GPTS3.0在综合测试诊断系统中的应用

摘 要：针对综合测试诊断系统(CTDS)测试软件平台发展的新要求,提出了采用GPTS3.0 测
试软件平台。并以某型角位移传感器为例，具体地描述了GPTS3.0 在CTDS 中开发UUT 自
动测试系统的方法，给出了利用GPTS3.0 在CTDS 中开发UUT 自动测试系统的流程。实际
应用表明，GPTS3.0 能够达到CTDS 测试软件平台的新要求。
关键字：GPTS3.0；测试系统；软件结构；ATLAS；可交换虚拟仪器

Application of theGPTS3.0 in Comprehensive
Test and Diagnosis System
WANG Xin QU Jian-ling YU Jian-li GAO Feng
(Naval Aeronautical Engineering Institute Qingdao Branch, China, 266041)
Abstract: GPTS3.0 is proposed to meet the requirements with the developing of test software
platform of comprehensive test and diagnosis system in the paper. Then the paper takes a kind of
angle displacement sensor for example, by which the ways of GPTS3.0 to develop a UUT’s
automatics test system are described. The development flow using GPTS3.0 of a UUT’s
automatics test system in CTDS is given meanwhile. It proves that GPTS3.0 can fulfill the needs
for software platform of CTDS in the usage.
Keywords: GPTS3.0; test system; software architecture; ATLAS; IVI
1 前言
以计算机为核心，在程序控制下，自动完成特定测试任务的仪器系统称为自动测试系统
（Automatic Test System，ATS）。ATS 由20 世纪50 年代美国开展SETE（Special Electronic Test
Equipment）计划产生，它是一种最初用于解决麻烦的重复测试、相对简单且用途专一的电
子测试系统。伴随着计算机技术的突飞猛进和虚拟仪器技术理念的提出，它已发展成为综合
利用各种先进的计算机硬件、测试仪器、模拟器等资源，融合了智能模块，对被测单元（Unit
Under Test，UUT）进行测试、监控和故障诊断的通用化、开放性的综合测试诊断系统
（Comprehensive Test and Diagnosis System，CTDS）。
面对 CTDS 测试程序集（Test Program Set，TPS）的通用化、开放性、更高的诊断能力
的要求，先进的测试程序开发平台一般采用全系统简明测试语言（Abbreviated Test Language
for All Systems，ATLAS）开发测试程序，并且利用专门平台方便地描述系统配置、适配器
连线表、虚拟资源等，甚至考虑整个CTDS 的全寿命维护。目前国内所使用的美国TYX 公
司开发的PAWS 系统虽然具备以上功能，但它的易用性和灵活性比较差，而且PAWS 软件
价格昂贵，很不适合我国国情。GPTS 软件平台可以较好地解决以上问题，该平台3.0 版已
在某型飞机ATE 中得到应用，取得了不错的效果[1]。
2 综合测试诊断系统概述
2.1 CTDS 的功能与结构
综合测试诊断系统是二级维护工具。以飞机维护为例，就是飞机修理厂使用的维护工具。

飞机外场拆卸下来的设备称为外场可更换单元（Line Replace Unit，LRU）。CTDS 的作用就
是对LRU 进行性能检测和故障诊断，并把故障定位到修理厂可以更换的内场可更换单元
（Shop Replace Line，SRU）以及电路板级。系统通常分为两部分：通用系统平台——综合
测试诊断设备（Comprehensive Test and Diagnosis Equipment，CTDE）和针对特定UUT 的
TPS。本文为更好说明GPTS 的应用，在逻辑上将CTDS 分为硬件部分和软件部分。具体逻
辑结构图如图1 所示。

图1 功能结构图[p]

图1 虚线框内是CTDS 的硬件部分，系统总线采用VXI 或GPIB 总线；虚线框外是CTDS
的软件部分，箭头所指为数据流向。在CTDS 中，对于硬件部分的系统描述都由GPTS 来完
成。
2.2 CTDS 的软件平台要求
1.开放性。采用面向信号的测试程序语言编写测试程序，使测试与具体硬件完全剥离，
并且具有较好的可读性。
2.通用性。对于系统功能、仪器驱动、信号类型等的开发和规划，在满足测试需求的前
提下，尽量保证系统整体上的通用性。如果有现成的货架产品（Commercials Off the Shelf，
COTS），则优先采用COTS。
3.模块化。系统管理、测试程序开发、故障诊断、数据库、联机帮助层次鲜明，既便于
使用，又利于测试数据、测试信息、诊断信息的共享。
4.可移植性。系统配置和仪器驱动必须符合某一标准规范，以保证CTDS 更换硬件，而
不必重新开发软件，只须进行相应设置即可。
5.多功能。检测结果有多种输出方式；在性能检测的基础上，能够快速准确地进行故障
诊断，并进行有效地故障定位，还可更新诊断知识。文献[2]介绍了几种故障诊断技术，取
得不错效果。
3 开放、通用、简便的GPTS3.0
3.1 简介

GPTS（General Purpose Test System）即通用自动测试平台软件，其基本目的是构造一
个软件系统，完成测试仪器的管理，信号的产生、测试，测试程序运行控制，测试结果的处
理、保存等所有测试系统都必须完成的基本工作。
GPTS 软件平台是国内唯一使用的可互换虚拟仪器（Interchangeable Virtual Instruments，
IVI）技术的软件平台，具有国际先进水平[1]。它由测试系统开发环境及测试程序运行环境
组成。GPTS 开发环境的主要功能是在一个统一的软件环境下集成、维护自动测试系统，开
发、调试测试程序，建立故障诊断知识库。测试程序运行环境的功能是提供最终用户一个统
一的用户界面，控制测试程序运行、显示，打印测试结果，使用软面板控制测试仪器。
3.2 GPTS3.0 技术特点
3.2.1 通用性
GPTS3.0 采用面向信号的ATLAS 语言描述测试需求，它既不针对任何特定的应用领域，
也不针对特定的设备类型。
3.2.2 开放性
GPTS3.0 在应用程序层采用标准ATLAS716，任何满足标准ATLAS716－1995 语法的测
试程序都能在GPTS3.0 上正常编译。开放的信号库可由用户任意扩充。底层驱动则同时支
持IVI-COM 和IVI-C，完全开放的底层驱动程序接口及系统连线表使用户可以完全自主地
集成测试系统。另外GPTS3.0 的动态菜单使用户可以根据实际需求增加或替换界面功能。
3.2.3 TPS 的系统无关性
GPTS3.0 采用动态仪器绑定技术，使测试程序与系统所使用的总线及仪器无关，从而实
现了仪器的互换。
3.2.4 可维护性
GPTS3.0 本身是商品化软件，其功能升级和缺陷修复都按照商品化软件流行的方式进
行。GPTS3.0 的所有软件模块都采用组件技术实现，它既可以根据用户需求对软件进行灵活
组态，也大大提高了软件的可维护性。在GPTS3.0 上开发的测试程序是标准的ATLAS，其
良好的可读性确保了TPS 的可维护性。
4 GPTS3.0 在CTDS 中的具体应用示例
4.1 UUT 简介
限于篇幅，本文取一简单仪器为UUT 为例详细介绍GPTS3.0 的应用方法。该UUT 为
某角位移传感器，用来测量偏角，其输出为0～5V 直流模拟量信号，其电源为5VDC。工
作原理为将机械角位移转换成传感器的滑臂（电刷）在电位计上的转动，从而输出一个与偏
角成比例的电压信号。简化的原理图如图2 所示。

图2 角位移传感器简化原理图
4.2 具体应用
第一步，测试需求分析。画出测试原理图,写出测试需求说明书，交由专家组审核批准
方可生效。[p]