CN106908079A - 三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试装置及测试方法 - Google Patents

三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试装置及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于光纤陀螺测试领域，具体公开一种三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试装置及测试方法。装置通过设计包括姿陀螺安装平台、第一维度姿态控制电机、第二维度姿态控制电机、支撑框架、轴向旋转平台的态翻转装置，实现了通过两个姿态控制电机及一个单轴速率转台实现对光线陀螺的三个维度的标度因数测试；方法通过采用中央集成控制***实现全自动控制和测试，提高了测试效率和精度。

Description

三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试装置及测试方法
技术领域
本发明属于光纤陀螺测试领域，具体涉及一种三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试装置及测试方法。
背景技术
光纤陀螺是一种集光、机、电于一体的角速率传感器，主要用于惯性测量装置和惯性导航装置，用于敏感所在载体的角速率。而惯性测量装置和惯性导航装置一般都要敏感三个正交方向的角速率来完成定位导航，因此三轴光纤陀螺组合是一种应用最为广泛的光纤陀螺。标度因数是光纤陀螺的核心性能指标之一，用来衡量光纤陀螺的动态特性，而光纤陀螺标度因数测试应按GJB2426A-2004中的5.8.1条款进行，该测试过程存在几点不足：
速率转台旋转速率是否到达设定要求，陀螺组合供电时间是否达到设定要求，数据采集是否达到设定要求，都需要操作人员判断，影响测试结果精度；速率转台的操作、陀螺的供、断电操作、陀螺的数据采集、数据的处理以及陀螺轴向的翻转都需要依赖人工，且至少需要2名操作人员配合方可完成测试，对人工依赖程度过高，测试时间长。
因此，需要研制一种三轴光纤陀螺组合标度因数全自动化测试***，提高标度因数测试精度、提高测试自动化程度、缩短测试周期，实现三轴光纤陀螺组合标度因数全自动化无人值守测试。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试装置及测试方法。
实现本发明目的的技术方案：
一种三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试装置，其特征在于：它包括中央集成控制***、速率转台控制模块、电源模块、数据采集模块、陀螺姿态控制模块、单轴速率转台和姿态翻转装置；中央集成控制***的输出端分别与速率转台控制模块、电源模块、数据采集模块、陀螺姿态控制模块的输入端连接；速率转台控制模块、电源模块、数据采集模块的输出端分别与单轴速率转台的输入端连接；陀螺姿态控制模块的输出端与姿态翻转装置的输入端连接；姿态翻转装置通过转轴与单轴速率转台连接，单轴速率转台可以带动姿态翻转装置水平转动；姿态翻转装置包括陀螺安装平台、第一维度姿态控制电机、第二维度姿态控制电机、支撑框架、轴向旋转平台；陀螺安装平台提供光纤陀螺安装基准面；支撑框架的下表面与姿态翻转装置通过转轴连接；陀螺安装平台、第一维度姿态控制电机分别设在轴向旋转平台上；第一维度姿态控制电机可以控制陀螺安装平台旋转；轴向旋转平台和第二维度姿态控制电机分别设在支撑框架上，陀螺安装平台固定设在轴向旋转平台上，第二维度姿态控制电机可以控制轴向旋转平台旋转，从而带动陀螺安装平台旋转。
一种三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试方法，它包括下列步骤
步骤1：中央集成控制***对速率转台控制模块发出指令，速率转台控制模块控制单轴速率转台，使之达到设定的速度；
步骤2：中央集成控制***对电源模块发出电源开启指令，电源模块给陀螺供电，供电时间保持15s后进行下列步骤；
步骤3：中央集成控制***对数据采集模块发出数据采集指令，采集陀螺输出的数据；
步骤4：中央集成控制***对速率转台控制模块发出指令，速率转台控制模块控制单轴速率转台改变转台旋转速率；
步骤5：重复步骤2～步骤4，单轴速率转台旋转速率分别取若干转速设定值，完成第一维度的标度因数测试；
步骤6：中央集成控制***对陀螺轴向翻转装置控制模块发出指令，第二维度姿态控制电机控制陀螺安装平台逆时针旋转90°；
步骤7：中央集成控制***对速率转台控制模块发出指令，速率转台控制模块控制单轴速率转台，使之达到设定的速度；
步骤8：中央集成控制***对电源模块发出电源开启指令，电源模块给陀螺供电，供电时间保持15s后进行下列步骤；
步骤9：中央集成控制***对数据采集模块发出数据采集指令，采集陀螺输出的数据；
步骤10：中央集成控制***对速率转台控制模块发出指令，速率转台控制模块控制单轴速率转台改变转台旋转速率；
步骤11：重复步骤8～步骤10，单轴速率转台旋转速率分别取若干转速设定值，完成第二维度的标度因数测试；
步骤12：中央集成控制***对陀螺轴向翻转装置控制模块发出指令，第一维度姿态控制电机控制陀螺安装平台逆时针旋转90°；
步骤13：中央集成控制***对速率转台控制模块发出指令，速率转台控制模块控制单轴速率转台，使之达到设定的速度；
步骤14：中央集成控制***对电源模块发出电源开启指令，电源模块给陀螺供电，供电时间保持15s后进行下列步骤；
步骤15：中央集成控制***对数据采集模块发出数据采集指令，采集陀螺输出的数据；
步骤16：中央集成控制***对速率转台控制模块发出指令，速率转台控制模块控制单轴速率转台改变转台旋转速率；
步骤17：重复步骤14～步骤16，单轴速率转台旋转速率分别取若干转速设定值，完成第三维度的标度因数测试。
所述转速设定值为±10、±30、±50、±75、±100、±150、±200、±250、±300(°)/s。
本发明的有益技术效果在于：
本发明提供的三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试装置通过设计包括姿陀螺安装平台、第一维度姿态控制电机、第二维度姿态控制电机、支撑框架、轴向旋转平台的态翻转装置，实现了通过两个姿态控制电机及一个单轴速率转台实现对光线陀螺的三个维度的标度因数测试；本发明提供的三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试方法通过采用中央集成控制***实现全自动控制和测试，提高了测试效率和精度。
附图说明
图1为本发明所提供的三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试装置的结构示意图；
图2为姿态翻转装置结构示意图。
图中：1.中央集成控制***、2.速率转台控制模块、3.电源模块、4.数据采集模块、5.陀螺翻姿态控制模块、6.单轴速率转台、7.姿态翻转装置、8.陀螺安装平台、9.第一维度姿态控制电机、10.第二维度姿态控制电机、11.支撑框架、12.轴向旋转平台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试装置包括中央集成控制***1、速率转台控制模块2、电源模块3、数据采集模块4、陀螺姿态控制模块5、单轴速率转台6和姿态翻转装置7。中央集成控制***1的输出端分别与速率转台控制模块2、电源模块3、数据采集模块4、陀螺姿态控制模块5的输入端连接；速率转台控制模块2、电源模块3、数据采集模块4的输出端分别与单轴速率转台6的输入端连接；陀螺姿态控制模块5的输出端与姿态翻转装置7的输入端连接；姿态翻转装置7通过转轴与单轴速率转台6连接，单轴速率转台6可以带动姿态翻转装置7水平转动。
如图2所示，姿态翻转装置7包括陀螺安装平台8、第一维度姿态控制电机9、第二维度姿态控制电机10、支撑框架11、轴向旋转平台12。陀螺安装平台8提供光纤陀螺安装基准面。支撑框架11的下表面与姿态翻转装置7通过转轴连接。
陀螺安装平台8、第一维度姿态控制电机9分别设在轴向旋转平台12上。第一维度姿态控制电机9可以控制陀螺安装平台8旋转。
轴向旋转平台12和第二维度姿态控制电机10分别设在支撑框架11上，陀螺安装平台8固定设在轴向旋转平台12上，第二维度姿态控制电机10可以控制轴向旋转平台12沿轴向旋转，从而带动陀螺安装平台8旋转。
本发明提供的三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试方法包括：
步骤1：中央集成控制***1对速率转台控制模块2发出指令，速率转台控制模块2控制单轴速率转台6，使之达到设定的速度；
步骤2：中央集成控制***1对电源模块3发出电源开启指令，电源模块3给陀螺供电，供电时间保持15s后进行下列步骤；
步骤3：中央集成控制***1对数据采集模块4发出数据采集指令，采集陀螺输出的数据；
步骤4：中央集成控制***1对速率转台控制模块2发出指令，速率转台控制模块2控制单轴速率转台6改变转台旋转速率；
步骤5：重复步骤2～步骤4，单轴速率转台6旋转速率分别取±10、±30、±50、±75、±100、±150、±200、±250、±300(°)/s，完成第一维度的标度因数测试；
步骤6：中央集成控制***1对陀螺轴向翻转装置控制模块7发出指令，第二维度姿态控制电机10控制陀螺安装平台8逆时针旋转90°；
步骤7：中央集成控制***1对速率转台控制模块2发出指令，速率转台控制模块2控制单轴速率转台6，使之达到设定的速度；
步骤8：中央集成控制***1对电源模块3发出电源开启指令，电源模块3给陀螺供电，供电时间保持15s后进行下列步骤；
步骤9：中央集成控制***1对数据采集模块4发出数据采集指令，采集陀螺输出的数据；
步骤10：中央集成控制***1对速率转台控制模块2发出指令，速率转台控制模块2控制单轴速率转台6改变转台旋转速率；
步骤11：重复步骤8～步骤10，单轴速率转台6旋转速率分别取±10、±30、±50、±75、±100、±150、±200、±250、±300(°)/s，完成第二维度的标度因数测试；
步骤12：中央集成控制***1对陀螺轴向翻转装置控制模块7发出指令，第一维度姿态控制电机9控制陀螺安装平台8逆时针旋转90°；
步骤13：中央集成控制***1对速率转台控制模块2发出指令，速率转台控制模块2控制单轴速率转台6，使之达到设定的速度；
步骤14：中央集成控制***1对电源模块3发出电源开启指令，电源模块3给陀螺供电，供电时间保持15s后进行下列步骤；
步骤15：中央集成控制***1对数据采集模块4发出数据采集指令，采集陀螺输出的数据；
步骤16：中央集成控制***1对速率转台控制模块2发出指令，速率转台控制模块2控制单轴速率转台6改变转台旋转速率；
步骤17：重复步骤14～步骤16，单轴速率转台6旋转速率分别取±10、±30、±50、±75、±100、±150、±200、±250、±300(°)/s，完成第三维度的标度因数测试。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (3)

1.一种三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试装置，其特征在于：它包括中央集成控制***(1)、速率转台控制模块(2)、电源模块(3)、数据采集模块(4)、陀螺姿态控制模块(5)、单轴速率转台(6)和姿态翻转装置(7)；中央集成控制***(1)的输出端分别与速率转台控制模块(2)、电源模块(3)、数据采集模块(4)、陀螺姿态控制模块(5)的输入端连接；速率转台控制模块(2)、电源模块(3)、数据采集模块(4)的输出端分别与单轴速率转台(6)的输入端连接；陀螺姿态控制模块(5)的输出端与姿态翻转装置(7)的输入端连接；姿态翻转装置(7)通过转轴与单轴速率转台(6)连接，单轴速率转台(6)可以带动姿态翻转装置(7)水平转动；姿态翻转装置(7)包括陀螺安装平台(8)、第一维度姿态控制电机(9)、第二维度姿态控制电机(10)、支撑框架(11)、轴向旋转平台(12)；陀螺安装平台(8)提供光纤陀螺安装基准面；支撑框架(11)的下表面与姿态翻转装置(7)通过转轴连接；陀螺安装平台(8)、第一维度姿态控制电机(9)分别设在轴向旋转平台(12)上；第一维度姿态控制电机(9)可以控制陀螺安装平台(8)旋转；轴向旋转平台(12)和第二维度姿态控制电机(10)分别设在支撑框架(11)上，陀螺安装平台(8)固定设在轴向旋转平台(12)上，第二维度姿态控制电机(10)可以控制轴向旋转平台(12)旋转，从而带动陀螺安装平台(8)旋转。
2.一种三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试方法，其特征在于：它包括下列步骤
步骤1：中央集成控制***(1)对速率转台控制模块(2)发出指令，速率转台控制模块(2)控制单轴速率转台(6)，使之达到设定的速度；
步骤2：中央集成控制***(1)对电源模块(3)发出电源开启指令，电源模块(3)给陀螺供电，供电时间保持15s后进行下列步骤；
步骤3：中央集成控制***(1)对数据采集模块(4)发出数据采集指令，采集陀螺输出的数据；
步骤4：中央集成控制***(1)对速率转台控制模块(2)发出指令，速率转台控制模块(2)控制单轴速率转台(6)改变转台旋转速率；
步骤5：重复步骤2～步骤4，单轴速率转台(6)旋转速率分别取若干转速设定值，完成第一维度的标度因数测试；
步骤6：中央集成控制***(1)对陀螺轴向翻转装置控制模块(7)发出指令，第二维度姿态控制电机(10)控制陀螺安装平台(8)逆时针旋转90°；
步骤7：中央集成控制***(1)对速率转台控制模块(2)发出指令，速率转台控制模块(2)控制单轴速率转台(6)，使之达到设定的速度；
步骤8：中央集成控制***(1)对电源模块(3)发出电源开启指令，电源模块(3)给陀螺供电，供电时间保持15s后进行下列步骤；
步骤9：中央集成控制***(1)对数据采集模块(4)发出数据采集指令，采集陀螺输出的数据；
步骤10：中央集成控制***(1)对速率转台控制模块(2)发出指令，速率转台控制模块(2)控制单轴速率转台(6)改变转台旋转速率；
步骤11：重复步骤8～步骤10，单轴速率转台(6)旋转速率分别取若干转速设定值，完成第二维度的标度因数测试；
步骤12：中央集成控制***(1)对陀螺轴向翻转装置控制模块(7)发出指令，第一维度姿态控制电机(9)控制陀螺安装平台(8)逆时针旋转90°；
步骤13：中央集成控制***(1)对速率转台控制模块(2)发出指令，速率转台控制模块(2)控制单轴速率转台(6)，使之达到设定的速度；
步骤14：中央集成控制***(1)对电源模块(3)发出电源开启指令，电源模块(3)给陀螺供电，供电时间保持15s后进行下列步骤；
步骤15：中央集成控制***(1)对数据采集模块(4)发出数据采集指令，采集陀螺输出的数据；
步骤16：中央集成控制***(1)对速率转台控制模块(2)发出指令，速率转台控制模块(2)控制单轴速率转台(6)改变转台旋转速率；
步骤17：重复步骤14～步骤16，单轴速率转台(6)旋转速率分别取若干转速设定值，完成第三维度的标度因数测试。
3.根据权利要求2所述的一种三轴光纤陀螺组合标度因数自动化测试方法，其特征在于：所述转速设定值为±10、±30、±50、±75、±100、±150、±200、±250、±300(°)/s。
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