[發明專利]一種高效集成光纖陀螺的測試系統及測試方法

無效

• 申請號: 201110008664.9
• 申請日: 2011-01-14
• 公開（公告）號: CN102183264A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 姜明;姜碩;王獻周;汪湛清
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;楊志兵

技術領域

本發明涉及測試光纖陀螺的方法，屬于光纖陀螺儀性能測試技術領域，具體涉及一種高效集成光纖陀螺的測試系統及測試方法。

背景技術

在光纖陀螺儀的生產流程中，陀螺性能測試是一個必要的環節，通常是需要在特定的轉臺上完成，主要測試參數有陀螺全溫(-30℃-70℃)下的零偏、標度因數以及消耗功率等，測試的結果可以反映陀螺的準確度與穩定度。同時在光纖陀螺工作過程中，為了保證陀螺的性能和質量以及工作的可靠性，需要對其進行定期的測試和定期校驗。

現有測試光纖陀螺方法通常為將光纖陀螺放在正弦速率測試轉臺上，采用壓縮機實現對溫度的控制，雖然其溫度控制精度高，但設定溫度點就需要約一個多小時的時間，這樣才能使其穩定在一個高精度的溫度點上，由于陀螺的測試需要在全溫下，即不同的溫度點上進行測試，這樣就需要很長的時間來進行不同溫度點設定。同時，現有測試方法采用閉環反饋的方式進行測試，因此操作復雜。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種高效集成光纖陀螺的測試系統及測試方法，能夠在短時間內實現對光纖陀螺在全溫下進行測量，具體的技術方案如下：

一種高效集成光纖陀螺的測試系統，包括正弦速率轉臺、液氮杯、加熱膜、電壓采集模塊、電流采集模塊、溫度調節控制模塊、低通濾波模塊、升壓差分模塊、高精度A/D轉換模塊以及上位機；

所述正弦速率轉臺用于為光纖陀螺提供正弦速率，包括內置的A/D轉換器以及存儲器；加熱膜位于正弦速率測試轉臺底部，正弦速率測試轉臺的上方放置盛放液氮的液氮杯，通過液氮的蒸發降溫和控制加熱膜的升溫調節正弦速率測試轉臺的溫度；

電壓采集模塊，用于按照事先設置的頻率采集位于正弦速率轉臺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；

溫度調節控制模塊，用于控制加熱膜，使正弦速率轉臺在液氮杯和加熱膜的控制下處于不同的測試溫度，并將正弦速率轉臺溫度T輸出給低通濾波模塊；

低通濾波模塊，用于對接收的零偏電壓V₀、輸出電壓V″、輸出電流A以及正弦速率轉臺溫度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轉換器；

A/D轉換器，用于對接收A和T進行模數轉換后存儲于所述存儲器中；

升壓差分模塊，用于將接收的V₀和V″由單路正負信號的形式轉換成雙路正信號差分的形式輸出給A/D轉換模塊；

A/D轉換模塊，用于對接收的V₀和V″進行A/D轉換，其中直接將V₀存儲于所述存儲器中，將V″除以正弦速率測試轉臺的速率得到陀螺的標度因子F并存儲于存儲器中；

上位機對存儲器內存儲的數據進行處理和顯示，以便工作人員進行判斷和處理。

一種高效集成光纖陀螺的測試方法，具體步驟為：

步驟一：將光纖陀螺置于正弦速率測試轉臺上，并使正弦速率測試轉臺按正弦速率進行旋轉，其中正弦速率測試轉臺底部貼有加熱膜且上方放置盛放液氮的液氮杯，通過液氮的蒸發降溫和控制加熱膜的升溫調節正弦速率測試轉臺使其處于-30℃時；停止正弦速率測試轉臺的旋轉，按照事先設定的頻率采集多組光纖陀螺的零偏電壓、正弦速率測試轉臺溫度以及光纖陀螺消耗電流，并進行加權平均獲得光纖陀螺的零偏電壓V₀、正弦速率測試轉臺溫度T以及光纖陀螺消耗電流A；

步驟二：保持正弦速率測試轉臺處于-30℃，并使其按照正弦速率旋轉，在10秒內按照事先設定的頻率采集多組陀螺輸出電壓，并進行加權平均獲得陀螺輸出電壓V″；

步驟三：將經過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，消除信號中混有的高頻噪聲信號；

步驟四：采用正弦速率測試轉臺內置的A/D轉換器中對A和T進行AD轉換，然后存儲到正弦速率測試轉臺內置的存儲器中；由于需要高精度的V₀和V″，因此將V₀和V″從單路正負信號轉換成雙路正信號差分信號，再經外部A/D轉換芯片來實現模擬/數字轉換，陀螺零偏電壓V₀不經過任何處理直接讀取后存儲，將V″除以正弦速率測試轉臺的速率得到陀螺的標度因子F，然后存儲所述存儲器中；