一种激光陀螺仪标度因数测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种激光陀螺仪标度因数测试系统，包括转台，转台与转台控制柜连接，转台上设置有标度因数测试工装，标度因数测试工装，包括激光陀螺仪、标度因数测试板和电源模块，激光陀螺仪、标度因数测试板均分别与电源模块电性连接；电源模块还通过转台导电环连接有直流稳压源，激光陀螺仪的输出信号与标度因数测试板连接，转台控制柜通过转台导电环与标度因数测试板连接，标度因数测试板通过RS422串口连接标度因数上位机。本发明专利技术还公开了激光陀螺仪标度因数测试方法。本发明专利技术通过测试工装的集成安装、转台整周期信号的滤波，有效的消除了标度因数测试过程中的主要误差，大大提高了标度因数测试精度。

A measurement system and method of scale factor of laser gyroscope

The invention discloses a laser gyroscope scale factor test system, which includes a turntable, the turntable is connected with the turntable control cabinet, a scale factor test tool is arranged on the turntable, the scale factor test tool includes a laser gyroscope, a scale factor test board and a power module, and the laser gyroscope and the scale factor test board are respectively electrically connected with the power module; the power module also passes the The rotary table conductive ring is connected with a DC voltage stabilizing source, the output signal of the laser gyroscope is connected with the scale factor test board, the rotary table control cabinet is connected with the scale factor test board through the rotary table conductive ring, and the scale factor test board is connected with the scale factor upper computer through the RS422 serial port. The invention also discloses a method for measuring the scale factor of a laser gyroscope. The invention effectively eliminates the main errors in the scale factor test process and greatly improves the scale factor test accuracy through the integrated installation of the test tooling and the filtering of the whole cycle signal of the turntable.

【技术实现步骤摘要】
一种激光陀螺仪标度因数测试系统及测试方法
本专利技术属于激光陀螺仪测试设备
，具体涉及一种激光陀螺仪标度因数测试系统，还涉及该测试系统的测试方法。
技术介绍
激光陀螺是基于Sagnac效应来测量载体相对于惯性空间角增量或者角度率的光学仪器，配合加速度计，能实时解算载体的位置、姿态及速度信息，激光陀螺广泛应用于惯性导航与制导、姿态测量与控制领域。激光陀螺的标度因数是其输出量与输入量之比，标度因数非线性度和标度因数重复性分别衡量在输入角速率范围内陀螺仪标度因数的最大偏差及同样条件下重复测试陀螺仪标度因数之间的一致程度，该两项指标是激光陀螺的主要性能指标，直接影响导航解算及姿态测量的精度。激光陀螺标度因数、标度因数重复性及非线性度的测试需要借助高精度速率转台，测量选定转速下转台转动一圈(360°)激光陀螺仪的累计输出脉冲，激光陀螺输出脉冲与转动角度之比即为激光陀螺的标度因数。目前常用的测试方案中，陀螺仪安装在转台上，陀螺仪与供电电源、标度因数测试设备通过转台导电环连接，当转台旋转时，供电电源及陀螺输出信号通过导电环后容易受到电磁干扰，给测量结果带来误差。传统激光陀螺仪的动态范围一般不大于±400°/s，在某些弹载应用上，要求激光陀螺仪能达到±7000°/s的超大动态范围，陀螺仪标度因数非线性度的测试需要覆盖整个动态范围，转台最高转速要达到±7000°/s，转台高速旋转时导电环带来的电磁干扰就尤为明显，导致测量结果超出指标要求。因此，设计一种成本低、操作简单、测量精度高、抗干扰能力强的标度因数测试系统就显得尤其重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种激光陀螺仪标度因数测试系统，提高了标度因数测试系统的抗干扰能力和测量精度。本专利技术的另一目的在于提供一种激光陀螺仪标度因数测试方法。本专利技术所采用的第一技术方案是，一种激光陀螺仪标度因数测试系统，包括转台，转台与转台控制柜连接，转台上设置有标度因数测试工装，标度因数测试工装，包括激光陀螺仪、标度因数测试板和电源模块，激光陀螺仪、电源模块以及标度因数测试板均集成安装到转台台面上；激光陀螺仪、标度因数测试板均分别与电源模块电性连接；电源模块还通过转台导电环连接有直流稳压源，激光陀螺仪的输出信号与标度因数测试板连接，转台控制柜通过转台导电环与标度因数测试板连接，标度因数测试板通过RS422串口连接标度因数上位机。本专利技术的特点还在于，电源模块，包括依次电性连接的EMI滤波模块、DC/DC功率变化模块及纹波衰减模块；直流稳压源为28V直流电源；直流稳压源输出+28V直流电，通过转台导电环连接至电源模块的输入端EMI滤波模块，DC/DC功率变换模块将+28V电源转换成±15V、±5V电源，纹波衰减模块对±15V、±5V输出电源的纹波进行衰减。标度因数测试板，包括电阻R5、电源芯片U8、电源芯片U7，电阻R5一端接转台的整周期信号的正极，电阻R5另一端分别接电阻R2一端、电阻R6一端，电阻R2另一端接FPGA的C16管脚，电阻R6另一端分别接电阻R9一端、电容C5一端、电源芯片U8的管脚1、电容C6一端，电阻R9另一端接转台整周期信号的负极，电容C5另一端接电源芯片U8的管脚3，电容C6另一端接电源芯片U8的管脚2，电源芯片U8的管脚1接地，电源芯片U8的管脚3接+5V电源，电源芯片U7的管脚1分别接电容C3一端、电容C4一端，电容C3另一端接电源芯片U7的管脚3，电容C4另一端接电源芯片U7的管脚2，电源芯片U7的管脚3接+5V电源，电源芯片U7的管脚2接串口芯片U5管脚1，串口芯片U5管脚3接FPGA的P9管脚，串口芯片U5管脚4接地，串口芯片U5管脚5接RS422串口TXD+，串口芯片U5管脚6接RS422串口TXD-，电阻R7一端接激光陀螺仪的输出信号ATTL，电阻R7另一端接FPGA的J16管脚，电阻R10一端接激光陀螺仪的输出信号BTTL，电阻R10另一端接FPGA的L16管脚，电阻R34一端接FPGA的J1管脚，电阻R34另一端接晶振X1的管脚3，晶振X1的管脚2接电容C8一端、GND，电容C8另一端分别接+3.3V电源、晶振X1的管脚4、电阻R33一端，电阻R33另一端分别接FPGA的K1管脚、电容C7一端，电容C7另一端接地。电源芯片U7型号为TLV1117LV33DCYR；电源芯片U8型号为TLV117112DCYR；FPGA型号为XC3S400AN；串口芯片U5型号为ADM3490ARZ；晶振X1为24.576MHZ。标度因数上位机，包括采集模块、数据解算模块、数据显示模块，数据存储模块及转台控制模块，转台控制模块通过RS232与转台控制柜连接，用于控制转台的转动。本专利技术所采用的另一技术方案是，一种激光陀螺仪标度因数测试方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，打开直流稳压源，给激光陀螺仪和标度因数测试板供电，对激光陀螺仪进行不小于30min的预热；步骤2，转台控制模块向转台控制柜发送指令，控制转台按照特定角度率进行转动，角度率依次分别为±1000°/s、±2000°/s、±3000°/s、±4000°/s、±5000°/s、±6000°/s、±7000°/s，采集模块通过RS422串口进行数据采集，数据解算模块先对数据进行校验和判断，然后对数据进行解算，转换成陀螺仪脉冲数，最后对两个整周期信号之间的陀螺脉冲数进行累加，按照国军标2427的方法，计算陀螺仪标度因数、标度因数非线性度及标度因数重复性。本专利技术的有益效果是，通过标度因数测试工装将激光陀螺仪、电源模块和标度因数测试板集成安装到转台上，电源模块滤波后的供电电源、陀螺仪输出信号不经过转台导电环进行传输，同时对通过导电环传输的转台整周期信号进行滤波处理，最大程度上避免或滤除导电环带来的电磁干扰，提高了标度因数测试系统的抗干扰能力和测量精度。附图说明图1为本专利技术一种激光陀螺仪标度因数测试系统的结构示意图；图2为本专利技术一种激光陀螺仪标度因数测试系统中标度因数测试板的电路图；图3为本专利技术一种激光陀螺仪标度因数测试系统中4倍频鉴相电路原理框图；图4为本专利技术一种激光陀螺仪标度因数测试方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种激光陀螺仪标度因数测试系统，如图1所示，包括转台，转台与转台控制柜连接，转台上设置有标度因数测试工装，标度因数测试工装，包括激光陀螺仪、标度因数测试板和电源模块，激光陀螺仪、电源模块以及标度因数测试板均集成安装到转台台面上；激光陀螺仪、标度因数测试板均分别与电源模块电性连接；电源模块还通过转台导电环连接有直流稳压源，直流稳压源为28V直流电源；电源模块，包括依次电性连接的EMI滤波模块、DC/DC功率变化模块及纹波衰减模块；直流稳压源输出+28V直流电，通过转台导电环连接至电源模块的输入端EMI滤波模块，EMI滤波模块能有效的滤除噪声干扰，DC/DC功率变换模块将+28V电源转换成陀螺仪及标度因数测试板工作所需的±15V、±5V电源，纹波衰减模块对±15V、±5V输出电源的纹波进行衰减，提高输出电源的质量，电源模块的输出端为±15V、±5V，其中+15V及±5V输出端连接激光陀螺仪，给激光陀螺仪供电，-15V及±5V输出端连接至标度因数测试板，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光陀螺仪标度因数测试系统，其特征在于，包括转台，所述转台与转台控制柜连接，所述转台上设置有标度因数测试工装，所述标度因数测试工装，包括激光陀螺仪、标度因数测试板和电源模块，所述激光陀螺仪、电源模块以及标度因数测试板均集成安装到转台台面上；所述激光陀螺仪、标度因数测试板均分别与电源模块电性连接；所述电源模块还通过转台导电环连接有直流稳压源，所述激光陀螺仪的输出信号与标度因数测试板连接，转台控制柜通过转台导电环与标度因数测试板连接，标度因数测试板通过RS422串口连接标度因数上位机。

【技术特征摘要】
1.一种激光陀螺仪标度因数测试系统，其特征在于，包括转台，所述转台与转台控制柜连接，所述转台上设置有标度因数测试工装，所述标度因数测试工装，包括激光陀螺仪、标度因数测试板和电源模块，所述激光陀螺仪、电源模块以及标度因数测试板均集成安装到转台台面上；所述激光陀螺仪、标度因数测试板均分别与电源模块电性连接；所述电源模块还通过转台导电环连接有直流稳压源，所述激光陀螺仪的输出信号与标度因数测试板连接，转台控制柜通过转台导电环与标度因数测试板连接，标度因数测试板通过RS422串口连接标度因数上位机。2.根据权利要求1所述的一种激光陀螺仪标度因数测试系统，其特征在于，所述电源模块，包括依次电性连接的EMI滤波模块、DC/DC功率变化模块及纹波衰减模块；所述直流稳压源为28V直流电源；所述直流稳压源输出+28V直流电，通过转台导电环连接至电源模块的输入端EMI滤波模块，所述DC/DC功率变换模块将+28V电源转换成±15V、±5V电源，纹波衰减模块对±15V、±5V输出电源的纹波进行衰减。3.根据权利要求2所述的一种激光陀螺仪标度因数测试系统，其特征在于，所述标度因数测试板，包括电阻R5、电源芯片U8、电源芯片U7，电阻R5一端接转台的整周期信号的正极，电阻R5另一端分别接电阻R2一端、电阻R6一端，电阻R2另一端接FPGA的C16管脚，电阻R6另一端分别接电阻R9一端、电容C5一端、电源芯片U8的管脚1、电容C6一端，电阻R9另一端接转台整周期信号的负极，电容C5另一端接电源芯片U8的管脚3，电容C6另一端接电源芯片U8的管脚2，电源芯片U8的管脚1接地，电源芯片U8的管脚3接+5V电源，电源芯片U7的管脚1分别接电容C3一端、电容C4一端，电容C3另一端接电源芯片U7的管脚3，电容C4另一端接电源芯片U7的管脚2，电源芯片U7的管脚3接+5V电源，电源芯片U7的管脚2接串口芯片U5管脚1，串口芯片U5管脚3接FPGA的P9管脚，串口芯片U5管脚4接地，串口芯片U5管脚5接RS422串...

【专利技术属性】
技术研发人员：慎东，张鹏，
申请(专利权)人：西安德讯威光电测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61