[發明專利]一種I/F電路及其校準方法、校準裝置

有效

• 申請號: 202110119910.1
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112946456B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 歐陽英圖;范源;張特;李澤昀
• 申請（專利權）人: 湖南航天機電設備與特種材料研究所
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;G01C21/16;G01C25/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中;張珉瑞

本發明公開了一種I/F電路的校準方法，包括如下步驟：S1、采集積分電路在放電狀態下的Δ′的值；Δ′為相鄰兩次采樣值之差，采樣值為積分電容兩端的壓降值；S2、將Δ′的值作為標準電壓U₀以對I/F電路進行校準。由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明可以實現在沒有外部激勵電流的條件下，通過采集處理電路控制放電電路的開關使得積分電路放電，然后通過采集積分電路在放電狀態下的Δ′的值，并將Δ′的值直接作為標準電壓U₀對I/F電路進行校準，從而避免了由于引入外部激勵電流而引起的計算結果不準確的問題。另一方面，本發明可通過嵌入式系統將控制方法及計算方法寫入處理器從而實現自動校準，無需將電路板從系統中取出，校準過程十分方便。

技術領域

本發明涉及精密儀器校準領域，具體涉及一種I/F電路及其校準方法、校準裝置。

背景技術

捷聯慣性導航系統(以下簡稱為慣導)是以陀螺和加速度計為敏感器件的導航參數解算系統，該系統根據陀螺的輸出建立導航坐標系，根據加速度計輸出解算出運載體在導航坐標系中的速度和位置，目前已廣泛應用在航天軍事領域，其缺點在于：隨時間的推移，慣導系統各單板中的相關硬件參數不可避免會產生漂移，I/F電路的關鍵參數U₀也會隨之改變。若不及時對U₀值進行校準，將會導致慣導的使用精度下降，從而影響相關武器裝備的可靠性。

I/F電路為電荷平衡式的積分電路，如圖2所示，I/F電路包括積分電路、AD芯片1、采集處理電路和放電電路；其中放電電路分為正向放電電路及負向放電電路，由采集處理電路產生放電電路開關控制信號K1、K2，當開關處于關閉狀態時，放電電路的電流將會流向地。

傳統校準方法是使用恒流源設備對積分電路輸入一個較小的激勵電流(0.01mA)，隨即積分電容進行充電存儲激勵電流源電荷，AD芯片1檢測積分電容兩端的電壓變化，并產生AD值傳給采集處理電路，當采集到的AD值達所規定的閾值時，采集處理電路將會根據輸入電流的方向產生放電電路開關控制信號K1或K2使放電電路的電流流入積分電路(若恒流源設備的輸入電流為正電流，則采集處理電路產生反向放電電路開關控制信號K2，使反向放電電路的電流流入積分電路)，由于設計的放電電路所產生的電流遠大于恒流源設備的輸入電流，保證在一次采樣周期內將積分電路的電荷放完。為了有效的觀察I/F電路的測量精度，現有公式1、式2為我們提供脈沖運算的理論基礎。

其中，式1為I/F電路充電時的脈沖計算公式，式2為I/F電路打開放電電路開關時，進行放電的脈沖計算公式。相鄰兩次采樣值之差(上次采樣值-本次采樣值)為積分電容兩端的AD值，U₀為標準電壓，B₀為倍率，a為值為1的常量。當外界輸入為一個恒流時，為了使數字脈沖更易觀察，需要使脈沖數1等于脈沖數2，采樣值為測量值，計算出合適的標準電壓U₀即可保證脈沖輸出的穩定性。

經過推導驗證可得：

可得：

U₀＝Δ-Δ′或U₀＝Δ′-Δ (4)

Δ為充電狀態下的相鄰兩次采樣值之差，由恒流源設備加入的激勵電流產生；Δ′為放電狀態下的相鄰兩次采樣值之差，由放電電路的電流及恒流源設備加入的激勵電流共同產生。

這種傳統校準方法的缺點在于：U₀值受到恒流源設備本身激勵電流精度的影響而產生計算誤差，使得計算結果不準確，慣導組件精度下降。

發明內容