[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

技術領域

本發明屬于數據采集與測試技術領域，具體地說是一種光纖陀螺指標參數自動化測試系統及方法，可用于航空航天領域及飛行器控制系統。

背景技術

光纖陀螺具有精度高、抗干擾能力強、預熱時間短等一系列優點，在航空航天以及其它各個領域得到了廣泛的應用，它決定著飛行器導航和姿態控制精度，它的品質好壞直接影響飛行器控制系統的可靠性。因此光纖陀螺的性能參數測試對于光纖陀螺占據著舉足輕重的地位，成為該領域最基本技術之一，所以一套高精度的測試系統成為光纖陀螺參數測試必不可少的設備。

目前已有一些光纖陀螺參數采集與測試系統，如基于USB的光纖陀螺測試系統、基于RS-232的光纖陀螺測試系統等，這些測試系統雖然能夠完成光纖陀螺的基本參數測試，但是都存在著一些不足之處，比如基于RS-232的光纖陀螺測試系統雖然連接簡單，但是數據傳輸速率慢，因而使其成為高速數據傳輸的瓶頸；基于USB的光纖陀螺測試系統雖然可以同時解決傳輸速率、單位時間數據吞吐量的問題，但是其硬件電路相對比較復雜，測試數據精度低。此外，這兩種測試系統還存在著另外一個不足之處：自動化程度低，要用手動控制溫箱和轉臺，測試數據的記錄、處理和分析也是由人工完成，需要耗費大量的時間去做數據的分析，導致測試期間操作步驟比較復雜，延長了測試時間，測試結果不直觀。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種光纖陀螺指標參數自動化測試系統及方法，以提高測試數據精度，減少人工操作的復雜度，使得測試操作簡單易行，縮短測試的時間，提高測試系統的自動化程度，直觀顯示測試結果。

為實現上述目的，本發明的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。

所述的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。

所述的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。

為實現上述目的，本發明的自動化測試方法，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。

本發明具有如下優點：