单元测试方法，单元测试

单元测试方法篇1

　　功能测试主要通过单元测试和集成测试来完成系统的功能测试。单元测试的目的是测试源码中最小单元的代码是否正确处理它该处理的任务。单元测试重点测试了代码中分支比较多的地方，以验证程序是否能根据条件执行相应的分支；并重点测试了代码对于异常情况的处理，以验证代码是否能对于发生的异常情况进行相应的处理；再就是对源码中与数据库相关的代码和涉及用户输入输出的代码进行了重点测试。集成测试是在单元测试的基础上，将已经通过单元测试的软件单元组合起来，组成可以执行的功能单元，然后进行测试。通过测试的子功能单元再通过组合，组成更大一级的功能模块进行测试。集成测试重点测试软件单元的组合能否正常工作，模块之间的组合能否集成起来工作，还要测试构成系统的所有模块组合能否正常工作。集成测试主要有三种测试方案：自底向上进行测试，自顶向下进行测试，以及自底向上和自顶向下结合的方式进行测试。自底向上的集成测试方式是最常使用的方法，这种方式从程序模块结构中最底层的单元模块开始组装和测试。自顶向下的集成测试方式正好与自底向上的方式相反，需要编写桩模块以支撑上层的测试。最理想的方案是能将这两种集成方式结合起来，这样在早期的时候，既能发现重大的问题，又能及早展开人力。但是这种方式实施起来有难度，需要软件开发者一开始要做好合理的策划和设计。由于系统在需求和设计阶段做的工作比较扎实，本系统主要采用了自底向上的集成测试方式：先把最底层的软件单元组合，组成高一级的功能单元进行测试；测试通过的功能单元再进行组合，组成更高一级的模块单元，并对模块单元进行测试；最后，模块单元再集成到系统中进行测试。测试重点集中在各单元与各单元之间的接口和信息交互。

　　2.用户界面测试

　　通过用户界面测试来验证用户与系统的交互情况。界面测试的目标是确保系统向用户提供适当的访问和浏览被测对象功能的操作。测试方法，为每个窗口创建或修改测试，以核实各个应用程序窗口和对象都可正确进行浏览，并处于正常状态。完成标准，证实各个窗口与基准版本保持一致，或符合接受标准；需考虑的特殊事项，并不是所有定制或第三方对象的特征都可访问。

　　3.性能测试

　　性能测试采用了主观评测和软件评测相结合的方法，先部署上系统，在环保局内部试运行，通过工作人员的使用来了解系统的反应速度是否满足客户的需求。系统的性能需求主要是对系统web访问的response时间和系统负载能力的要求。在性能测试过程中，我们利用Loadrunner模拟用户向系统发送请求，并监控系统的CPU，Memory等参数。

　　4.安全性测试

　　本系统采用先登录，后操作的方式。因此，必须测试有效和无效的用户名和密码，并注意到是否大小写敏感。本系统是有超时的限制，也就是说，用户登录后在一定时间内（20分钟）没有点击任何页面，需要重新登录才能正常使用。所以，也必须对其进行测试。

　　5.测试结果

　　功能测试结果：满足环保局功能需求，与需求不相符或者后增加的功能，将在后续版本中加入，本版将不做修改。

单元测试方法篇2

　　本文就如何运用反馈——矫正手段提高教学目标效果谈几点看法。

　　一、在课前通过诊断性测试，获得学生在学习新内容前的知识反馈，为上新课做好准备。

　　诊断性测试一般安排在新学期或新开课前进行，测试时间一般5～10分钟，测试应侧重于考查学习新课所需要掌握的基本知识和基本技能。例如，在上动物模拟人体手术实验课前，先测试学生关于无菌技术和无菌原则方面的知识并补偿，由此提高他们的学习外科手术的前提能力，最终提高实验目标。

　　二、在课前或课后，通过形成性测试了解学生的达标情况，及时查漏补缺。

　　1、编制形成性测试题，包括课堂测试题和单元测试题，要确保适合各自的特点。

　　（1）课堂测试题，要适合在课堂教学中进行测试。课堂教学时间一般以二学时为单位，共80分钟。其中用以进行课堂测试及反馈矫正的时间通常只有5分钟，故编制此类试题要突出重点，考虑课堂操作的可行性，试题量不能过多。例如，在“复苏”一章编制的课堂测试题为：①快速诊断心脏骤停的方法；②心肺初期复苏的abc步骤；③心脏按压有效的标志是什么；④心肺复苏有效的指标是什么等。这些题中包括了本章的重要知识点，学生掌握后，在遇到心脏骤停病人时就会懂得如何去诊断和处理，而且试题量适中，便于在课堂上进行测试和矫正。

　　（2）单元测试题，即教师根据教学的情况，一般按章节划分为一个教学单元，每学完一个单元后进行一次单元测试，以评价学生的单元达标情况。单元达标测试覆盖的目标范围较大，而且每一目标都应有相应的检测题，测试时间为20～30分钟，测试内容多时间少，因此编制此类题主张多用选择题和判断题，少用填空题、名词解释和问答题，以方便学生答题，做到既能检测目标又不影响课堂授课。此处，通过定期的单元测试，又能促使学生经常系统地进行复习，有利于知识的巩固和强化。

　　2、编制平行性测试题，此类试题适用于对矫正生的检测。

　　即用以检测单元测试中的未达标者，在经过补救矫正后是否已达标。编制此类别试题应与单元形成性测试题是同质不同形的，即用不同的试题形式去检测同一目标。例如，检测“补钾原则”这一目标时，如果在单元形成测试中采用选择形式，则在平行性测试中可采用判断或填空题的形式进行检测。

　　三、反馈——矫正是对经测试反馈的未达标者及时补救矫正，使其达标。

　　1、课堂反馈矫正。

　　课堂测试反馈一般采用提问、回答、接力填空等形式，其中最常用的是课堂提问的形式，而课堂提问的形式主要适合于对个别学生，这与目标教学要面向全体学生的宗旨是矛盾的，为了解决这一矛盾，在提问时应使所提问的学生具有代表性和随机性。所谓代表性是指所提问的学生能代表全班学生中的某一部分，如优生、中等生或差生。要做到有计划有目的地进行提问检测，尤其对差生要多进行检测矫正。随机性主要是针对课堂教学的具体情况，在全班同学中随机地进行提问。笔者曾在上“急性阑尾炎”一节时，发现一位同学在上课时开小差，当时立即对她进行提问检测：“急性阑尾炎最有特征的症状是什么？”她回答是“腹痛”。这样通过提问，可及时地使她调整思维、融入课堂。虽然她答得不全对，但是通过提问既能起到对她及时补救矫正的效果，同时也能引起其他同学的重视（尤其是对提问的这一问题的重视），结果在单元形成测试中全班同学都能答对这一题。这样通过抓典型、抓代表，达到“牵一发而动全身”的效果，既能及时纠正课堂上出现的个别问题，又能调动全班同学的课堂积极性和主动性，因而能有效地提高教学目标达成度。

单元测试方法篇3

　　【关键词】程控衰减 载波通信单元 灵敏度

　　灵敏度是反应载波通信单元的接收机通信能力的一项重要指标。在同样的低压集抄环境中，灵敏度越高的载波通信模块，抗干扰能力越强、通信距离更远、通信能力更加可靠。电力部门在采购载波通信单元时，需要通过低压集抄综合测试系统测试不同厂家生产的载波通信单元的通信能力，尤其是接收机灵敏度参数。

　　目前行业内对载波通信单元灵敏度的测试方法相当麻烦、简单、粗略，通常使用固定值衰减法测试。固定值衰减法测试时，需要不断跟换不同衰减值的衰减单元，操作不便，且一般衰减值都是10的整数倍，如此一来，只能大概判断载波通信单元接收灵敏度，无法实现精确测试。

　　程控衰减法就是研究对电力线载波强电信号进行可上位机程控式衰减的一种方法。它的原理就是首先将220V强电与系统隔离开来，提取出被测的载波信号，然后输入衰减电路，通过程控上位机可以设置0-120db，步进≥1db（最小单位1db）的信号值衰减，载波信号被衰减后，再耦合至电力线，输出给载波接收设备。最终通过程控衰减器的具体衰减值以及被测载波接收设备是否正常接收到信号，来计算得载波接收设备的灵敏度。

　　本文采用的程控衰减法是用来精确测试低压载波通信单元灵敏度测试的一种方法。

　　1 程控衰减法的电路实现方法

　　程控衰减法的电路实现就是实现一种程控衰减器，包括了载波隔离滤波电路和通信主板电路、程控上位机，系统框图如图1.

　　1.1 载波隔离滤波模块电路组成及作用

　　1.1.1 载波信号隔离电路

　　通过串联谐振的方法，滤除非载波信号，通过耦合变压器将市电220V与载波通信信号隔离开来，保证整个系统的安全性。

　　1.1.2 滤波电路

　　由电阻、电容、电感构成串联谐振以及并联谐振，起到滤波作用，当需要某载波频率f的信号时，则需要计算匹配RLC参数，只有该频率附近的信号可以通过。计算公式是谐振频率

　　（1），品质因数

　　（2），在满足其他参数情况下，Q越大越好，通过计算插入损耗值计算电阻R的取值。

　　1.1.3 过零检测电路

　　当检测到50Hz市电正弦波经过零点时，将判断信息传送给MCU处理器。因为载波通信是在市电过零点时发送数据，所以过零检测也是十分重要的。

　　1.2 通信主板

　　1.2.1 稳压集成电路

　　为整个系统提供稳定、安全的直流电。

　　1.2.2 衰减电路

　　内置各种高精度贴片电阻网络，分别可以实现1db、2db、4db、8db、10db、20db、30db、40db信号衰减，通过不同的电阻网络导通组合，可以实现对载波信号进行0-120db衰减，具体电阻网络组合方式由MCU控制。

　　0-120db衰减值对应电阻网络选择组合方式如表1.

　　从表2看出，选择电阻网络的组合方式，可以直接实现0-115db的信号衰减，载加上程控衰减器其他电路固定衰减值5db，通过正确的组合，就能实现0-120db信号衰减。

　　1.2.3 微型处理器MCU控制电路

　　地位相当于“大脑”，它处理上位机发送的信息，实现对衰减电路的控制。

　　程控衰减法的实现依赖上述电路功能的实现。

　　1.3 程控上位机

　　通过键盘、鼠标就可以对程控上位机进行各种操作，程控上位机可以直观设置和显示衰减值，操作简便、直观、人性化。

　　1.4 程控衰减法测试载波通信单元灵敏度框图

　　程控衰减法的实现需要依靠程控衰减器，程控衰减器与载波通信单元的连接如图3所示。

　　2 测试载波通信单元灵敏度步骤

　　以下为使用程控衰减法测试载波通信单元灵敏度的步骤：

　　第一步：根据已知载波频率，通过计算公式（1）算得出滤波电路中R、L、C具体匹配参数。

　　第二步：根据匹配参数，做好对应的载波隔离滤波电路模块，并且将模块插入对应的位置中。

　　第三步：通过程控上位机，设置程控衰减器的衰减值为0db，被测载波发送设备发送符合测试标准的载波信号。

　　第四步：被测载波接收设备能正常接收载波信号，然后通过上位机不断加大衰减值步进值为-10db。

　　第五步：假如现在程控衰减值为-70db时载波接收设备能正常接收信号，程控衰减值为-80db时无法接收信号，那么将衰减值从-79db开始按照步进值1db，不断减小，直到载波接收设备能正常接收信号为止。

　　第六步： 假如当程控衰减值等于-75db时，载波接收设备刚好能正常接收数据，那么载波通信单元的接收灵敏度等于-75db加上程控衰减器其他电路的固定衰减值-5db，最终得到载波接收设备灵敏度等于-80db。

　　3 案例分析

　　为了充分说明该方法，以421KHz载波频率的载波通信模块测试为例。根据相关计算公式（1）计算，得出滤波电路中的R、L、C参数如表3.

　　使用程控衰减法测试421KHz的载波接收设备灵敏度数据记录如表4.

　　表4中的输出衰减值，可以直接通过程控上位机设置并且显示出来，观察表4记录表，可以得出载波接收设备的灵敏度等于-75db加上电路固定衰减-5db，等于-80db。

　　4 结束语

　　要实现对不同载波频率的载波通信单元接收灵敏度的测试，首先通过计算得出载波隔离滤波模块电路中RLC匹配参数，通过该电路，滤除非测试频率的信号。然后通过调节合适的信号衰减值，来确定载波通信单元的灵敏度。本文研究了基于程控衰减法测试载波通信单元灵敏度方法，总结出测试载波通信单元灵敏度的测试步骤。通过对421KHz载波频率的载波通信单元灵敏度测试分析，精确的测试了该模块的接收灵敏度等于-80db，验证了该方法的可操作性和有效性。

　　参考文献

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单元测试方法篇4

　　关键词：能量耗散；简支钢梁；多位置损伤；损伤识别；模态扩阶；有限元分析

　　中图分类号：TU317文献标志码：A

　　0引言

　　服役期间的土木工程结构在荷载及自然环境的作用下，将不可避免地产生损伤累积和抗力衰减，局部损伤的发展不仅会影响结构的使用寿命，还可能引起结构倒塌等突发性事故，严重威胁人们的生命财产安全[12]。基于结构振动特性的损伤识别方法因具有不影响结构的正常使用、检测费用低等特点而成为各国学者的研究热点，该方法的核心问题是选取一个容易获得且对结构损伤敏感的指标，所选取的损伤指标应该具备2个基本条件[34]：①对局部损伤敏感；②是位置坐标的函数。目前比较常用的损伤指标主要有固有频率、模态振型、曲率模态、模态应变能等。

　　本文中所用的损伤识别方法基于能量耗散理论，以损伤变量作为每个单元的损伤指标，通过建立模态应变能耗散率和结构损伤前、后相应模态应变能变化之间的关系，得到单元损伤变量的表达形式，进而计算出每一单元相应的损伤变量数值，以此来确定结构的损伤并在一定程度上表征其损伤程度。刘晖等[5]将该方法运用到一个两端固接梁的损伤识别中，通过数值模拟方法研究了梁中存在一处或两处损伤时的损伤位置及损伤程度识别问题，没有探讨不同的损伤位置对于识别结果的影响，并且在识别过程中选取结构损伤前、后的前11阶模态计算单元损伤变量，这在实际工程测量中不易实现。针对该方法在梁式结构中的研究现状，本文中以简支工字形钢梁为研究对象，分别通过数值分析和试验研究探讨了该方法对简支钢梁单位置损伤和多位置损伤的识别效果。

　　1基本原理

　　损伤变量的概念最初来自于材料领域，对于一般的弹塑性材料，定义其沿时间轴向的损伤度为[6]

　　式中：σ，ε分别为单元内部某点的应力向量和应变向量；v为单元的体积。

　　结构的损伤通常表现为局部刚度的缺失，而与质量无关，因此，定义结构损伤前、后第j个单元关于前n阶模态的模态应变能分别为[7]

　　式中：Euj，Edj分别为结构损伤前、后第j个单元关于前n阶模态的模态应变能；Kj为第j个单元的刚度矩阵；φi，φdi分别为结构损伤前、后第i阶模态振型。

　　若把结构单元的损伤过程考虑为无损伤状态模态应变能的耗散过程，则结构第j个单元的模态应变能耗散率j（t）为

　　通过单元损伤变量Dj（t）的大小即可定位损伤，同一单元损伤变量值的大小还可表征该单元的损伤程度，损伤变量的值越大，损伤就越严重。由于结构或构件的损伤会导致其刚度降低、柔度增加，故按式（3）计算得到的损伤单元的模态应变能应大于无损伤单元。因此，可去掉式（8）分子中的绝对值符号，这样就可以同时利用损伤变量值的符号和大小来判别单元的损伤状况[8]，即

　　Dj（td）=Edj-Euj1|Edj-Euj|+Euj（9）2有限元分析

　　以简支工字形钢梁为数值模拟对象，梁长l=2 800 mm，截面面积A=9.589×10-4 m2，惯性矩Ix=1.701×10-6 m4，材料弹性模量E=206 GPa，密度ρ=7 850 kg・m-3.将该梁等长划分为28个单元，单元长度为100 mm，简支梁有限元模型及节点编号如图1所示。

　　本文中采取折减单元弹性模量的方式表示梁刚度EI的降低，简支梁具体损伤工况设定如表1所示。应用有限元分析软件ANSYS建立无损及损伤梁模型，并进行模态分析，由于低阶模态较易获得且相对准确，因此本文中只提取简支梁损伤前、后的前3阶模态振型，然后应用MATLAB软件编制程序计算每个单元相应的损伤变量。各工况下简支梁的损伤识别结果如图2所示。图1简支梁有限元模型及节点编号

　　Fig。1Finite Element Model and Joint Numbers of Simply Supported Beam表1简支梁损伤工况

　　Tab。1Damage Cases of Simply Supported Beam工况编号1损伤类型1损伤位置及损伤程度11单位置损伤1单元14刚度EI降低5%，10%，20%，30%21单位置损伤1单元21刚度EI降低5%，10%，20%，30%31对称位置损伤1单元8刚度EI降低10%，单元21刚度EI降低25%41对称位置损伤1单元8和单元21刚度EI均降低25%51非对称位置损伤1单元14刚度EI降低25%，单元21刚度EI降低10%61非对称位置损伤1单元14和单元21刚度EI均降低25%图2各工况下损伤识别结果

　　Fig。2Damage Identification Results Under Different Cases从图2（a），（b）可以看出：对于单元14和单元21的单位置损伤，本文方法均能准确识别出损伤位置，包括5%的小损伤，并且随着损伤程度的增加，受损单元的损伤变量值随之增大，但是具体数值与实际刚度降低值并不完全相同，说明本文方法只可在一定程度上相对表征单元的损伤程度，若要依据某一单元的损伤变量值具体判断其损伤程度，需要预先分析结构不同单元的损伤变量值与实际刚度降低值之间的关系，以便得到更准确的损伤识别结果。

　　从图2（c），（d）可以看出：对于不同及相同损伤程度下的对称位置损伤，本文方法均可准确识别出损伤位置，并相对表征受损单元的损伤程度。

　　从图2（e），（f）可以看出：对于不同及相同损伤程度下的非对称位置损伤，本文方法均可准确识别出损伤位置，并相对表征受损单元的损伤程度。但是相同损伤程度下2个位置的损伤变量值有所不同，说明单元损伤变量对不同位置损伤的敏感度不同，本文方法只在一定程度上相对表征单元的损伤程度，若要依据识别结果同时判断多个单元的损伤程度，需要预先分析结构不同单元的损伤变量值与实际刚度降低值之间的关系，以便得到更准确的识别结果。3试验研究

　　3.1简支梁动力试验

　　为研究本文方法对实际结构的损伤识别效果，在内蒙古科技大学结构工程实验室对2根简支工字形钢梁进行了动力试验研究，测得无损状态和损伤状态下试验梁的模态振型，计算响应的损伤变量，从而对预设损伤进行识别。

　　试验梁采用与数值研究相同参数的简支工字形钢梁，梁总长为3 m，支座采用规格为M12的螺栓将试验梁下翼缘与支撑件固定，以近似表示试验梁的简支支撑条件，支座中心线距离为2.8 m，螺栓孔中心距试验梁下翼缘外边缘15 mm。

　　试验采用的仪器设备主要有INV306D（F）智能信号处理分析仪、多功能滤波放大器、压电式加速度传感器、高弹性聚能力锤等。试验装置及支座示意如图3所示。

　　Fig。3Schematic Diagram of Test Installation and Mount本次试验采用多点激励单点响应的模态分析方法，由于试验梁的跨度远大于横截面高度，可以简化为杆件，故只在试验梁长度方向布置若干击振点，试验中将试验梁等分为28份，共27个测点，支座处不作为击振点，同时将响应点选在6#测点处。

　　试验梁的损伤通过在梁下翼缘用角磨机切割裂缝人为设定，角磨片宽度为2 mm，因此裂缝宽度始终为2 mm，通过改变裂缝的位置和深度模拟不同的损伤工况，具体实施方案见表2.

　　度/mm1#111距梁右端支座750 mm处121221距梁右端支座750 mm处121431距梁左端支座750 mm处121241距梁左端支座750 mm处12142#111距梁左端支座1 350 mm处121221距梁左端支座1 350 mm处121431距梁右端支座750 mm处121241距梁右端支座750 mm处1214每根试验梁分别在无损伤和表2中的损伤工况下进行动态测试（采集加速度信号，然后进行模态分析），得到试验梁在各工况下的动力特性，与有限元模型相结合，计算各单元的损伤变量，对简支梁预设损伤进行识别。动态测试系统及测点布置见图4.

　　3.2模态扩阶方法

　　在实际的工程问题中，由于受各种测试条件的限制，实测自由度数目往往小于理论模型的自由度数目，使得测试数据不完备。目前解决这一问题的方法通常有2种[9]：模型缩聚方法；模态扩阶方法。下面主要介绍模态扩阶方法。

　　模态扩阶方法的基本思路是[10]：借助原始系统的模态信息，由已经测得的模态数据对未测得的模态数据进行计算，从而获得实际测试中无法测得的模态振型分量。模态扩阶的方法很多，本文中选用Kidder动态扩阶方法进行模态振型的扩阶计算。

　　将系统特征方程按测试自由度b和未测自由度e划分为以下形式

　　式中：λi为系统特征方程的特征值，λi=ω2i，ωi为结构第i阶自振频率；φb，i，φe，i分别为结构已测自由度和未测自由度上的振型向量；Kbb，Kbe，Keb，Kee分别为结构刚度矩阵按测试自由度b和未测自由度e划分的刚度矩阵系数；Mbb，Mbe，Meb，Mee分别为结构质量矩阵按测试自由度b和未测自由度e划分的质量矩阵系数。

　　式（10）有3种不同的展开形式，相应可以得到图4动态测试系统及测点布置

　　Fig。4Dynamic Test System and Arrangement of Survey Pointsφe，i的3种不同解。

　　本文中将式（10）的第2行展开，则有

　　（Keb-λiMeb）φb，i+（Kee-λiMee）φe，i=0（11）

　　由此可得到扩展自由度振型向量的表达形式为

　　φe，i=-（Kee-λiMee）-1（Keb-λiMeb）φb，i（12）

　　3.3结果分析

　　2根试验梁无损伤时模态频率的理论计算值为43.18 Hz，试验实测值分别为46.74，47.34 Hz，产生上述现象的原因主要有以下3个方面：①试验梁的几何尺寸在测量过程中存在误差；②模态测试过程中，环境和噪声对测试结果有影响；③试验梁的支座形式不是理想的简支支承。1#试验梁的振型相关矩阵校验图和校验数如图5和表3所示。

　　图5和表3可以看出，振型相关矩阵的主对角线元素都为1，其他元素非常小，相关矩阵正交性很好，模态拟合结果比较满意，同时也说明试验模态分析结果比较理想。1#试验梁各工况下的损伤识别结果如图6所示。

　　Beam Under Different Cases从图6可以看出：对于1#试验梁各工况下的损伤，本文方法均可识别出损伤位置，并相对表征损伤程度。但是由于模态试验中测量噪声及模型误差等因素的影响，使得本文方法对于小损伤的识别效果不是很好，容易与无损单元混淆，而对于较大损伤则识别效果良好。2#试验梁的损伤识别结果与1#梁类似，在此不再赘述。4结语

　　（1）通过数值分析对简支梁不同损伤位置的识别敏感度及多位置损伤识别进行了深入探讨，计算时提取了结构损伤前、后的前3阶模态振型，更适于实际工程应用。研究结果表明，该方法对于简支梁单损伤和多损伤均可准确识别出损伤位置，包括5%的小损伤，并相对表征各损伤单元的损伤程度。

　　（2）模型试验的研究结果表明，能量耗散法可识别出试验梁的预设损伤位置，并相对表征损伤程度。但是由于测量噪声、模型误差等因素的干扰，导致小程度损伤的识别效果不是很好，无损单元易产生误判。与以往研究进行数值分析相比可知，本文中所进行的模型试验研究及得到的相关结论更有助于该方法在实际工程中的推广应用。

　　（3）在实际工程问题中，可通过模态扩阶方法计算动测试验中无法测得的模态振型分量，以此来解决实测自由度与理论自由度不匹配问题，本文模型试验的损伤识别结果证明了模态扩阶方法可应用于实际结构的损伤识别中。

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