テストフィクスチャ

テストフィクスチャは 、何らかのアイテム、デバイス、またはソフトウェアを一貫してテストするために使用されるデバイスです。テスト フィクスチャは、電子機器、ソフトウェア、および物理デバイスのテストに使用されます。

回路基板、電子部品、チップなどの電子機器をテストする際、テストフィクスチャは、テスト対象のデバイスを所定の位置に保持し、制御された電子テスト信号にさらすことでテストできるように設計されたデバイスまたはセットアップです。^[1]例としては、ベッドオブネイルテスターやスマートフィクスチャがあります。

テストフィクスチャには、さまざまな形、サイズ、機能があります。テストフィクスチャには、インサーキットテストフィクスチャ、機能テストフィクスチャ、ワイヤレステストフィクスチャなど、いくつかの異なるタイプがあります。^[2]インサーキットテスト（ICT）フィクスチャは、PCB上の各コンポーネントを個別にテストし、機能テストフィクスチャはボード全体の機能を評価します。機能テストフィクスチャは実際の状況をシミュレートしますが、ICTは、短絡やコンポーネントの欠落などのアセンブリ欠陥の検出に重点を置いています。 ^[3]インサーキットテストフィクスチャには、インラインと標準の両方のバリエーションがあります。インラインテストフィクスチャは、生産ライン内で直接高速で自動テストを行うように設計されており、連続テストによって効率を最大化する大量生産に最適です。一方、標準テストフィクスチャは通常、手動でのロードが必要なため、小規模または特殊なテストに適しています。^[4]

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  サイドコネクタ、センターリングピン、テストニードル、プレセンターリングパーツ。
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  機能テスト フィクスチャは、テスト対象デバイス(DUT) を自動テスト装置(ATE) に接続するための複雑なデバイスです。

ソフトウェアのコンテキストでは、テストフィクスチャ（「テストコンテキスト」とも呼ばれる）は、テスト実行に必要なシステム状態と入力データを設定するために使用されます。^{[5] [6]}たとえば、Ruby on Rails Webフレームワークは、テストを実行する前にYAMLを使用して既知のパラメータでデータベースを初期化します。^[7]これにより、テストを繰り返し実行できるようになります。これは、効果的なテストフレームワークの重要な機能の1つです。^[5]ほとんどの場合、カスタムテストフィクスチャには通常、カスタムテストソフトウェアが必要です。このソフトウェアは、最適なテストパフォーマンスとシームレスな統合を確保するために作成されます。カスタムソフトウェアは、BIST（組み込み自己テスト）から高度なJTAG実装まで、さまざまなテストを実行するように構成できます。^[8]

テスト フィクスチャは、インライン、デリゲート、暗黙の 3 つの方法で設定できます。

1. インライン セットアップでは、テストの残りの部分と同じ方法でテスト フィクスチャが作成されます。インライン セットアップは作成が最も簡単なテスト フィクスチャですが、複数のテストで同じ初期データが必要な場合、重複が発生します。
2. デリゲート セットアップでは、複数のテスト メソッドによってアクセスされる別のスタンドアロン ヘルパー メソッドにテスト フィクスチャが配置されます。
3. 暗黙的なセットアップでは、複数のテストメソッドをセットアップするために使用されるセットアップメソッドにテストフィクスチャを配置します。これは、各テストメソッドが独自のセットアップ手順を持ち、外部のテストフィクスチャにリンクするのではなく、複数のテストの全体的なセットアップが単一のセットアップメソッドで行われ、テストフィクスチャが作成されるという点で、デリゲートセットアップとは異なります。^[9]

テスト フィクスチャの主な利点は、各テストが常に同じ設定で開始されるため、テストを繰り返し実行できることです。また、テスト フィクスチャを使用すると、開発者がメソッドをさまざまな関数に分離し、各関数を他のテストに再利用できるため、テスト コードの設計が容易になります。さらに、テスト フィクスチャは、前回のテスト実行から残ったものを使用するのではなく、テストを既知の初期状態に事前構成します。

欠点は、インラインセットアップを使用する場合にテストフィクスチャの重複につながる可能性があることである。^{[5] [9]}

暗黙的なテストフィクスチャが一般的すぎる場合、またはテストメソッドがテストフィクスチャをセットアップしてもテスト中に使用しない場合は、悪い習慣と見なされます。より微妙な問題は、テストメソッドがテストフィクスチャ内の特定のフィールドを無視する場合です。もう1つの悪い習慣は、テストに必要なステップよりも多くのステップを含むテストセットアップです。これは、インラインセットアップで見られる問題です。^[9]

テストケースは、フィクスチャを変更すると「安全でない」とみなされます。安全でないテストケースは、フィクスチャを予期しない状態のままにすることで、後続のテストを無意味にする可能性があります。また、テストの順序も重要になります。安全でないテストの後にさらにテストを実行する場合は、変更されたフィクスチャをリセットする必要があります。^[5]

フィクスチャの例には、特定の既知のデータセットを含むデータベースのロード、ハードディスクの消去と既知のクリーンなオペレーティング システムのインストール、特定の既知のファイル セットのコピー、入力データの準備、およびモック オブジェクトのセットアップと作成などがあります。

テスト対象のソフトウェアに対して再現可能なテストを体系的に実行するために使用されるソフトウェアは、テスト ハーネスと呼ばれます。その役割の一部は、適切なテスト フィクスチャをセットアップすることです。

一般的なxUnitでは、テストフィクスチャはテストを実行して特定の結果を期待するために必要なすべてのものです。^[10]

多くの場合、フィクスチャは、ユニット テスト フレームワークのsetUp()およびtearDown()イベントを処理することによって作成されます。setUp ()では、テストの予想される状態を作成し、tearDown()では、セットアップされたものをクリーンアップします。

テストの 4 つのフェーズ:

1. 設定
2. 演習：テスト対象システムとの対話
3. 期待された結果が得られたかどうかを検証する
4. 取り壊して元の状態に戻す

物理試験において、試験治具とは試験中に試験片を保持または支持するための装置または器具である。試験治具が試験結果に与える影響は重要であり、現在も研究が進められている。 ^[11]

多くの試験方法では、試験治具の要件を文書の本文中に詳細に規定している。^{[12] [13]}

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  3点曲げ試験用万能試験機の試験治具
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  治具での油圧システムのテスト
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  運用試験用ジェットエンジン固定具

一部の固定具では、クランプ、ウェッジグリップ、ピンサーグリップが採用されています。

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  ピンサークランプ最大50kNスプリングバイアス
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  オフセット補正ウェッジグリップ最大50kN
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  ドイツメーカーのさまざまなバイスとスクリューグリップ
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  ASTM-D5034 専門メーカーの繊維バイスグリップ

その他の構造タイプには、偏心ローラー固定具、スレッドグリップ、ボタンヘッドグリップ、ロープグリップなどがあります。

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  対称ローラーグリップ、自動閉鎖および自動調整
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  複数のボタンを備えたヘッドグリップで、シリーズを迅速にテストできます。
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  細いワイヤーをテストするための小型ロープグリップ200N
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  極度の温度を提供する温度チャンバー用の非常にコンパクトなウェッジグリップ

機械式保持装置は、アーム、ウェッジ、または偏心ホイールを介してジョーにクランプ力を提供します。さらに、非常に高速なクランプ手順と非常に高いクランプ力を可能にする、引張試験用の空気圧および油圧固定具もあります。

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  空気圧グリップ、対称、クランプ力 2.4 kN
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  強力油圧クランプ、クランプ力700kN
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  引張試験機用曲げ装置
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  最大10kNの剥離力を試験する装置

• ユニットテスト