[發明專利]一種應用于液浮陀螺儀的高精度信號采集系統及方法

有效

• 申請號: 202110028353.2
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112857349B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 毛佳珍;石慧;趙新宇
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0七研究所
• 主分類號: G01C19/20
• 分類號: G01C19/20
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

1.一種應用于液浮陀螺儀的高精度信號采集系統的采集方法，其特征在于：采集系統包括交流信號放大器、相敏解調器、直流信號放大器、信號校正電路、功率放大器、力矩器、采樣電阻、電流頻率轉換模塊、信號采集電路和上位機，其中交流信號放大器、相敏解調器、直流信號放大器、信號校正電路、功率放大器、力矩器、采樣電阻、電流頻率轉換模塊、信號采集電路和上位機依次連接，電流頻率轉換模塊的接地端接地；信號采集電路包括信號緩沖器、FPGA和串口接口，FPGA包括第一計數器、第二計數器、加法器和串口通訊，電流頻率轉換模塊的正脈沖輸出端連接信號緩沖器的正脈沖輸入端，電流頻率轉換模塊的負脈沖輸出端連接信號緩沖器的負脈沖輸入端，信號緩沖器的第一輸出端通過第一計數器連接加法器，信號緩沖器的第二輸出端通過第二計數器連接加法器，加法器的輸出端連接串口通訊的輸入端，串口通訊的輸出端連接上位機；

采集方法包括以下步驟：

步驟1、陀螺儀輸出電信號至交流信號放大器，進行交流信號的放大以及降噪，同時對信號進行傅里葉分析以確定干擾信號；

步驟2、根據干擾信號，調整陀螺儀中傳感器的工作頻率位于干擾信號兩個高次諧波中心位置，將信號輸出再次入至交流信號放大器；

步驟3、降噪后的交流信號輸入至相敏解調器進行交直流信號的轉換；

步驟4、轉換生成的直流信號輸入至直流信號放大器，進行直流信號的放大并在信號放大后進行濾波；

步驟5、濾波后的直流信號輸入至信號校正電路進行信號校正；

步驟6、信號校正后的直流信號輸入至功率放大器進行功率放大；

步驟7、功率放大的電流信號輸入至力矩器；

步驟8、與力矩器和采樣電阻連接的電流頻率轉換模塊接地端斷開，將電流頻率轉換模塊串入陀螺儀電路，陀螺儀參考地連接至電流頻率轉換模的模擬地，信號采集電路采集通過力矩器的信號并轉換成激磁頻率信號；

步驟9、激磁頻率信號輸入至上位機，并在上位機產生陀螺儀信號結果。

2.根據權利要求1所述的一種應用于液浮陀螺儀的高精度信號采集系統的采集方法，其特征在于：所述步驟1中確定干擾信號的具體實現方法為：對輸出信號進行低通或者帶通濾波處理，剔除雜散干擾，經處理后的信號接至示波器，做信號的頻譜分析。

3.根據權利要求1所述的一種應用于液浮陀螺儀的高精度信號采集系統的采集方法，其特征在于：所述步驟1中交流信號放大器中附加高Q值的帶通濾波器，調節高Q值的帶通濾波器的參數，在二階BPF的結構基礎上增加一級反相比例運放，引入適量的正反饋，把Q值提高到50。