[發明專利]光纖陀螺指標參數自動化測試系統及方法

有效

• 申請號: 201110245182.5
• 申請日: 2011-08-25
• 公開（公告）號: CN102353387A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 初秀琴;曹陽;孔聰;王飛;范振軍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種光纖陀螺指標參數自動化測試系統，包括：溫箱轉臺、信號處理單元和計算機三部分，其特征在于：

1)溫箱轉臺包括溫度控制儀和轉臺，溫度控制儀用來給光纖陀螺進行加熱，轉臺用來給光纖陀螺提供一定角度的擺動，獲得光纖陀螺的運動軌跡；

2)信號處理單元包括四路放大器和一個A/D轉換器，放大器將光纖陀螺的電流信號、零偏信號、轉速信號和溫度信號進行放大處理，A/D轉換器將放大后的四路模擬信號轉換為數字信號，通過PCI總線將光纖陀螺的所述信號傳輸給計算機；

3)計算機利用采集卡接收光纖陀螺信號，完成測試數據的處理、保存、擬合和顯示。

2.根據權利要求1所述的光纖陀螺指標參數自動化測試系統，其特征在于：溫度控制儀設有起始溫度、停止溫度和溫度上升速率三個參數，根據具體的測試需要，溫度控制儀的起始溫度參考數值設置為-35℃，停止溫度參考數值設置為+80℃，溫度上升速率參考數值為1.5°/min，且只有起始溫度逼近實際溫度值時，升溫速度才會以設置的速率1.5°/min勻速升溫。

3.根據權利要求1所述的光纖陀螺指標參數自動化測試系統，其特征在于：轉臺設有頻率和觸發轉臺轉動的圈數這兩個參數，根據具體測試需要，轉臺頻率參考數值設置為0.8Hz，測試周期為20s，在每個測試周期中觸發轉臺一次，每次觸發轉臺轉動的圈數參考數值設置為8.0。

4.根據權利要求1所述的光纖陀螺指標參數自動化測試系統，其特征在于：四路放大器采用差分放大電路分別將四路信號進行不同倍數的放大處理，放大后的四路模擬信號利用16位的A/D轉換器轉換為數字信號，確保了采集數據的精度。

5.一種光纖陀螺指標參數自動化測試方法，包括如下步驟：

1)設置轉臺的頻率為0.8Hz、觸發圈數為8.0和溫度控制儀的起始溫度-35℃、停止溫度+80℃及溫度上升速率1.5°/min；打開計算機的測試界面，設置光纖陀螺編號、開始升溫溫度和存盤路徑；

2)將光纖陀螺固定在轉臺上，放置液氮逐漸使光纖陀螺降溫，以2.5kHZ的采樣速率對光纖陀螺輸出的靜態零偏信號、靜態電流信號、溫度信號以及動態刻度系數進行采集，在每個測試周期內得到一組測試數據；

3)當光纖陀螺的溫度降到-30℃時，給光纖陀螺斷電并且控制轉臺停止轉動，中斷測試，當斷電2分鐘或者光纖陀螺的溫度降到-35℃時，開始給光纖陀螺加熱，斷電5分鐘時，給光纖陀螺恢復供電并且恢復轉臺轉動，重新以20s為周期繼續對光纖陀螺輸出的靜態零偏、靜態電流、溫度以及動態刻度系數進行采集，并將斷電前的測試數據和上電后的測試數據以圖形的形式實時的顯示在同一界面上，同時保存在存盤路徑中；

4)當溫度升到+70℃時，停止給光纖陀螺加熱，繼續測試兩分鐘后，得到整個測試過程中的光纖陀螺的靜態零偏、靜態電流和動態刻度系數測試數據，并將這些測試數據分別進行擬合，得出光纖陀螺的靜態零偏、靜態電流和動態刻度系數的擬合值；

5)將光纖陀螺的測試數據與其擬合值求差，并用圖形表示出來，顯示整個測試過程中光纖陀螺靜態零偏、靜態電流和動態刻度系數的波動大小，測試結束。

6.根據權利要求5所述的光纖陀螺指標參數自動化測試方法，其特征在于：在每個20s的測試周期內，用前6s采集光纖陀螺靜態零偏、靜態電流和溫度值，接下來10s控制溫箱轉臺轉動8圈，轉動結束后得到動態刻度系數值，最后的4s由于處理數據。

7.根據權利要求5所述的光纖陀螺指標參數自動化測試方法，其特征在于：步驟(4)所述的對測試數據分別進行擬合，是根據下列公式進行：

y₁＝a₁x³+b₁x²+c₁x+d₁

y₂＝a₂x³+b₂x²+c₂x+d₂

y₃＝a₃x³+b₃x²+c₃x+d₃

其中x代表溫度，y₁代表靜態零偏，a₁、b₁、c₁、d₁分別代表靜態零偏擬合時溫度的三階、二階、一階、零階次數，y₂代表靜態電流，a₂、b₂、c₂、d₂分別代表靜態電流擬合時溫度的三階、二階、一階、零階次數，y₃代表刻度系數，a₃、b₃、c₃、d₃分別代表刻度系數擬合時溫度的三階、二階、一階、零階次數。