專利名稱：多功能光纖陀螺測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本系統(tǒng)適用于慣性器件光纖陀螺領(lǐng)域，用于光纖陀螺研制、試驗(yàn)和生產(chǎn)過程中陀螺的測試、試驗(yàn)和驗(yàn)證。
背景技術(shù)：
光纖陀螺是基于Saganc效應(yīng)的新型全固態(tài)光學(xué)陀螺，與傳統(tǒng)的機(jī)械陀螺相比，它具有耐沖擊、抗加速運(yùn)動、壽命長、分辨率高、動態(tài)范圍寬、啟動時(shí)間極短等優(yōu)點(diǎn)，已成為新 一代捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中理想的慣性器件。在光纖陀螺的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，陀螺的性能測試是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它包括對光纖陀螺的靜態(tài)、動態(tài)測試、隨機(jī)測試和標(biāo)定等。傳統(tǒng)的測試系統(tǒng)接ロ単一，只能對某ー種接ロ類型的陀螺進(jìn)行測試；而且系統(tǒng)體積龐大，移動困難，無法實(shí)現(xiàn)野外現(xiàn)場測試要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種多功能光纖陀螺測試系統(tǒng)，克服現(xiàn)有系統(tǒng)接ロ単一、移動困難無法適應(yīng)野外現(xiàn)場測試的缺陷。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種多功能光纖陀螺測試系統(tǒng)，包括處理器，其特征在于，還包括脈沖輸入接ロ、模擬量輸入接口和串行輸入接ロ ；所述脈沖輸入接ロ通過計(jì)數(shù)器連接所述處理器，所述模擬量輸入接ロ通過A/D轉(zhuǎn)換器連接所述處理器，所述串行輸入接ロ通過電平轉(zhuǎn)換電路連接所述處理器。本實(shí)用新型的電源還包括內(nèi)置式電池，便于本實(shí)用新型的野外現(xiàn)場的便攜式應(yīng)用。進(jìn)ー步，本實(shí)用新型還包括充放電電路連接所述內(nèi)置式電池，所述內(nèi)置式電池為可充電電池。本實(shí)用新型具有如下有益效果特別適用于室外無供電場所的陀螺測試，可現(xiàn)場迅速進(jìn)行陀螺的故障診斷和定位；提供了多種類型的陀螺接ロ，可廣泛用于各種型號的陀螺測試；自動化完成陀螺的速率標(biāo)定，大幅提高工作效率，提高可靠性。

圖I為本實(shí)用新型的原理框圖。圖2為電源充放電電路參考圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。如圖I所示，包括多接ロ設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的脈沖輸入接口先經(jīng)過ー個(gè)脈沖整形電路對脈沖信號進(jìn)行整形，將不規(guī)整的脈沖信號整形為標(biāo)準(zhǔn)的方波信號后，再輸出給計(jì)數(shù)器進(jìn)行脈沖數(shù)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值由下位機(jī)讀出處理；模擬量輸入接口先經(jīng)過ー個(gè)采樣保持電路后，再輸出給A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果由下位機(jī)讀出處理；串行輸入接ロ根據(jù)陀螺串行輸入信號電平(RS232/RS422/ RS485)的不同，需要先進(jìn)行相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換，對總線型接ロ(RS485)還需要通過接ロ給陀螺發(fā)送相關(guān)的選通信號；整個(gè)系統(tǒng)可使用エ頻電源和內(nèi)置電池雙供電，使用電池以及相關(guān)的充放電電路方案實(shí)現(xiàn)在線充放電功能，并設(shè)計(jì)電源供電電路為整個(gè)系統(tǒng)供電；上、下位機(jī)接ロ完成上位機(jī)指令發(fā)送和下位機(jī)數(shù)據(jù)的接收。接ロ采用USB接ロ或其他高速通訊接ロ。全自動速率標(biāo)定包括轉(zhuǎn)臺控制、數(shù)據(jù)采集和計(jì)算等功能。上位機(jī)控制轉(zhuǎn)臺以預(yù)訂的速率開始轉(zhuǎn)動，自動標(biāo)定狀態(tài)下，上位機(jī)控制轉(zhuǎn)臺分別按照靜態(tài)、±l°/s、±3°/S、±5°/ S、靜態(tài)等速率轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)臺速率達(dá)到設(shè)定值后，開始采集陀螺輸出，得到各點(diǎn)的速率值，在所有速率點(diǎn)數(shù)據(jù)采集完成后，系統(tǒng)按照國家軍用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算陀螺的標(biāo)度因數(shù)和標(biāo)度因數(shù)穩(wěn)定性指標(biāo)。各部分具體詳述如下a)電源部分。電池和充放電電路部分可采用市售成品筆記本電源適配器和配套電池，或其他功能類似的產(chǎn)品。也可以自己設(shè)計(jì)電路制作，自己設(shè)計(jì)時(shí)可參考圖2電路圖。市電輸入電路由電源防雷器P1，P2，帶通濾波器Z和隔離變壓器Tl等組成。T2、D1 D4、C1組成變壓、整流、濾波電路，電池充電電路是由三端可調(diào)穩(wěn)壓集成塊LM317、輸出電壓調(diào)節(jié)電路》1、1 2、1^1)、保護(hù)ニ極管05、06等組成。D7是隔離ニ極管，防止市電停電后電池電壓反饋到前端穩(wěn)壓電路，損壞前端電路。R3是限流電阻，防止負(fù)載過流保護(hù)穩(wěn)壓塊。供電電路部分使用電壓基準(zhǔn)芯片對電池輸出進(jìn)行穩(wěn)壓后輸出給各部分電路使用。b)脈沖輸入接ロ。輸入脈沖的波形往往不規(guī)則，邊沿不陡，幅度不齊，不能直接輸入到數(shù)字電路。因?yàn)閱畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出幅度僅決定于輸出的高、低電平，寬度只與定時(shí)元件有關(guān)，所以利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能把不規(guī)則的輸入信號整形成為幅度、寬度都能相同的矩形脈沖。計(jì)數(shù)器一般采用下位機(jī)集成的計(jì)數(shù)器，位數(shù)16位或32位都能夠滿足要求，但采用16位計(jì)數(shù)器時(shí)系統(tǒng)讀取的時(shí)間間隔必須盡可能小，否則計(jì)數(shù)器很快就會溢出。采用32位計(jì)數(shù)器則可降低系統(tǒng)軟件的復(fù)雜性。c)模擬量輸入接ロ。采樣保持電路處于流水線A/D轉(zhuǎn)換器的前端，其作用是對指定的模擬信號進(jìn)行采樣，并將該采樣信號保持一段時(shí)間，以便后續(xù)電路對其進(jìn)行處理，其性能指標(biāo)直接決定A/D轉(zhuǎn)換器的速度和精度。采樣保持電路主要有電荷重分配型和電容翻轉(zhuǎn)型兩種，前者輸入共模范圍大；后者所需面積小，同時(shí)在狀態(tài)切換時(shí)無電荷傳輸現(xiàn)象，噪聲性能更好。目前很多A/D轉(zhuǎn)換器都將采樣保持電路和多路選擇電路集成到到器件內(nèi)部，選擇這種器件可減少設(shè)計(jì)復(fù)雜度。A/D轉(zhuǎn)換器需要16位以上的精度才能較好的滿足光纖陀螺信號采集要求。d)串行輸入接ロ。為了提高信號的抗干擾能力和驅(qū)動能力，陀螺串行輸出信號一般不直接輸出TTL電平，通常采用RS232、RS422或RS485電平輸出。這是測試電路需要將這些電平轉(zhuǎn)換為TTL電平，再輸出到URAT接ロ接收。UART接ロ一般直接使用下位機(jī)集成的電路。[0022]e) 上位機(jī)、下位機(jī)接ロ。上、下位機(jī)接ロ最普遍的是串行接ロ，但串行接ロ最高傳輸速度只能達(dá)到1M。USB或其他高速接ロ速度通?？蛇_(dá)數(shù)十兆，在系統(tǒng)要求較高的場合一般采用USB接ロ。串行接口和USB接ロ電路現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍，可選范圍很廣。f) 陀螺全自動速率標(biāo)定。全自動速率標(biāo)定在系統(tǒng)中主要由軟件完成，包括轉(zhuǎn)臺控制、數(shù)據(jù)采集和計(jì)算等。大部分的速率轉(zhuǎn)臺都使用串行接ロ與上位機(jī)通訊，通訊協(xié)議與轉(zhuǎn)臺有夫。自動標(biāo)定狀態(tài)下轉(zhuǎn)臺速率點(diǎn)的選擇一般采用 靜態(tài)I、±l°/s、±3°/s、±5°/s和靜態(tài)2幾個(gè)速率點(diǎn)，主要根據(jù)用戶要求確定。在轉(zhuǎn)臺速率啟動并達(dá)到設(shè)定速率值后，系統(tǒng)開始采集陀螺輸出，得到各點(diǎn)的速率值，在所有速率點(diǎn)數(shù)據(jù)采集完成后，系統(tǒng)按照國家軍用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算陀螺的標(biāo)度因數(shù)和標(biāo)度因數(shù)穩(wěn)定性指標(biāo)。本系統(tǒng)能夠?qū)Χ喾N接ロ類型的光纖陀螺進(jìn)行測試和標(biāo)定，小巧輕便，自帶電池供電，非常適合室外現(xiàn)場測試和作業(yè)。
權(quán)利要求1.一種多功能光纖陀螺測試系統(tǒng)，包括處理器，其特征在于，還包括脈沖輸入接ロ、模擬量輸入接ロ和串行輸入接ロ ；所述脈沖輸入接ロ通過計(jì)數(shù)器連接所述處理器，所述模擬量輸入接ロ通過A/D轉(zhuǎn)換器連接所述處理器，所述串行輸入接ロ通過電平轉(zhuǎn)換電路連接所述處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多功能光纖陀螺測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括內(nèi)置式電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能光纖陀螺測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括充放電電路連接所述內(nèi)置式電池，所述內(nèi)置式電池為可充電電池。
專利摘要本實(shí)用新型適用于慣性器件光纖陀螺領(lǐng)域，用于光纖陀螺研制、試驗(yàn)和生產(chǎn)過程中各種接口速率陀螺的試驗(yàn)和測試。本實(shí)用新型提出了一種多功能光纖陀螺測試系統(tǒng)，包括處理器，其特征在于，還包括脈沖輸入接口、模擬量輸入接口和串行輸入接口；所述脈沖輸入接口通過計(jì)數(shù)器連接所述處理器，所述模擬量輸入接口通過A/D轉(zhuǎn)換器連接所述處理器，所述串行輸入接口通過電平轉(zhuǎn)換電路連接所述處理器。在外部提供速率轉(zhuǎn)臺時(shí)，還能自動完成陀螺的速率標(biāo)定和計(jì)算，計(jì)算方法符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。測試系統(tǒng)可采用電池供電，適用于野外臨時(shí)作業(yè)測試；也可用工頻電源供電，適用于室內(nèi)長時(shí)間使用。
文檔編號G01C25/00GK202452989SQ201120475930
公開日2012年9月26日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者黎秋甫 申請人:湖北三江航天紅峰控制有限公司