搭建多功能、可持续且兼容范围广的测试解决方案，为仪器仪表和其他航空电子设备提供各种武器系统支持

作者：

Paul Pankratz - CACI
David Finnie - CACI

CACI是谁？

CACI向情报、国防和联邦公民机构客户提供信息解决方案和服务，为国家安全任务和政府转型提供支持。CACI在财富1000强公司和罗素2000指数中占据一席之地，为全球120多个办事处的约14,900名员工提供充满活力的工作机会。

决策过程

CACI决定开发一个测试系统，不仅要满足DoD近期的需求，也要满足他们未来的需求。我们的目标是打造一个能够长期持续为武器系统提供支持的测试平台。此外，平台设计要基于商用解决方案，不含专用硬件，使最终用户能够自行维护系统硬件，而无需再次联系CACI寻求支持。

CACI首先考察了可能适合的硬件解决方案并分析了其生命周期中特定时间点使用的各种技术，意在选择一种已投入使用足够长时间的技术，以确保技术的成熟度，但这项技术还要处在其生命周期的较早阶段，以确保在未来很多年内仍可以使用。

在了解了市场上可能适合的解决方案后，CACI决定使用我们基于PXI架构的解决方案，因为该技术具有以下关键特性：

• 占用空间： CACI希望淘汰的许多传统测试系统都位于工作台上。为了尽量减少对车间的影响，开发一种放置在工作台上的测试系统来代替传统系统是关键。
• 丰富的供应商选择： 由于卓越的仪器开发公司均采用PXI架构，在设计测试系统时有众多的仪器可供选择。
• 物超所值： CACI还意识到，维护车间预算紧张，他们需要在满足或超出传统系统测试需求的同时控制成本。因此，CACI致力于提供功能强大同时成本又低的解决方案。要真正控制成本，不仅需要注意采购价格，还应考虑建立长期支持所需的成本，包括备件和设备以及持续维护和校准系统的人工成本。

做出采用PXI组成结构的决定后，CACI接下来将重点放在了仪器选择上。PXI的优势之一是可以从多个供应商处选择各种仪器来满足特定需求。我们按照流程，为要重新托管的一组初始终端产品确立了激励和响应要求。除了评估供应商的仪器功能和成本外，CACI还考虑了供应商的某些特质，包括他们如何回应用户问题以及他们在行业内的声誉等。

在对我们进行分析和市场调查后，CACI根据我们的测试要求和其优越的性价比，决定使用NI技术来构建大部分测试解决方案，让我们来控制单位成本。NI交货时间也较短，不会因为等待仪器发货造成长时间延迟，使我们的原型开发受到影响。

原始台式测试解决方案支持的仪器较少，我们最初便是根据此特点为其命名，但后来我们和我们的客户开始意识到此测试系统可以服务于更广泛的终端产品，因此将其更名为通用台式自动测试装置(CBATS)。

迄今为止，CACI已经开发了两种CBATS型号：101和201。CBATS 101是最初的低成本解决方案，在二者中尺寸较小，基于8插槽PXI机箱而构建。CBATS 201在两个系统中尺寸较大，基于18插槽PXI机箱构建，具有更强大的测试和测量功能。

CBATS 201使用PXI-2532开关矩阵作为管道，将各种I/O信号路由到测量仪器（PXI-6221和PXI-4072）中。此外，我们整合了三个PXI-2568单刀单掷(SPST)继电器模块，将内部电源和信号资源路由到外部接口，并提供用户定义的开关功能。PXI-5122数字化仪与两个TEGAM 4040A放大器模块结合使用，以对峰值电压高达100 V的信号进行高速分析。PXI-7852R现场可编程门阵列(FPGA)模块是一个软件可配置的设备，用于创建任意波形和锁相信号，以及异步捕获和分析数据。

软件工具

在CACI开始评估用于开发系统软件组件和测试应用程序的理想工具时，我们需要遵循一套特定的标准。我们希望尽可能利用我们当前员工的知识，确保所选工具能够无缝协同工作。最后，我们希望选择能够快速高效地生成所需应用程序的工具。

CACI为系统软件组件选择了NI LabWindows™/CVI。为了将硬件与测试应用程序隔离开来，CACI创建了一个硬件抽象层。这种方法可确保在仪器报废并必须更换时充分减少对测试应用程序的影响。LabWindows/CVI能够提供所需的功能，CACI对此感到非常满意，并且由于设计中包含了许多NI仪器，CACI相信软件和硬件也可以很好地集成在一起。如遇到集成问题，我们只需与一个供应商交涉即可解决。

CACI在CBATS上完成的许多早期测试程序集(TPS)软件应用程序支持飞行舱显示控件。这些系统的测试和诊断的关键一环需要维护技术人员在将模拟飞机信号注入设备时对正确响应进行目视验证。考虑到测试的可视性和操作员的参与，CACI选择了NI LabVIEW图形开发环境来开发CBATS上的第一组TPS。这些终端产品通常不需要收集参数数据，大多数测试标准都是简单的通过/失败或通过/不通过两种结果。采用LabVIEW的一个额外好处是，相对于传统编程语言，TPS的开发时间大幅缩短了。

随着重新托管的TPS类型不断变化，我们开始为需要很少或不需要操作员交互的航空电子设备开发TPS。这些TPS通常由一系列测试组成，这些测试会对设备施加激励并测量预期响应。对于这种类型的TPS，CACI选择了NI TestStand，因为它可助我们从头开始快速开发新的TPS。在我们使用NI TestStand创建TPS的TPS开发初期，CACI成功开发了一个重要的测试功能，并在约三个月后将其用于现场测试系统。除了快速开发TPS之外，NI TestStand还提供了几个重要的功能，例如捕获参数数据以支持创建测试数据表。NI TestStand还与LabVIEW和LabWindows/CVI无缝集成，因此我们可以直接调用使用这些工具开发的软件，而不会遇到任何问题。 

CACI继续将这三种软件产品与CBATS结合使用。通常，我们会根据待测项目的类型来确定是使用LabVIEW、LabWindows/CVI还是NI TestStand。一般的原则是，如果操作员对测试而言不可或缺，例如需要视觉反馈或调整时，CACI会选择使用LabVIEW。如果终端产品需要一组已定义的电气输入并生成可收集在数据表中的可测量输出，并且测试需要的操作员输入较少时，CACI会选择单独使用NI TestStand，或将其与LabWindows/CVI或LabVIEW结合使用。

结论​

CACI意识到需要为维护车间开发一种灵活且价格合理的测试系统，以取代不再受支持的传统测试系统，而且这种需求越发紧迫。结果：CBATS现在已成为适用于许多DoD台式应用的主流测试解决方案，价格极具优势。其他优势还包括这些仪器对大量终端产品通用。到目前为止，CBATS 101或CBATS 201已经取代了数十种涵盖数百个不同零件的测试系统。作为经认可的DoD标准测试系统系列(FOT)产品，CBATS可能会持续替换传统测试系统，并为满足新的测试需求奠定基础。

CACI基于与NI的合作关系及其产品质量，选择了多种NI仪器作为其CBATS测试系统的核心。而且我们知道，如果出现问题，NI工程师将随时为我们提供帮助。CACI与NI相互信赖，共同开发经济实惠且高质量的可持续测试解决方案。

LabWindows标志经Microsoft公司授权使用。Windows是Microsoft公司在美国和其他国家和地区的注册商标。

作者信息：

Paul Pankratz
CACI
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