo)模型的有效性等。
1．2 測試性指標(biāo)
對測試性進(jìn)行驗(yàn)證，要明確驗(yàn)證的要求和內(nèi)容。測試性定量指標(biāo)主要有故障檢測率(Fault Detection Rate，F(xiàn)DR)、故障隔離率(Fault Isolation Rate，F(xiàn)IR)和虛警率(False Alarm Rate，F(xiàn)AR)。
(1)故障檢測率(FDR)：一般定義是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，通過給定測點(diǎn)能夠在規(guī)定工作時(shí)間T內(nèi)正確檢測到故障數(shù)ND與規(guī)定工作時(shí)間T內(nèi)發(fā)生故障總數(shù)NT之比，用百分?jǐn)?shù)表示。數(shù)學(xué)公式為：

(2)故障隔離率(FIR)：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，通過電路所提供的測點(diǎn)能夠在規(guī)定條件下用規(guī)定方法使正確隔離刀小于等于L個(gè)可更換單元的故障數(shù)NL與同一時(shí)間內(nèi)檢測到的故障數(shù)ND之比，用百分?jǐn)?shù)表示。數(shù)學(xué)公式為：

(3)虛警率(FAR)：規(guī)定工作時(shí)間內(nèi)，發(fā)生虛警數(shù)NFA與同一時(shí)間內(nèi)的故障檢測總數(shù)之比，當(dāng)通過測點(diǎn)檢測到被測單元有故障，而實(shí)際上該單元沒有發(fā)生故障。數(shù)學(xué)公式為：

式中：NF為真實(shí)故障檢測數(shù)。由于虛警率的產(chǎn)生因素較多，包括電路本身、環(huán)境因素、人為因素等。所以在進(jìn)行測試驗(yàn)證時(shí)，通常采用故障檢測率和故障隔離率。