激光导引头MEMS陀螺的筛选测试系统及方法技术方案

技术编号:21179511 阅读:17 留言:0更新日期:2019-05-22 12:55
本发明专利技术公开了一种激光导引头MEMS陀螺的筛选测试系统,它包括测试数据采集单元、动态筛选测试单元和温度补偿筛选测试单元,本发明专利技术能够将采购回来的MEMS陀螺进行单独的性能筛选,避免将陀螺装机后才能进行性能筛选测试,若不合格只能报废处理,本方法可将单独的陀螺进行筛选测试,通过设计的三大筛选测试系统能够有效筛选出零位漂移误差小、不同转速环境下动态性稳定、不同温度环境下的角速度输出值稳定的MEMS陀螺,通过标定补偿方式能够将不同环境下筛选出来的有效MEMS陀螺的精度得到进一步的提高,使得产品的指标精度得到提高。

Screening and Testing System and Method of Laser Seeker MEMS Gyroscope

The invention discloses a screening test system for a laser seeker MEMS gyroscope, which includes a test data acquisition unit, a dynamic screening test unit and a temperature compensation screening test unit. The invention can screen the performance of the purchased MEMS gyroscope separately, so as to avoid the performance screening test after the gyroscope is installed. If the gyroscope is not qualified, it can only be scrapped, the method can be used to screen the performance of the purchased MEMS gyroscop The single gyroscope is screened and tested. The three screening test systems designed can effectively screen out the micro-machined gyroscopes with small zero drift error, stable dynamic performance under different rotational speeds and stable angular velocity output under different temperature environments. The precision of the effective micro-machined gyroscopes screened under different environments can be further improved by calibration compensation method, so that the production can be achieved. The index precision of the product has been improved.

【技术实现步骤摘要】
激光导引头MEMS陀螺的筛选测试系统及方法
本专利技术涉及测试
,具体地指一种激光导引头MEMS陀螺(Micro-Electro-MechanicalSystem,微机电陀螺)的筛选测试系统及方法。
技术介绍
在导弹的导引头中,光电探测器为了获取稳定的目标图像,要求平台稳定系统能隔离弹体角位移对导弹射击线的扰动,实现导引头精确跟随目标瞄准线,从而为大视场目标捕获与跟踪和小视场目标识别提供测量和计算基准,提高导弹在行进间的命中率;平台稳定系统以陀螺为核心敏感元件,陀螺的测量精度在很大程度上决定了系统的稳定精度。由于传统的陀螺体积较大,早期的稳定跟踪平台在实际应用中常存在体积庞大、质量较重、可靠性差、价格昂贵、故障率高、难以保养维护等缺点。MEMS陀螺具有重量轻、体积小、低价格、低功耗及高可靠性等优点,广泛应用于军事装备和民用设施中。MEMS陀螺微型化特性决定了其能完成一些传统传感器无法在微米量级特征尺寸下实现的功能。目前,MEMS陀螺是国内外已实现并投入使用的最重要的MEMS惯性传感器之一。MEMS陀螺是激光导引头位标器中的核心部件,但由于MEMS陀螺自身的加工材料以及加工工艺水平等方面的制约,容易受到外界的温度影响及力矩干扰,造成陀螺的零位漂移误差大及动态性能不稳定等结果,所以需要对MEMS陀螺性能进行筛选,筛选出满足性能要求的陀螺,但是目前MEMS陀螺厂家不能进行性能筛选,只能采购回来后通过装机测试来筛选出性能合格的MEMS陀螺,不能单独对MEMS陀螺进行筛选。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种激光导引头MEMS陀螺的筛选测试系统及方法,本专利技术能够有效筛选出零位漂移误差小及动态性能稳定、温度感应好的陀螺。为实现此目的,本专利技术所设计的激光导引头MEMS陀螺的筛选测试系统,其特征在于:它包括测试数据采集单元、动态筛选测试单元和温度补偿筛选测试单元,所述测试数据采集单元包括测试计算机和陀螺静态数据采集装置,陀螺静态数据采集装置的陀螺静态数据通信端连接测试计算机的通信端,陀螺静态数据采集装置的陀螺数据采集端用于连接MEMS陀螺的数据输出端;所述动态筛选测试单元包括第一激光引导头筛选测试设备、第一陀螺数据采集设备、三轴转台、对三轴转台进行控制及数据采集的三轴转台控制器、设置在MEMS陀螺外围的第一静电释放装置、将MEMS陀螺固定到三轴转台上的第一陀螺固定块,所述第一激光引导头筛选测试设备的通信端连接第一陀螺数据采集设备的第一通信端,第一陀螺数据采集设备的第二通信端连接三轴转台控制器的通信端,第一陀螺数据采集设备的第三通信端连接MEMS陀螺的数据输出端;所述温度补偿筛选测试单元包括第二激光引导头筛选测试设备、第二陀螺数据采集设备、温控箱、对温控箱进行控制及数据采集的温控箱控制器、设置在MEMS陀螺外围的第二静电释放装置、将MEMS陀螺固定到温控箱上的第二陀螺固定块,所述第二激光引导头筛选测试设备的通信端连接第二陀螺数据采集设备的第一通信端,第二陀螺数据采集设备的第二通信端连接温控箱控制器的通信端,第二陀螺数据采集设备第三通信端连接MEMS陀螺的数据输出端。一种利用上述系统的激光导引头MEMS陀螺的筛选测试方法,其特征在于,它包括如下步骤:步骤1:检测MEMS陀螺的阻抗值是否大于等于阻抗阈值,当陀螺的阻抗值大于等于阻抗阈值时进入步骤2,否则停止测试;步骤2:通过测试数据采集单元对MEMS陀螺进行上电测试,陀螺静态数据采集装置获取MEMS陀螺静态下的零位值,当然MEMS陀螺静态下的零位值处于预设的零位值误差范围内时进入步骤3,否则停止测试;步骤3:通过动态筛选测试单元进行MEMS陀螺的动态筛选测试,通过三轴转台控制器控制三轴转台进行预设的A个不同预设转速下的MEMS陀螺状态测试,在每个预设转速下进行MEMS陀螺状态测试时判断MEMS陀螺的零位值是否处于预设的零位值误差范围内,同时确定MEMS陀螺的零位值时间曲线是否有跳点,当每个预设转速下进行MEMS陀螺状态测试时观察MEMS陀螺的零位值均在预设的零位值误差范围内,且MEMS陀螺的零位值时间曲线无跳点时进入步骤4,否则停止测试;步骤4:通过温度补偿筛选测试单元进行MEMS陀螺的温度补偿筛选测试,通过温控箱控制器控制温控箱进行B个不同预设测试温度下的MEMS陀螺状态测试,在每个预设测试温度下进行MEMS陀螺状态测试时判断MEMS陀螺的零位值是否处于预设的零位值误差范围内,同时确定MEMS陀螺的零位值时间曲线是否有跳点,当每个预设测试温度下进行MEMS陀螺状态测试时的MEMS陀螺的零位值均在预设的零位值误差范围内,且MEMS陀螺的零位值时间曲线无跳点时,进入步骤5,否则停止测试;步骤5:通过温控箱控制器控制温控箱在每个预设温度下保温15~25min,然后采集3~6min的MEMS陀螺的零位值作为陀螺零位值标定参考数据,陀螺温度补偿标定系统根据每个预设温度下的陀螺零位值标定参考数据对MEMS陀螺进行温度补偿标定使MEMS陀螺的零位值误差处于0°/S±0.06°/S之内。本专利技术能够将采购回来的MEMS陀螺进行单独的性能筛选,避免将陀螺装机后才能进行性能筛选测试,若不合格只能报废处理,本方法可将单独的陀螺进行筛选测试,通过设计的三大筛选测试系统能够有效筛选出零位漂移误差小、不同转速环境下动态性稳定、不同温度环境下的角速度输出值稳定的MEMS陀螺,通过标定补偿方式能够将不同环境下筛选出来的有效MEMS陀螺的精度得到进一步的提高,使得产品的指标精度得到提高,从而满足产品的使用要求,且该方法能用于大批量的MEMS陀螺的筛选测试,具有良好的推广前景。附图说明图1为本专利技术的测试方法流程图;图2为本专利技术的原始数据曲线图;图3为本专利技术的温度补偿后的曲线图;图4为本专利技术的数据对比图;图5为本专利技术的陀螺数据采集系统;图6为本专利技术的动态筛选测试系统;图7为本专利技术的温度补偿标定筛选测试系统;其中,1—测试数据采集单元、1.1—测试计算机、1.2—陀螺静态数据采集装置、2—动态筛选测试单元、2.1—三轴转台、2.2—三轴转台控制器、2.3—第一静电释放装置、2.4—第一陀螺固定块、2.5—第一激光引导头筛选测试设备、2.6—第一陀螺数据采集设备、3—温度补偿筛选测试单元、3.1—温控箱、3.2—温控箱控制器、3.3—第二静电释放装置、3.4—第二陀螺固定块、3.5—第二激光引导头筛选测试设备、3.6—第二陀螺数据采集设备、4—MEMS陀螺。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明:本专利技术所设计的一种激光导引头MEMS陀螺的筛选测试系统,它包括测试数据采集单元1、动态筛选测试单元2和温度补偿筛选测试单元3,所述测试数据采集单元1包括测试计算机1.1和陀螺静态数据采集装置1.2,陀螺静态数据采集装置1.2的陀螺静态数据通信端连接测试计算机1.1的通信端,陀螺静态数据采集装置1.2的陀螺数据采集端用于连接MEMS陀螺4的数据输出端,如图1所示;所述动态筛选测试单元2包括第一激光引导头筛选测试设备2.5、第一陀螺数据采集设备2.6、三轴转台2.1、对三轴转台2.1进行控制及数据采集的三轴转台控制器2.2、设置在MEMS陀螺4外围的第一静电释放装置2.3(绝缘用)、将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光导引头MEMS陀螺的筛选测试系统,其特征在于:它包括测试数据采集单元(1)、动态筛选测试单元(2)和温度补偿筛选测试单元(3),所述测试数据采集单元(1)包括测试计算机(1.1)和陀螺静态数据采集装置(1.2),陀螺静态数据采集装置(1.2)的陀螺静态数据通信端连接测试计算机(1.1)的通信端,陀螺静态数据采集装置(1.2)的陀螺数据采集端用于连接MEMS陀螺(4)的数据输出端;所述动态筛选测试单元(2)包括第一激光引导头筛选测试设备(2.5)、第一陀螺数据采集设备(2.6)、三轴转台(2.1)、对三轴转台(2.1)进行控制及数据采集的三轴转台控制器(2.2)、设置在MEMS陀螺(4)外围的第一静电释放装置(2.3)、将MEMS陀螺(4)固定到三轴转台(2.1)上的第一陀螺固定块(2.4),所述第一激光引导头筛选测试设备(2.5)的通信端连接第一陀螺数据采集设备(2.6)的第一通信端,第一陀螺数据采集设备(2.6)的第二通信端连接三轴转台控制器(2.2)的通信端,第一陀螺数据采集设备(2.6)的第三通信端连接MEMS陀螺(4)的数据输出端;所述温度补偿筛选测试单元(3)包括第二激光引导头筛选测试设备(3.5)、第二陀螺数据采集设备(3.6)、温控箱(3.1)、对温控箱(3.1)进行控制及数据采集的温控箱控制器(3.2)、设置在MEMS陀螺(4)外围的第二静电释放装置(3.3)、将MEMS陀螺(4)固定到温控箱(3.1)上的第二陀螺固定块(3.4),所述第二激光引导头筛选测试设备(3.5)的通信端连接第二陀螺数据采集设备(3.6)的第一通信端,第二陀螺数据采集设备(3.6)的第二通信端连接温控箱控制器(3.2)的通信端,第二陀螺数据采集设备(3.6)第三通信端连接MEMS陀螺(4)的数据输出端。...

【技术特征摘要】
1.一种激光导引头MEMS陀螺的筛选测试系统,其特征在于:它包括测试数据采集单元(1)、动态筛选测试单元(2)和温度补偿筛选测试单元(3),所述测试数据采集单元(1)包括测试计算机(1.1)和陀螺静态数据采集装置(1.2),陀螺静态数据采集装置(1.2)的陀螺静态数据通信端连接测试计算机(1.1)的通信端,陀螺静态数据采集装置(1.2)的陀螺数据采集端用于连接MEMS陀螺(4)的数据输出端;所述动态筛选测试单元(2)包括第一激光引导头筛选测试设备(2.5)、第一陀螺数据采集设备(2.6)、三轴转台(2.1)、对三轴转台(2.1)进行控制及数据采集的三轴转台控制器(2.2)、设置在MEMS陀螺(4)外围的第一静电释放装置(2.3)、将MEMS陀螺(4)固定到三轴转台(2.1)上的第一陀螺固定块(2.4),所述第一激光引导头筛选测试设备(2.5)的通信端连接第一陀螺数据采集设备(2.6)的第一通信端,第一陀螺数据采集设备(2.6)的第二通信端连接三轴转台控制器(2.2)的通信端,第一陀螺数据采集设备(2.6)的第三通信端连接MEMS陀螺(4)的数据输出端;所述温度补偿筛选测试单元(3)包括第二激光引导头筛选测试设备(3.5)、第二陀螺数据采集设备(3.6)、温控箱(3.1)、对温控箱(3.1)进行控制及数据采集的温控箱控制器(3.2)、设置在MEMS陀螺(4)外围的第二静电释放装置(3.3)、将MEMS陀螺(4)固定到温控箱(3.1)上的第二陀螺固定块(3.4),所述第二激光引导头筛选测试设备(3.5)的通信端连接第二陀螺数据采集设备(3.6)的第一通信端,第二陀螺数据采集设备(3.6)的第二通信端连接温控箱控制器(3.2)的通信端,第二陀螺数据采集设备(3.6)第三通信端连接MEMS陀螺(4)的数据输出端。2.一种利用权利要求1所述系统的激光导引头MEMS陀螺的筛选测试方法,其特征在于,它包括如下步骤:步骤1:检测MEMS陀螺(4)的阻抗值是否大于等于阻抗阈值,当陀螺(4)的阻抗值大于等于阻抗阈值时进入步骤2,否则停止测试;步骤2:通过测试数据采集单元(1)对MEMS陀螺进行上电测试,陀螺静态数据采集装置(1.2)获取MEMS陀螺静态下的零位值,当然MEMS陀螺静态下的零位值处于预设的零位值误差范围内时进入步骤3,否则停止测试;步骤3:通过动态筛选测试单元(2)进行MEMS陀螺的动态筛选测试,通过三轴转台控制...

【专利技术属性】
技术研发人员:雷运琼李凯波王林李卫卫郑晶晶周苏茂
申请(专利权)人:湖北三江航天万峰科技发展有限公司
类型:发明
国别省市:湖北,42

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1