一種光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)溫度采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種溫度采集系統(tǒng)，特別涉及一種應(yīng)用于光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)溫度米集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)在慣導(dǎo)領(lǐng)域有著重要作用。因?yàn)楣饫w陀螺可以滿足在不同背景下的應(yīng)用，目前，光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用在航空航天、機(jī)器人控制、雷達(dá)、武器導(dǎo)航和石油鉆井等領(lǐng)域。光纖陀螺的精度是限制其發(fā)展的重要因素，隨著光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)光纖陀螺的精度有很高的要求，尤其是在軍用武器和航空航天領(lǐng)域上。
[0003]光纖陀螺的檢測(cè)性能對(duì)溫度有很大的依耐性，其核心部件一光纖環(huán)對(duì)溫度的敏感度很高，溫度的變化會(huì)引起光纖陀螺的光路的非互易性，造成溫度漂移，影響光纖陀螺的測(cè)量精度。通常光纖陀螺的光纖環(huán)外部就是電路板，由于電路板上的電子元器件的功耗而散發(fā)出的熱量也會(huì)引起溫度的變化，可以認(rèn)為熱源分布在環(huán)圈外側(cè)，并以均勻增大的功率向內(nèi)側(cè)福射能量，導(dǎo)致在外向內(nèi)各層光纖之間形成一個(gè)隨時(shí)間變化的溫度場(chǎng)，在換取外側(cè)的熱輻射均勻增大時(shí)，各層光纖的溫度成類指數(shù)形式變化，并且各層光纖溫度變化的速率也是不同的，因此必然就會(huì)形成溫度導(dǎo)致的非互易性相位差，造成溫度漂移。溫度漂移是光纖陀螺在趨于工程化中所面臨的難題之一，早在1980年，Shupe D M就指出了，在光纖薩格納克干涉儀中，與時(shí)間有關(guān)的環(huán)境溫度變化引起的非互易性會(huì)給光纖陀螺帶來(lái)很大的漂移并且會(huì)限制其應(yīng)用范圍。因此要對(duì)光纖陀螺的結(jié)果進(jìn)行溫度補(bǔ)償，故而要對(duì)其工作工程中的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，掌握溫度變化規(guī)律。要對(duì)光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，就要用到溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，溫度采集系統(tǒng)屬于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一種。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了給光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集而提供一種溫度采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，處理和顯示。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)溫度采集系統(tǒng)，其組成包括采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，利用硬件電路對(duì)溫度信息進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，最后在上位機(jī)上顯示。
[0007]所述的一種光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)溫度采集系統(tǒng)，其特征在于采集模塊用于采集光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)理，再把調(diào)理過(guò)后的信號(hào)傳輸給AD轉(zhuǎn)換模塊。
[0008]所述的一種光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)溫度采集系統(tǒng)，其特征在于采集模塊是對(duì)光纖陀螺的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的采集，考慮光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
[0009]整個(gè)溫度采集系統(tǒng)就是利用硬件電路對(duì)溫度信息進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，最后在上位機(jī)上顯示出來(lái)，即溫度采集系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分，二者合作完成對(duì)光纖陀螺的溫度信息的采集任務(wù)。溫度采集系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)主要是對(duì)光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理以及和上位機(jī)進(jìn)行通信的通信電路的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)中整個(gè)硬件部分設(shè)計(jì)了三個(gè)模塊，包括采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。
[0010]采集模塊主要是采集光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)理，再把調(diào)理過(guò)后的信號(hào)傳輸給AD轉(zhuǎn)換模塊，因此采集模塊的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)采集電橋和調(diào)理電路;AD轉(zhuǎn)換模塊主要是把接受到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，因?yàn)橄到y(tǒng)精度的要求，以及系統(tǒng)采集速率的要求，所以需要選用高速高分辨率的AD轉(zhuǎn)換器；因?yàn)橐獙?duì)光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度進(jìn)行多路采集，因此需要對(duì)AD轉(zhuǎn)換模塊的運(yùn)行進(jìn)行控制，數(shù)據(jù)處理模塊就涉及到了單片機(jī)處理器的選取，以及與AD轉(zhuǎn)換器的通信和上位機(jī)的通信電路的設(shè)計(jì)，以便保證系統(tǒng)硬件部分正常運(yùn)行，還有和上位機(jī)的正常通信。
[0011]采集模塊主要是對(duì)光纖陀螺的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的采集，考慮光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，因此本發(fā)明采用了 10個(gè)溫度傳感器，分別在光纖陀螺的內(nèi)部放置一個(gè)溫度傳感器，三個(gè)光纖環(huán)表面各放置兩個(gè)溫度傳感器，最后還在三個(gè)加速度計(jì)上各放置了一個(gè)溫度傳感器。通過(guò)這十路的溫度傳感器，基本上可以掌握到系統(tǒng)的所有需要采集的溫度信息。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0013]硬件上還設(shè)計(jì)了串行通信接口，方便了用戶對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示和分析；
[0014]硬件電路板的設(shè)計(jì)中，采用了多層的PCB設(shè)計(jì)，充分考慮到了電路的電磁兼容性和抗干擾性；
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2為系統(tǒng)軟件流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
[0018]一種光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)溫度采集系統(tǒng)，其組成包括采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，利用硬件電路對(duì)溫度信息進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，最后在上位機(jī)上顯示。
[0019]其特征在于采集模塊用于采集光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)理，再把調(diào)理過(guò)后的信號(hào)傳輸給AD轉(zhuǎn)換模塊。
[0020]其特征在于采集模塊是對(duì)光纖陀螺的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的采集，考慮光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
[0021]結(jié)合圖1，圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。溫度采集系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)主要是對(duì)光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理以及和上位機(jī)進(jìn)行通信的通信電路的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)中整個(gè)硬件部分設(shè)計(jì)了三個(gè)模塊，包括采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。采集模塊主要是采集光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)理，再把調(diào)理過(guò)后的信號(hào)傳輸給AD轉(zhuǎn)換模塊，因此采集模塊的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)采集電橋和調(diào)理電路;AD轉(zhuǎn)換模塊主要是把接受到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，因?yàn)橄到y(tǒng)精度的要求，以及系統(tǒng)采集速率的要求，所以需要選用高速高分辨率的AD轉(zhuǎn)換器；因?yàn)橐獙?duì)光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度進(jìn)行多路采集，因此需要對(duì)AD轉(zhuǎn)換模塊的運(yùn)行進(jìn)行控制，數(shù)據(jù)處理模塊就涉及到了單片機(jī)處理器的選取，以及與AD轉(zhuǎn)換器的通信和上位機(jī)的通信電路的設(shè)計(jì)，以便保證系統(tǒng)硬件部分正常運(yùn)行，還有和上位機(jī)的正常通信。采集模塊主要是對(duì)光纖陀螺的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的采集，考慮光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，因此本設(shè)計(jì)采用了 10個(gè)溫度傳感器，分別在光纖陀螺的內(nèi)部放置一個(gè)溫度傳感器，三個(gè)光纖環(huán)表面各放置兩個(gè)溫度傳感器，最后還在三個(gè)加速度計(jì)上各放置了一個(gè)溫度傳感器。通過(guò)這十路的溫度傳感器，基本上可以掌握到系統(tǒng)的所有需要采集的溫度信息。
[0022]結(jié)合圖2，圖2為系統(tǒng)的軟件流程圖。光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)溫度采集系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)分為兩部分，包括了上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)和下位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)。
[0023]下位機(jī)軟件部分主要是設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送程序，主要包括控制AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行多路模擬量的采集程序，以及與上位機(jī)進(jìn)行串口通信的程序?？刂艫D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行多路模擬量的采集程序主要是對(duì)AD轉(zhuǎn)換器的工作模式、轉(zhuǎn)換速率以及轉(zhuǎn)換通道等等的設(shè)定，以及AD和單片機(jī)用I/O 口模擬的SPI 口通信的設(shè)定；與上位機(jī)的通信程序主要基于串行通信接口來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。
[0024]上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)一款串口通信軟件，主要是對(duì)通過(guò)串口接收到的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換成模擬量，即實(shí)際的溫度信息，因?yàn)橄到y(tǒng)對(duì)采集精度的要求，所以還要通過(guò)一些簡(jiǎn)單的算法得到的溫度信息進(jìn)行處理(例如最小二乘法)，最后還要將溫度信息進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)溫度采集系統(tǒng)，其組成包括采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，利用硬件電路對(duì)溫度信息進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，最后在上位機(jī)上顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)溫度采集系統(tǒng)，其特征在于采集模塊用于采集光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)理，再把調(diào)理過(guò)后的信號(hào)傳輸給AD轉(zhuǎn)換模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)溫度采集系統(tǒng)，其特征在于采集模塊是對(duì)光纖陀螺的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的采集，考慮光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】一種光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)溫度采集系統(tǒng)，其組成包括采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，利用硬件電路對(duì)溫度信息進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，最后在上位機(jī)上顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，處理和顯示。本發(fā)明中整個(gè)硬件部分設(shè)計(jì)了三個(gè)模塊，包括采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。整個(gè)溫度采集系統(tǒng)就是利用硬件電路對(duì)溫度信息進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，最后在上位機(jī)上顯示出來(lái)，即溫度采集系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分，二者合作完成對(duì)光纖陀螺的溫度信息的采集任務(wù)。
【IPC分類】G01K13-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104677520
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310611270
【發(fā)明人】白璐
【申請(qǐng)人】哈爾濱功成科技創(chuàng)業(yè)投資有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年11月26日