[發(fā)明專(zhuān)利]一種高效集成光纖陀螺的測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110008664.9
• 申請(qǐng)日: 2011-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102183264A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜明;姜碩;王獻(xiàn)周;汪湛清
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C25/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 11120
• 代理人: 李?lèi)?ài)英;楊志兵

1.一種高效集成光纖陀螺的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括正弦速率轉(zhuǎn)臺(tái)、液氮杯、加熱膜、電壓采集模塊、電流采集模塊、溫度調(diào)節(jié)控制模塊、低通濾波模塊、升壓差分模塊、高精度A/D轉(zhuǎn)換模塊及上位機(jī)；

所述正弦速率轉(zhuǎn)臺(tái)用于為光纖陀螺提供正弦速率，包括內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換器以及存儲(chǔ)器；加熱膜位于正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)底部，正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的上方放置盛放液氮的液氮杯，通過(guò)液氮的蒸發(fā)降溫和控制加熱膜的升溫調(diào)節(jié)正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的溫度；

電壓采集模塊，用于按照事先設(shè)置的頻率采集位于正弦速率轉(zhuǎn)臺(tái)上的光纖陀螺的零偏電壓V0和輸出電壓V″，并傳輸給低通濾波模塊；

電流采集模塊，用于按照事先設(shè)置的頻率采集光纖陀螺的輸出電流A，并傳輸給低通濾波模塊；

溫度調(diào)節(jié)控制模塊，用于控制加熱膜，使正弦速率轉(zhuǎn)臺(tái)在液氮杯和加熱膜的控制下處于不同的測(cè)試溫度，并將正弦速率轉(zhuǎn)臺(tái)溫度T輸出給低通濾波模塊；低通濾波模塊，用于對(duì)接收的零偏電壓V0、輸出電壓V″、輸出電流A以及正弦速率轉(zhuǎn)臺(tái)溫度T濾波，并將V0和V″傳輸給升壓差分模塊，將A和T傳輸給所述A/D轉(zhuǎn)換器；

A/D轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)接收A和T進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器中；升壓差分模塊，用于將接收的V0和V″由單路正負(fù)信號(hào)的形式轉(zhuǎn)換成雙路正信號(hào)差分的形式輸出給A/D轉(zhuǎn)換模塊；

A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)接收的V0和V″進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，其中直接將V0存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器中，將V″除以正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的速率得到陀螺的標(biāo)度因子F并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中；

上位機(jī)對(duì)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示，以便工作人員進(jìn)行判斷和處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效集成光纖陀螺的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓差分模塊采用AD706芯片，8個(gè)電阻，分別為R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，6個(gè)電容，分別為C1、C2、C3、C4、C5、C6；輸入信號(hào)分別與電阻R3的一端、電容C1的一端分別相連，電容的另一端與AD706的第一正輸入端相連并接地；電阻R3的另一端分別與AD706的第一負(fù)輸入端、電容C2的一端以及電阻R4的一端相連，電容C2的另一端與AD706的第一輸出端以及電阻R5的一端分別相連，電阻R5的另一端分別與電阻R6的一端、電阻R4的另一端、電容C4的一端以及電阻R1的另一端相連；電阻R6的另一端與AD706的第二負(fù)輸入端、電阻R7的一端以及電容C3的一端分別相連，AD706的第二正輸入端接地，電容C3的另一端與AD706的第二輸出端以及電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端分別與電阻R7的另一端、電容出C4的另一端以及電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端通過(guò)電容C6接地并輸出，電阻R1的另一端通過(guò)電容C5接地并輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效集成光纖陀螺的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括阻抗匹配模塊，將電壓采集模塊零偏電壓V0和輸出電壓V″、電流采集模塊輸出的輸出電流A以及溫度調(diào)節(jié)控制模塊輸出的正弦速率轉(zhuǎn)臺(tái)溫度T，經(jīng)過(guò)高輸入電阻的阻抗匹配模塊，實(shí)現(xiàn)V0、V″、A以及T最大限度的進(jìn)入輸入帶通濾波器。

4.一種高效集成光纖陀螺的測(cè)試方法，其特征在于，具體步驟為：步驟一：將光纖陀螺置于正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)上，并使正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)按正弦速率進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其中正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)底部貼有加熱膜且上方放置盛放液氮的液氮杯，通過(guò)液氮的蒸發(fā)降溫和控制加熱膜的升溫調(diào)節(jié)正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)使其處于-30℃時(shí)；停止正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，按照事先設(shè)定的頻率采集多組光纖陀螺的零偏電壓、正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)溫度以及光纖陀螺消耗電流，并進(jìn)行加權(quán)平均獲得光纖陀螺的零偏電壓V0、正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)溫度T以及光纖陀螺消耗電流A；

步驟二：保持正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)處于-30℃，并使其按照正弦速率旋轉(zhuǎn)，在10秒內(nèi)按照事先設(shè)定的頻率采集多組陀螺輸出電壓，并進(jìn)行加權(quán)平均獲得陀螺輸出電壓V″；

步驟三：將經(jīng)過(guò)阻抗匹配電路輸出的V0、V″、A以及T輸入到有源低通濾波器電路中，消除信號(hào)中混有的高頻噪聲信號(hào)；

步驟四：采用正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換器中對(duì)A和T進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，然后存儲(chǔ)到正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)置的存儲(chǔ)器中；由于需要高精度的V0和V″，因此將V0和V″從單路正負(fù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成雙路正信號(hào)差分信號(hào)，再經(jīng)外部A/D轉(zhuǎn)換芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，陀螺零偏電壓V0不經(jīng)過(guò)任何處理直接讀取后存儲(chǔ)，將V″除以正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的速率得到陀螺的標(biāo)度因子F，然后存儲(chǔ)所述存儲(chǔ)器中；

步驟五：將存儲(chǔ)在正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)存儲(chǔ)器內(nèi)的陀螺零偏電壓V0、標(biāo)度因子F、正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)溫度T和消耗電流A傳輸?shù)缴衔粰C(jī)上，上位機(jī)軟件獲取控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)并保存并顯示；

步驟六：調(diào)節(jié)正弦速率測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的溫度從-30℃-+70℃并重復(fù)步驟一至步驟五完成對(duì)各溫度點(diǎn)信號(hào)數(shù)據(jù)的采集和顯示。