[發(fā)明專利]基于ARM的陀螺儀RS422轉(zhuǎn)高精度AO模塊

在審

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• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111930041A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王建鋒;張偉;劉興旺;蘆士光
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司哈爾濱空氣動力研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 23101
• 代理人: 吳振剛

本發(fā)明公開一種基于ARM的陀螺儀RS422信號轉(zhuǎn)高精度AO模塊，包括含有RS422接口的串口接收電路、ARM主控電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和模擬放大輸出電路，所述的含有RS422接口的串口接收電路與ARM主控電路電信號連接，ARM主控電路與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路電信號連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路與模擬放大輸出電路電信號連接；所述的ARM主控電路將接收到的陀螺儀的數(shù)據(jù)包實時解析，并將航向角、俯仰角、橫滾角線性標(biāo)定成模擬輸出所對應(yīng)的數(shù)字信號。本模塊實現(xiàn)了高精度雙冗余模擬信號輸出，實現(xiàn)模型姿態(tài)和天平數(shù)據(jù)兩個模擬量信號的高速同步實時采集，進(jìn)而滿足連續(xù)測力試驗要求。

技術(shù)領(lǐng)域:

本發(fā)明屬于飛行器風(fēng)洞試驗領(lǐng)域，涉及一種基于ARM的陀螺儀RS422信號轉(zhuǎn)高精度AO模塊。

背景技術(shù)：

風(fēng)洞連續(xù)測力試驗技術(shù)要求模型在風(fēng)洞內(nèi)連續(xù)運行的同時，實時同步采集模型氣動力數(shù)據(jù)和模型姿態(tài)數(shù)據(jù)，其中模型氣動力數(shù)據(jù)通過天平采集，輸出模擬量信號，而模型姿態(tài)數(shù)據(jù)通過高精度光纖陀螺儀測量是一個較好的選擇，陀螺儀輸出RS422信號，模擬量信號與數(shù)字量信號的高速同步采集難度較大，容易出現(xiàn)時鐘不同步，無法與模擬量信號的天平數(shù)據(jù)做高速同步實時采集，導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)對應(yīng)不準(zhǔn)確，甚至影響試驗結(jié)論。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上不足之處，本發(fā)明提供一種基于ARM的陀螺儀RS422信號轉(zhuǎn)高精度AO模塊，將陀螺儀輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成0V-10V的高精度模擬信號，統(tǒng)一了設(shè)備接口，解決了高速同步實時采集的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)如下:一種基于ARM的陀螺儀RS422信號轉(zhuǎn)高精度AO模塊，包括含有RS422接口的串口接收電路、ARM主控電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和模擬放大輸出電路，所述的含有RS422接口的串口接收電路與ARM主控電路電信號連接，ARM主控電路與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路電信號連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路與模擬放大輸出電路電信號連接；所述的ARM主控電路將接收到的陀螺儀的數(shù)據(jù)包實時解析，并將航向角、俯仰角、橫滾角線性標(biāo)定成模擬輸出所對應(yīng)的數(shù)字信號，所述的ARM主控電路采用STM32F301芯片。

本發(fā)明還具有如下特征：

1、包括含有RS422接口的串口接收電路采用ADM2582E芯片。

2、所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用AD5686芯片。

3、所述的模擬放大輸出電路采用AD8421芯片。

4、所述的模擬放大輸出電路具有2個模擬量接口，每個接口均對應(yīng)了航向角、俯仰角、橫滾角及組合高度4個通道。

5、所述的含有RS422接口的串口接收電路安裝有撥碼開關(guān)。

本發(fā)明的有益效果及優(yōu)點：本模塊實現(xiàn)了高精度雙冗余模擬信號輸出，實現(xiàn)了陀螺儀的航向角、俯仰角、橫滾角及組合高度的高精度雙冗余模擬輸出，姿態(tài)角精度可達(dá)0.01°，在ARM平臺下通過RS422接口協(xié)議實時接收陀螺儀信號，并按照陀螺儀具體數(shù)據(jù)格式傳輸模型實時姿態(tài)信息，通過高精度AO接口輸出為模擬量信號，該信號與天平數(shù)據(jù)同時接入試驗采集系統(tǒng)，實現(xiàn)模型姿態(tài)和天平數(shù)據(jù)兩個模擬量信號的高速同步實時采集，進(jìn)而滿足連續(xù)測力試驗要求。

附圖說明

圖1為串口接收電路圖；

圖2為ARM主控電路圖；

圖3為數(shù)模轉(zhuǎn)換電路圖；

圖4為模擬放大輸出電路；

圖5為本發(fā)明的實施例1的原理圖；

圖6為本發(fā)明的實施例1的模塊框圖。

其中 1、串口接收電路，2、ARM主控電路，3、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，4、模擬放大輸出電路，5、RS422接口，6、數(shù)碼開關(guān)，7、模擬量接口。

具體實施方式