CN110096046A - 测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测试装置(1)，其用于测试传感器(2)和/或执行器以及控制装置(3)，该测试装置包括用于与至少一个传感器(2)和/或执行器以及至少一个控制装置连接的模拟接口(4)，用于与上级控制设备(13)连接的数字接口(5)和用于与传感器(2)和/或执行器、控制装置(3)和上级控制设备(13)进行信号交换的控制单元(6)，控制单元设置用于：可选地在至少一个传感器和/或执行器与模拟接口连接时模拟控制装置的特性，在至少一个控制装置与模拟接口连接时模拟至少一个传感器和/或执行器的特性，以及记录至少一个传感器(2)和/或执行器与上级控制设备(13)之间的通信，上级控制设备模拟控制装置。

Description

测试装置
技术领域
本发明涉及一种测试装置，该测试装置用于对传感器和/或执行器以及控制装置进行测试。尤其借助该测试装置能够实现，根据期望的应用情况来模拟传感器、执行器或控制装置。
背景技术
由现有技术已知如下电子***：所述电子***包括传感器、执行器和控制装置。例如在车辆中经常使用具有超声传感器和所属控制装置的间距测量***。如果要由传感器检测、预处理大量数据并且将所述大量数据实时地传输给控制装置，则为此通常在传感器中使用专用集成电路(ASIC)并且必要时在控制装置中使用另一专用集成电路。这种专用集成电路具有小的结构尺寸并且可以大批量地价格低廉地制造。相反，专用集成电路的开发是开销大的并且因此仅值得用于大批量生产。
专用集成电路可以在现场可编程门阵列(FPGA)中进行仿真。所述FPGA因此特别适用于构造传感器模拟器，因为可以通过软件更新或硬件变化来改变专用集成电路。此外，对于传感器模拟器来说，还需要实现用于通过计算机接口进行控制的功能。这在硬件相关的ASIC描述语言中开销非常大。相反，与微处理器的组合使得能够将更高级的编程语言用于控制计算机和与计算机的通信。具有集成微处理器的FPGA为快速的内部数据交换提供了优势。
对于高度集成的电子构件(例如FPGA、微控制器及其组合)而言，可使用测试电路板。这些测试电路板除了待检测的构件以外还包含不同的接口，所述接口用于操控、输入和输出。只要目标硬件尚不可用，则将测试电路板用于开发电子***。在此通常省去壳体，以便确保容易接触到尤其用于测量信号的电子器件。但是测试电路板也可以是原型或产品的组成部分。然而在这种情况下，需要另外的部件(例如尤其壳体、操作接口、存储器等)来实现装置架构。测试电路板对于电的、机械的和热效应的稳健性较差。
同样地，由现有技术已知单板机(Einplatinencomputer)。在对实时功能的要求较低的情况下，可以在电路板上使用微型化计算机，以便操控传感器和执行器。这种单板机使用具有简化功能范围的标准运行***。因此，不能将单板机用于具有高可靠性要求的工业应用。整个***需要另外的硬件部件。对于复杂传感器而言，作为传感器模拟器的使用方案是不可行的。
此外，现有技术已知通用的控制装置，该控制装置能够借助不同的接口来操控不同的传感器或执行器。对于小批量而言，可以配置控制单元而无需高昂的开发成本。然而在此由于不存在FPGA，所以实时关键性***只能非常受限地实现。作为传感器模拟器的使用方案是不可行的。
由现有技术尤其已知作为基于软件的模拟器的传感器模拟器。为此尤其使用计算机程序，所述计算机程序将数字传感器信号提供用于另一程序中的进一步处理。在传统计算机上，只能非常受限地对实时关键性***进行模拟。因此，与物理控制装置的连接是非常受限的。
此外，传感器与控制装置之间的模拟接口大多实施成电压接口。电平、波特率和协议个体化地协调于传感器和待传输的数据。因此，传感器模拟器只能用于一种传感器类型或一个传感器系列。传感器模拟器通常无法直接在市场上获得，而是必须被个体化地制造。可用的装置通常基于微控制器架构并且因此仅受限地适用于对实时关键性***的模拟。
发明内容
根据本发明的测试装置能够实现大量应用。尤其能够实现实时功能。此外，该测试装置不仅可以模拟传感器和/或执行器的特性，而且也可以操控传感器和/或执行器。因此，该测试装置具有非常高的适配能力，而不必削减对相应工业领域中常见的单个装置的已知和必要要求的满足程度。
用于测试传感器、执行器和(用于传感器和/或执行器的)控制装置的测试装置包括：模拟接口、数字接口和控制单元。模拟接口用于与传感器和/或执行器以及控制装置连接。数字接口用于与上级控制设备连接。上级控制设备尤其可以是电子数据处理设备，特别有利地是个人计算机(PC)。在本发明的范畴内，“连接”始终应理解为：应在用于进行数据交换的通信意义上建立的连接。因此，通过模拟接口可以交换模拟信号，而通过数字接口可以交换数字信号。控制单元设置用于与传感器和/或执行器、控制装置以及上级控制设备进行信号交换。此外，控制单元设置用于以可选的方式实施如下功能中的一个：一方面，可以通过控制单元对控制装置的特性进行模拟，尤其在至少一个传感器和/或执行器与模拟接口连接时执行这一点。同样，在至少一个控制装置与模拟接口连接时，可以通过控制单元对至少一个传感器和/或执行器的特性进行模拟。最后，可以记录至少一个传感器和/或执行器与上级控制单元之间的通信，所述传感器和/或执行器与模拟接口连接，所述上级控制单元与数字接口连接。在此，上级控制单元包括对控制装置的模拟。因此，可以通过测试装置来检测和记录由所模拟的控制装置传输给现有传感器和/或执行器以及由传感器和/或执行器传输给所模拟的控制装置的数据。此外可以改变数据。这例如可以用于对数据传输错误的模拟。
取决于应用情况，测试装置要么允许对传感器和/或执行器进行模拟，以便测试控制装置，要么允许对控制装置进行模拟，以便测试传感器和/或执行器。同样地，测试装置允许执行所谓的软件在环测试，在该软件在环测试中，在计算机中对控制装置进行模拟，其中，可以通过测试装置将所模拟的控制装置的输出输出给物理的传感器和/或执行器。由此，可以在现实条件下实施软件在环测试，其中，测试装置用于记录整个通信。因此，测试装置能够非常通用地被更换并且能够安全、可靠地测试不同部件。
在下文中描述本发明的优选扩展方案。
模拟接口优选包括模拟单元，其中，模拟单元具有用于电压信号的电平转换器。所述电压信号尤其来自与模拟接口连接的控制装置。同样地，模拟单元具有用于至少一个传感器和/或执行器(尤其多个传感器和/或执行器)的电流信号的电平转换器，其中，每个传感器和/或执行器由控制单元所模拟。最后，模拟单元包括对这些所模拟的传感器和/或执行器的负载模拟，所述传感器和/或执行器由与模拟接口连接的控制装置实时地操控。因此，模拟单元能够实现简单且开销少地执行控制装置的测试。控制装置尤其是用于车辆的控制装置，并且该控制装置可以在实际条件下在其工作能力方面被测试。为此，通过控制单元来模拟所操控的传感器和/或执行器的特性，从而控制装置可以如所设置的实际应用中那样被使用。也可以模拟有缺陷的传感器和/或执行器的错误图像，这使得能够在发生错误情况下检查控制装置的特性。
此外，模拟接口有利地具有验证单元。该验证单元包括用于控制装置的电压信号的电平转换器，其中，控制装置由测试装置的控制单元所模拟。此外，验证单元包括用于与模拟接口连接的至少一个传感器和/或执行器的电流信号的电平转换器。附加地，验证单元包括至少一个传感器和/或执行器的电压供给。因此能够实现将传感器和/或执行器连接到测试装置上，其中，这些传感器和/或执行器由借助测试装置所模拟的控制装置来运行。因此，类似于所设置的应用情况地操控传感器和/或执行器。这尤其能够实现对传感器和/或执行器的测试以及质量检查。也可以检查和分析有缺陷的传感器和/或执行器的错误图像。
特别有利地，验证单元包括过电压保护电路。该过电压保护电路用于保护测试装置。例如可以对传感器和/或执行器连接到测试装置的模拟接口上时的放电进行补偿。因此，尤其在生产环境中实现安全且可靠的操纵。
特别有利地，验证单元包括实时时钟。这能够实现提供时间戳。因此，尤其能够在自主运行中(在不连接到上级控制设备上的情况下)精确地分析所记录的数据。
特别有利地，验证单元包括温度传感器和/或湿度传感器和/或蒸汽压力传感器。因此，可以根据环境条件来解读所连接的传感器和/或执行器的信号。
特别有利地，验证单元在至少一个方向上包括位置传感器和/或加速度传感器。因此，可以根据位置和/或运动来解读所连接的传感器和/或执行器的信号。
特别有利地，验证单元包括用于分析处理至少一个所连接的参考传感器的信号的单元，该单元检测所连接的传感器的测量参量和/或所连接的执行器的行为。因此，可以验证所连接的传感器和/或执行器的正确功能。
这例如可以用于超声传感器的生产中的质量控制。在检查装置中，超声传感器由验证单元激发用于参考测量。声波到达麦克风上，该麦克风作为参考障碍物反射声波并且同时作为参考传感器测量声波。所反射的声波由超声传感器所接收并且通过测试装置的模拟接口返回到验证单元上。麦克风同样通过测试装置的模拟接口与验证单元连接。在分析处理单元的放大电路中处理麦克风信号，并且将所述麦克风信号提供作为控制单元的参考信号。
此外，模拟接口优选具有传感器/执行器连接单元，所述传感器/执行器连接单元用于与传感器和/或执行器连接。该传感器/执行器连接单元包括用于控制装置的电压信号的电平转换器，其中，控制装置由上级控制设备所模拟，该上级控制设备借助数字接口与测试装置连接。此外，传感器/执行器连接单元具有用于如下电流信号的电平转换器：所述电流信号由与模拟接口连接的至少一个传感器和/或执行器发出。最后，传感器/执行器连接单元具有至少一个传感器和/或执行器的电压供给。因此能够实现执行软件在环测试，其方式是：在上级控制设备(该上级控制设备尤其是电子数据处理设备)与传感器和/或执行器之间提供接口。
此外，该模拟接口有利地具有线缆束测试单元。该线缆束测试单元包括用于如下装置的电压信号的电平转换器：该设备要么由控制单元所模拟、要么由与数字接口连接的上级控制设备所模拟。此外，线缆束测试单元包括电平转换器以及电压供给，该电平转换器用于与模拟接口连接的至少一个传感器和/或执行器的电流信号，该电压供给是至少一个传感器和/或执行器的电压供给。最后，线缆束测试单元优选包括测量设备，该测量设备用于求取电流信号的和电压信号的电特性。以这种方式，尤其能够推断出控制装置与传感器和/或执行器之间的线缆束的电特性。为此，有利地，该线缆束与测试装置连接而不是与控制装置连接。
此外，模拟接口有利地具有日志单元(Loggingeinheit)。该日志单元包括如下电路：该电路将模拟接口的不同的输入端或输出端彼此连接。因此能够实现将控制装置以及至少一个传感器和/或执行器连接在模拟接口上，这些通过日志单元彼此连接。此外，日志单元包括如下电路：该电路用于耦合输出并且尤其用于记录控制装置与所连接的传感器和/或执行器之间的信号。此外，该日志单元包括用于由所连接的控制装置的耦合输出的电压信号的电平转换器以及用于至少一个所连接的传感器和/或执行器的电流信号的另一电平转换器。
这尤其能够实现：对控制装置与传感器和/或执行器之间的通信进行监测。
特别有利地，日志单元包括用于测量所连接的传感器和/或执行器和/或信号线路的电压供给的电特性的单元。
优选地，模拟接口具有插接连接，该插接连接用于至少一个传感器和/或执行器的以及控制装置的物理接线。在此设置，模拟单元、验证单元、传感器/执行器连接单元和线缆束测试单元构造成单独的元件。这些单独的元件尤其是单独的插接卡，为了进行数据传输，所述插接卡能够被引入到插接连接与控制单元之间。因此，通过能够将模拟单元、验证单元、传感器/执行器连接单元和线缆束测试单元引入到插接接线端与控制单元之间，可以简单且开销较少地将测试装置配置用于所设置的应用情况。因此，不必始终保留所有的应用情况，而是始终使用那些对于当前应用情况而言所需的功能。因此，因为部件的数量最小，所以测试装置对于影响具有高稳健性。
优选地，数字接口具有用于与上级控制设备连接的恰好一个连接接线端。控制设备尤其是电子数据处理设备。因此确保，由于只存在一个连接接线端，所以测试装置与上级控制设备之间的连接对于干扰是非常稳健的。
特别优选地，数字接口具有针对每个不同的标准(应根据该标准来进行数据传输)的单独的适配器，该适配器包含连接接线端。因此，每个连接接线端以可选的方式根据不同的标准实施。连接接线端尤其可以是USB接线端或CAN接线端或以太网接线端或RS-232接线端或IEEE-802.11接线端或IEEE802.15.1接线端或RS-485接线端。在数字接口与上级控制设备之间的连接构型中也可能存在其他标准，其中，在此也分别提供单独的适配器。数字接口具有如下优点：上级控制设备的连接仅需实施一次并且随后能够用于大量不同的测试应用。因此，通过灵活地使用测试装置，可以将用于开发传感器和/或执行器和所属控制装置的开发开销最小化。
有利地，该测试装置具有显示设备，该显示设备用于显示通过控制单元生成的信息。此外，该测试装置具有输入设备，该输入设备用于将指令输入到控制单元上。因此，测试装置也能够独立使用，而不必从外部(尤其通过上级控制设备)来实现控制。
特别有利地，测试装置具有壳体，其中，测试装置的所有部件布置在该壳体内。因此，测试装置对于外部影响是稳健的。
附图说明
在下文中参照附图详细地描述本发明的实施例。在附图中：
图1示出根据本发明的一种实施例的测试装置的示意图。
具体实施方式
图1示意性示出根据本发明的一种实施例的测试装置1。测试装置1包括控制单元6，其中，控制单元6构造成具有集成微控制器的FPGA。控制单元6用于操控模拟接口4以及数字接口5。上级控制设备13(尤其电子数据处理设备)能够通过数字接口5与测试装置1连接。传感器2和/或执行器以及控制装置3能够通过模拟接口4连接，其中，借助控制装置3能够在不使用测试装置1的情况下根据其所设置的功能操控传感器2和/或执行器。
此外，测试装置1包括电压供给18，以便给测试装置1的部件提供电能。通过包括显示设备15和输入设备16的用户接口17，能够实现由用户的输入以及对用户的输出。最后，存在数据载体接线端19，该数据载体接线端尤其用于连接SD卡，以便一方面存储固件和配置文件、另一方面存储日志数据。
此外，特别有利地存在RAM存储器21。RAM存储器21尤其用于存储用于运行测试装置1的固件。因此尤其能够实现：在启动测试装置1时，通过数据载体接线端19将固件从数据载体(例如SD卡)加载到RAM存储器21中。这能够实现：简单地且开销少地使用期望应用情况所需的固件。因此，仅须将具有期望固件的数据载体与数据载体接线端19耦合。通过将固件加载到RAM存储器21中，控制单元6可以快速且可靠地访问固件。RAM存储器尤其在测试装置1关断的情况下被擦除或释放。
模拟接口4和数字接口5具有能够更换的部件，以便可以实现不同的功能。所有这些功能有利地在控制单元6中实现或者存储在能够连接在数据载体接线端19上的数据载体中。以这种方式，提供测试装置1的大量不同的应用可能性。
优选地，数字接口5具有单独的适配器14。通过适配器14提供连接接线端12，通过该连接接线端能够实现与上级控制设备13的连接。在此设置，数字接口5具有恰好一个主动适配器14，其中，适配器14包括恰好一个连接接线端12。设置，测试装置1包括大量适配器14，其中，根据应用情况，使用那些具有期望连接接线端12的适配器14。这尤其通过如下方式来实现：数字接口具有插口，分别待使用的适配器14能够被***到该插口中。因此能够提供具有不同标准的连接接线端12。取决于期望标准，将相应的适配器14与数字接口5结合使用。适配器尤其可以具有USB接线端或CAN接线端或以太网接线端或RS-232接线端或IEEE802.11接线端或IEEE802.15.1接线端或RS-485接线端作为连接接线端12。
通过数字接口5能够实现控制单元6与上级控制设备13之间的数字信号传输。以这种方式，尤其能够将控制指令从上级控制设备13传输给控制单元6。同样能够实现，借助上级控制设备13执行软件在环测试，在该软件在环测试中，由借助上级控制设备13所模拟的控制装置3来操控传感器2和/或执行器，所述传感器和/或执行器通过模拟接口4与测试装置1连接。在这种情况下，只有传感器2和/或执行器与用于数据传输的模拟接口4连接。
模拟接口4优选具有插接连接11，该插接连接用于将至少一个传感器2和/或执行器以及至少一个控制装置3连接。在此尤其设置，可以要么将多个传感器2和/或执行器、要么将一个控制装置3同时连接到模拟接口4上并且因此连接到插接连接11上。在插接连接11与控制单元6之间能够引入附加的元件。这意味着，信号在从插接连接11延伸至控制单元6以及返回时，必须始终延伸通过所述附加的元件。分别如之前所描述的那样，该附加的元件尤其涉及模拟单元7、验证单元8、传感器/执行器连接单元9、和/或线缆束测试单元10。特别优选地，如此实现插接连接11与控制单元6之间的安装：模拟接口4具有两个插接连接，其中，这些插接连接中的一个与插接连接11连接，并且另一个与控制单元6连接。尤其机械地并且在信号技术上通过之前描述的单元将这两个插接连接连接，从而模拟接口4可以以可选的方式承担不同的任务。
模拟单元7用于对传感器2和/或执行器进行模拟。因此，借助插接连接11，控制装置3能够与测试装置1连接。例如能够借助模拟单元7模拟直至16个传感器2和/或执行器。这意味着，控制单元6将如下信号输出给模拟单元7：所述信号由模拟单元7转换成通常由传感器2和/或执行器发出的信号。相同的情况适用于相反的方向，在该方向中，模拟单元7从控制装置3接收信号并且将其传递给控制单元6。为此，模拟单元7具有用于与模拟接口4连接的控制装置3的电压信号的电平转换器以及用于由控制单元6所模拟的至少一个传感器2和/或执行器的电流信号的电平转换器。此外，模拟单元7具有负载模拟，借助该负载模拟对传感器馈电线路和/或执行器馈电线路的负载进行模拟，该负载通常从控制装置3延伸至每个传感器2和/或执行器。针对有源的传感器2和/或执行器进行负载模拟，其中，有源的传感器2和/或执行器理解为如下传感器2和/或执行器：所述传感器和/或执行器当前由控制装置3操控。
由此，借助模拟单元7能够执行控制装置3的测试。控制装置3例如可以是用于超声传感器的控制装置，从而可以借助模拟单元7测试用于车辆的泊车***和操作辅助***的控制装置。因此，有利地，可以以简单的方式和方法实施软件测试和***测试。
验证单元8尤其用于对控制装置3进行模拟。借助验证单元8，可以在不同的运行类型中、在可变的环境条件下操控传感器2和/或执行器(例如超声传感器)。为此，大量传感器2和/或执行器借助模拟接口4的插接连接11与测试装置1连接。控制装置3由测试装置1的控制单元6所模拟。因此，验证单元8用于将控制单元6的信号转换成如下信号：控制装置3通常直接将所述信号输出给传感器2和/或执行器。同样地，验证单元8用于将由传感器2和/或执行器所接收的信号传递给控制单元6。
为此，验证单元8包括用于由控制单元6模拟的控制装置3的电压信号的电平转换器以及用于与模拟接口4连接的至少一个传感器2和/或执行器的电流信号的电平转换器。此外，验证单元8包括传感器2和/或执行器的电压供给，所述传感器和/或执行器借助插接连接11与模拟接口4连接。有利地，验证单元8也可以具有过电压保护电路，以便因此确保过电压保护。
如果(如在之前示例中那样)要借助测试装置3来测试超声传感器***，则可以将超声传感器连接到测试装置1上，以便因此可以执行超声传感器的测试和质量检查。尤其也可以在安装到车辆中的最终位置中之后测试超声传感器的终端检查(Bandende-Prüfung)。
此外，验证单元8有利地包括用于温度传感器的输入信号和输出信号的电平转换器。同样地，优选设置实时时钟，以便产生时间戳。因此还可以记录设有时间戳的数据，其中，同样在测量期间已知温度。因此可以全面地记录数据并且将其通过数据载体接口19存储在数据载体上。
传感器/执行器连接单元9尤其用于在软件在环测试期间操控传感器2和/或执行器。为此，多个传感器2和/或执行器(然而至少一个传感器2和/或执行器)借助插接连接11连接在模拟接口4上。通过数字接口5连接上级控制设备13，其中，有利地，上级控制设备13是电子数据处理设备。通过上级控制设备13运行控制装置3的软件，其中，输出信号由测试装置1(尤其由传感器/执行器连接单元9)转换成如下信号：所述信号例如由物理控制装置3直接发送给传感器2和/或执行器。在这种情况下，控制单元6尤其用于记录传感器2和/或执行器与上级控制设备13之间的通信。
为此，传感器/执行器连接单元9具有用于电压信号的电平转换器，其中，电压信号由通过数字接口5连接的上级控制设备13生成。电压信号尤其通过在上级控制设备13上对控制装置3的模拟而产生。此外，传感器/执行器连接单元9具有用于与模拟接口连接的至少一个传感器2和/或执行器的电流信号的电平转换器。最后，传感器/执行器连接单元9具有传感器2和/或执行器的电压供给，所述传感器2和/或执行器连接到模拟接口4上。
有利地，传感器/执行器连接单元9具有专用集成电路，通过该专用集成电路，控制单元6的信号能够被转换成控制装置3与传感器2和/或执行器之间的专用通信协议。此外，相应的电平被转换成所需的电平。
传感器/执行器连接单元9也可以构造成直接传感器门(Direct-Sensor-Gate)，以便通过上级控制设备13实现对传感器2的直接操控。以这种方式，尤其可以表征传感器2，或者替代地可以开发和检查功能。
借助线缆束测试单元10能够检查如下线缆束的电特性：该线缆束应该用于将控制装置3与传感器2和/或执行器连接。为此，将测试装置1(替代控制装置3)连接在线缆束上。这意味着，传感器2和/或执行器被连接到测试装置1上，所述传感器和/或执行器应借助线缆束连接到控制装置3上。因此，线缆束测试单元10操控传感器2和/或执行器并且检测所发出的和所接收的信号的电特性。
为此，线缆束测试单元10具有用于控制装置3的电压信号的电平转换器。控制装置3要么由(通过数字接口5连接的)上级控制设备13所模拟、要么由控制单元6所模拟。此外，线缆束测试单元10包括用于至少一个传感器2和/或执行器的电流信号的电平转换器，所述至少一个传感器和/或执行器与模拟接口4连接。最后，线缆束测试单元10包括借助插接连接11所连接的传感器2和/或执行器的电压供给以及用于求取电流信号和电压信号的电特性的测量设备。
测试装置1的所有部件尤其布置在壳体20中。壳体20用于保护所有部件免受外部影响。因此，测试装置1不仅适用于实验室环境而且也适用于车间环境或生产环境。
借助测试装置1尤其能够实现如下应用情况：
在开发控制装置(***、硬件、软件)时，必须在不同运行状态和错误行为的情况下模拟所连接的***部件(例如传感器、执行器、接线)的特性。这是必要的，因为***部件尚不可使用(并行开发)，无法非破坏性地实现状态(内部错误)，或者应从外部(通过测试计算机上的模拟软件)调整内部参量。模拟器通过与被模拟的***部件相同的接口和协议与控制装置进行通信。
为了通过控制装置3测试错误处理(回退水平)，必须能够对所连接的***部件与正常特性的可能偏差进行模拟。为了功能测试(算法、参数)和非功能测试(存储器占用率、运行时间需求)，所模拟的***部件的内部参量(测试台、硬件在环、车辆在环)能够动态地通过数字接口被实时调整。
为了测试控制装置3，应在不同的运行状态下、在较长的时间段上在不同的环境条件下测量和记录电参量和热参量。通过模拟器的操作接口来输入用于传感器2和/或执行器的测试计划的预定值。除了数字参数以外，也需要对模拟变量(例如负载)进行模拟。
在批量生产之前，传感器2和/或执行器必须在质量保障的范畴内获得许可、在生产期间被随机检查、并且对争议件(退回件)进行分析。应在限定的运行状态下、在不同的环境条件下(例如温度、湿度、振动)运行测试物。此外，必须在终端上调整并且被迅速检查传感器2和/或执行器。在将传感器2和/或执行器安装到最终产品中之后，必须同样检查正确的安装、接线以及功能。在所有情况下，测试装置1代替控制装置3。
在软件在环模拟(SIL)中，控制程序在上级控制装置13(替代控制装置3)上运行。为了连接传感器2和/或执行器，测试装置1必须在SIL接口与专用传感器接口和/或执行器接口之间形成桥接。
在改变传感器2和/或执行器之后，应重新表征该传感器和/或执行器。为此，需要访问传感器2的内部参量。这通常借助适当的PC程序来实现，该PC程序可以通过测试装置1连接到传感器2和/或执行器的专用接口上。
控制装置3与传感器2和/或执行器之间的线缆连接的电特性必须符合要求。这些要求应能够通过测试装置1来检测。
替代示波器，应该能够测量、转换成明文并且记录控制装置3与传感器2和/或执行器之间的通信。因此，应该能够更容易地探测到通信错误。应该可以并行地处理通过组合的电压/电流接口所传输的数据。
尤其可以通过使用测试装置1实现如下优点：
·可以根据应用的要求，以较低开销在没有附加部件的情况下构造有实时功能的设备。机械器件、电子器件、PC接口、数据存储器和操作接口(显示器、单手控制器)可供使用。
·与测试电路板和单板机不同，涉及一种用于工业应用的稳健机械设计。
·该装置受到保护免受外部电磁影响。对至传感器和/或执行器的输入/输出端的这种保护能够集成在模拟插接模块中。示例性地，这在验证模块中实现。
·该设备针设计用于[-20℃,70℃]的大温度范围并且因此适用于车辆(稳定性、耐用性)。
·与测试电路板或单板机上的大量接口相比，可更换的数字接口(PC接口)更稳健。简单性降低了错误操作的可能性。通过良好的屏蔽数据线路和高频设计，排除发生耦合输入、电串扰和其它效应的可能性。
·可以通过模拟接口来实现大量具有专用通信接口的应用(适配能力)。这也可以通过分立的构件(例如：模拟接口)来实现，如通过ASIC(例如：ADTF接口)那样。通过模拟接口也可以给传感器和/或执行器提供电压。
·控制单元与模拟接口(尤其模拟接口中所使用的单元)之间的线路能够自由铺设(适配能力)。
·该装置可以通过更换固件(例如通过SD卡借助数据载体接口)、(必要时)模拟接口以及(必要时)数字接口来以小的开销进行改装。这节省了用于改装或附加装置的成本。
·该概念将控制单元与传感器模拟器和/或执行器模拟器结合。因此，可以为开发、生产以及终端客户中的控制单元以及传感器和/或执行器(多重利用)构造许多不同的测试台/测试装置。
·借助结构模块可以实现如下装置系列：该装置系列具有许多相同部分的硬件，固件以及PC软件。尤其可以重复利用控制单元与传感器和/或执行器之间的通信的深度层软件层。因此，可以在开发、维护、操作人员的培训、支持方面以及在采购(大批量)方面实现高节省。
·如果通过进一步开发(例如ASIC的新模型级，新要求)而需要改***件或固件，则可以一次性地对一些列的所有不同装置进行更新。由此降低错误影响概率并节省成本。
·无需PC连接即可构造完全自主的装置。这降低了耐久性测试的成本和错误影响概率。
·结合OLED显示器的单手选择开关能够实现直观的操作。
·可以非常简单通过更换SD卡来实现固件更新。这能够实现简单的远程维护。固件可以以电子方式发送给用户。
·配置参数和数据可以以任意数据格式存储在SD卡上，并且在PC上读取/修改。
·由于模块化，该装置易于维修。维修通常仅限于更换一个模块。

Claims (11)

1.一种测试装置(1)，所述测试装置用于对传感器(2)和/或执行器以及控制装置(3)进行测试，所述控制装置用于所述传感器(2)和/或执行器，所述测试装置包括：
·模拟接口(4)，所述模拟接口用于与至少一个传感器(2)和/或执行器以及至少一个控制装置(3)连接，
·数字接口(5)，所述数字接口用于与上级控制设备(13)连接，
·控制单元(6)，所述控制单元用于与所述传感器(2)和/或执行器、所述控制装置(3)以及所述上级控制设备(13)进行信号交换，
其中，所述控制单元(6)设置用于以可选的方式：
·在至少一个传感器(2)和/或执行器与所述模拟接口(4)连接时，对控制装置(3)的特性进行模拟，
·在至少一个控制装置(3)与所述模拟接口(4)连接时，对至少一个传感器(2)和/或执行器的特性进行模拟，
·记录至少一个传感器(2)和/或执行器与上级控制设备(13)之间的通信，所述至少一个传感器和/或执行器与所述模拟接口(4)连接，所述上级控制设备与所述数字接口(5)连接，其中，所述上级控制设备(13)模拟所述控制装置(3)。
2.根据上述权利要求中任一项所述的测试装置(1)，其特征在于，所述模拟接口(4)包括模拟单元(7)，其中，所述模拟单元(7)具有电平转换器以及负载模拟，所述电平转换器用于与所述模拟接口(4)连接的控制装置(3)的电压信号并且用于由所述控制单元(6)所模拟的至少一个传感器(2)和/或执行器的电流信号，所述负载模拟是由与所述模拟接口(4)连接的控制装置(3)所操控的所模拟的传感器(2)和/或执行器的负载模拟。
3.根据上述权利要求中任一项所述的测试装置(1)，其特征在于，所述模拟接口(4)包括验证单元(8)，其中，所述验证单元(8)具有电平转换器以及所述至少一个传感器(2)和/或执行器的电压供给，所述电平转换器用于由所述控制单元(6)所模拟的控制装置(3)的电压信号并且用于与所述模拟接口(4)连接的至少一个传感器(2)和/或执行器的电流信号。
4.根据权利要求3所述的测试装置(1)，其特征在于，所述验证单元(8)具有过电压保护电路和/或实时时钟和/或温度传感器和/或湿度传感器和/或蒸汽压力传感器和/或位置传感器和/或加速度传感器和/或用于分析处理至少一个所连接的参考传感器的信号的单元，借助所述过电压保护电路保护所述测试装置(1)免受连接在所述模拟接口(4)上的传感器(2)和/或执行器的影响。
5.根据上述权利要求中任一项所述的测试装置(1)，其特征在于，所述模拟接口(4)包括传感器/执行器连接单元(9)，其中，所述传感器/执行器连接单元(9)具有电平转换器以及所述至少一个传感器(2)和/或执行器的电压供给，所述电平转换器用于由通过所述数字接口(5)连接的上级控制设备(13)所模拟的控制装置(3)的电压信号并且用于与所述模拟接口(4)连接的至少一个传感器(2)和/或执行器的电流信号。
6.根据上述权利要求中任一项所述的测试装置(1)，其特征在于，所述模拟接口(4)包括线缆束测试单元(10)，其中，所述线缆束测试单元(10)具有电平转换器、所述至少一个传感器(2)和/或执行器的电压供给以及测量设备，所述电平转换器用于控制装置(3)的电压信号并且用于与所述模拟接口(4)连接的至少一个传感器(2)和/或执行器的电流信号，所述控制装置要么由通过所述数字接口(5)连接的上级控制设备(13)所模拟要么由所述控制单元(6)所模拟，所述测量设备用于求取所述电流信号的电特性以及所述电压信号的电特性。
7.根据上述权利要求中任一项所述的测试装置(1)，其特征在于，所述模拟接口(4)具有日志单元，其中，所述日志单元包括如下电路：所述电路将所述模拟接口(4)的不同的输入端和/或输出端彼此连接，并且所述电路耦合输出并且尤其记录所述模拟接口(4)的输入端和/或输出端的信号。
8.根据上述权利要求中任一项所述的测试装置(1)，其特征在于，所述模拟接口(4)具有插接连接(11)，所述插接连接用于将所述至少一个传感器(2)和/或执行器以及所述控制装置(3)连接，其中，为了进行数据传输，所述模拟单元(7)和/或所述验证单元(8)和/或传感器/执行器连接单元(9)和/或线缆束测试单元(10)能够以可选的方式作为单独的元件被引入到所述插接连接(11)与所述控制单元(6)之间。
9.根据上述权利要求中任一项所述的测试装置(1)，其特征在于，所述数字接口(5)具有恰好一个连接接线端(12)，所述恰好一个连接接线端用于与所述上级控制设备(13)——尤其电子数据处理设备——连接。
10.根据上述权利要求中任一项所述的测试装置(1)，其特征在于，所述数字接口(5)包括单独的适配器(14)，所述单独的适配器具有连接接线端(12)，其中，所述适配器(14)尤其具有USB接线端、或CAN接线端、或以太网接线端、或RS-232接线端或IEEE802.11接线端或IEEE802.15.1接线端或RS-485接线端作为连接接线端(12)。
11.根据上述权利要求中任一项所述的测试装置(1)，其特征在于显示设备(15)和输入设备(16)，所述显示设备用于显示通过所述控制单元(6)生成的信息，所述输入设备用于将指令输入到所述控制单元(6)上。
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