[發明專利]一種MEMS陀螺儀測試裝置、系統和方法

有效

• 申請號: 201710065869.8
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN106643809B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 張珂;羅彬;茍冠鵬;楊榮彬;張劍鋒
• 申請（專利權）人: 成都振芯科技股份有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種MEMS陀螺儀測試裝置、系統和方法，裝置包括高低溫箱（4），所述的高低溫箱（4）內部設置有轉臺臺面（3）、驅動電機、溫度控制系統、滑環和單/多芯片測試板（1），高低溫箱（4）的外部設置有轉臺控制系統；高低溫箱（4）內部還設置有數據采集板（2），數據采集板（2）安裝在轉臺臺面（3）上；所述的數據采集板（2）接收來自單/多芯片測試板（1）的模擬輸出信號，進行模數轉換后將轉換后的數字信號通過滑環輸出至高低溫箱（4）外部。本發明在高低溫箱內部設置數據采集板，通過先將被測的單/多芯片的輸出信號轉換成數字信號，然后再將轉換后的數字信號通過滑環傳輸到上位機，獲得誤差小、精度高、真實可靠的測量結果。

技術領域

本發明涉及一種MEMS陀螺儀測試裝置、系統和方法。

背景技術

科氏力即科里奧利力（Coriolis force），是對旋轉體系中進行直線運動的質點由于慣性相對于旋轉體系產生的直線運動的偏移的一種描述。旋轉中的陀螺儀會對各種形式的直線運動產生反映，通過記錄陀螺儀部件受到的科里奧利力可以進行運動的測量與控制。

MEMS陀螺儀在對體積小、重量輕、低功耗、可靠性高、安裝容易、維護成本低、抗振動、抗沖擊的組合導航、虛擬現實、手機、無人機、機器人等領域大量使用。然而，光纖陀螺、激光陀螺等傳統陀螺儀由于體積大、重量重、功耗高、安裝復雜、維護成本高等缺點，正受到來自MEMS陀螺儀的市場沖擊。生產廠家重視MEMS陀螺儀的出廠質量，在出廠前對MEMS陀螺儀進行大量測試，保證出廠產品的質量。

申請號為CN201020181149.1的實用新型專利公開了一種雙軸轉臺的MEMS陀螺測試系統，將帶高低溫箱的雙軸轉臺和MEMS陀螺傳感器測試單元結合起來，組成一種全自動的MEMS陀螺綜合測試系統，溫箱為MEMS陀螺測試提供溫度環境條件，溫度控制范圍為-55℃～+120℃，保證測試項目更全，以便在各個溫度下對MEMS 陀螺進行從標定，以增加其標定的準確性，從而解決了MEMS陀螺測試要求的高速率、測試溫控要求等問題，提高了測試效率。然而該發明專利具有以下缺點：（1）該測試系統的測試方法是將高低溫箱內的被測模擬信號通過轉臺的滑環輸出到外部的數據采集設備進行模數轉換，這種方法會在被測信號里引入大的干擾信號，降低了有用信號的信噪比，導致測試結果誤差大、精度低，不能得到真實的測量結果；（2）該測試系統的安裝MEMS陀螺的方式為在工作臺面上沿軸線對稱安裝MEMS陀螺，當工作臺面出現故障導致無法正確獲取數據時，不方便更換；（3）該測試系統無法實現遠距離的數據傳輸，同時無法根據上位機的型號更換適應的線路。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種MEMS陀螺儀測試裝置、系統和方法，解決現有技術將高低溫箱內的被測模擬信號通過轉臺的滑環輸出到外部的數據采集設備進行模數轉換，會在被測信號里引入大的干擾信號，降低了有用信號的信噪比，導致測試結果誤差大、精度低，不能得到真實的測量結果的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種MEMS陀螺儀測試裝置，所述的高低溫箱內部設置有轉臺臺面、溫度控制系統、滑環和單/多芯片測試板，所述的高低溫箱的外部設置有驅動電機和轉臺控制系統，所述的轉臺控制系統通過驅動電機控制轉臺臺面的轉動方向和速率，所述的單/多芯片測試板安裝在轉臺臺面上，所述的單/多芯片測試板上設置有芯片夾具，所述的溫度控制系統控制高低溫箱內部的溫度；所述的高低溫箱內部還設置有數據采集板，數據采集板安裝在轉臺臺面上；所述的數據采集板接收來自單/多芯片測試板的模擬輸出信號，進行模數轉換后將轉換后的數字信號通過滑環輸出至高低溫箱外部。

所述的單/多芯片測試板包括芯片夾具、測試電路和第一信號接口，待測芯片安裝于芯片夾具上，待測芯片的輸出信號經過測試電路到達第一信號接口；所述的數據采集板包括第二信號接口、模數轉換電路和第一數據傳輸接口，所述的第二信號接口與第一信號接口通過電纜連接，模數轉換電路將接收到的模擬信號轉換為數字信號通過第一數據傳輸接口發送出去。

所述的單/多芯片測試板和數據采集板通過螺釘固定安裝在轉臺臺面。