一种重力仪用IF转换模块测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种重力仪用IF转换模块测试装置及方法，包括恒流发生器、可调温测试工装和数据处理模块，恒流发生器设置在可调温测试工装上；可调温测试工装包括壳体和调温组件，壳体内设有测试腔，调温组件设置在测试腔内、并贴合被测IF转换模块的表面设置；恒流发生器的输出端向被测IF转换模块输出恒定的电流；调温组件检测被测IF转换模块的实时温度，并根据实时温度调节测试腔内温度；数据处理模块将实时温度补偿到被测IF转换模块的输出值中，还根据补偿后的输出值计算并判断被测IF转换模块的性能指标是否合格。本发明专利技术减小了工作温度对被测IF转换模块的影响，提升了高精度IF转换模块的测试精度。块的测试精度。块的测试精度。

【技术实现步骤摘要】
一种重力仪用IF转换模块测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及重力仪检测
，更具体地，涉及一种重力仪用IF转换模块测试装置及方法。

技术介绍

[0002]基于惯性器件技术体制的相对重力仪，其工作原理可概括为加速度计敏感重力信息并输出电流信号，由IF转换模块进行电流
‑
脉冲转换，并将脉冲信号输出至信号处理模块进行重力解算。可见IF转换模块是重力仪的关键器件之一，其性能指标直接影响了重力测量结果精度。
[0003]重力仪使用的高精度IF转换模块主要性能指标包括：
[0004]（1）IF转换模块输出标度因数稳定性优于1ppm
[0005]在工作温度下，输入定量电量，24小时内IF转换模块输出秒脉冲标度因数变化小于1ppm；
[0006]（2）IF转换模块输出零偏稳定性优于1ppm
[0007]在工作温度下，输入定量电量，24小时内IF转换模块输出秒脉冲零偏变化小于1ppm。
[0008]目前，对于IF转换模块采用直接通电测试的方式，测试难点主要体现在：
[0009]测试过程中IF转换模块工作温度不能准确控制，工作温度变化将引起IF转换模块输出变化，因此目前测试方法无法分离温度与IF转换模块性能对输出的影响。
[0010]为了解决重力仪用高精度IF转换模块性能指标检测困难的问题，提升IF转换模块的测试精度与测试效率，需设计一种能削减工作温度对高精度IF转换模块测试精度影响的方案。

技术实现思路

[0011]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种重力仪用IF转换模块测试装置及方法，减小了工作温度对被测IF转换模块的影响，提升了高精度IF转换模块的测试精度。
[0012]根据本专利技术的第一方面，提供了一种重力仪用IF转换模块测试装置，包括恒流发生器、可调温测试工装和数据处理模块，所述恒流发生器设置在可调温测试工装上；所述可调温测试工装包括壳体和调温组件，所述壳体内设有开口的测试腔，所述测试腔用于安装被测IF转换模块，所述调温组件设置在所述测试腔内、并贴合被测IF转换模块的表面设置；
[0013]所述恒流发生器的输入端输入电流，其输出端连接被测IF转换模块，用于输出恒定的电流；
[0014]所述调温组件的测温端用于检测被测IF转换模块的实时温度，所述调温组件的调温端用于根据所述实时温度调节所述测试腔内温度；
[0015]所述数据处理模块与被测IF转换模块、调温组件分别电性连接，用于将所述实时温度补偿到被测IF转换模块的输出值中，还用于根据补偿后的输出值计算并判断被测IF转
换模块的性能指标是否合格。
[0016]优选的，所述调温组件包括温度传感器、电热元件和温度控制电路；
[0017]所述温度传感器的温度敏感端贴合被测IF转换模块的发热区，所述温度传感器的输出端连接温度控制电路的输入端，用于检测被测IF转换模块的实时温度；
[0018]所述电热元件的加热端平铺设置在所述测试腔的腔壁、并与被测IF转换模块的表面贴合，所述电热元件的输入端连接所述温度控制电路的控制输出端，用于根据温度控制信号调节被测IF转换模块的温度；
[0019]所述温度控制电路的数据输出端与所述数据处理模块连接，用于将被测IF转换模块的实时温度反馈到数据处理模块，还用于根据所述实时温度输出占空比可调的温度控制信号。
[0020]优选的，所述恒流发生器包括磁屏蔽外壳以及设置在磁屏蔽外壳内的挠性摆片、摆片安装桥、力矩器线圈、第一磁力矩器和第二磁力矩器，所述第一磁力矩器和第二磁力矩器对称设置在磁屏蔽外壳内、且二者磁极性相反的一端对向设置，所述力矩器线圈与挠性摆片设置在第一磁力矩器和第二磁力矩器之间的中间位置，所述挠性摆片垂直第一磁力矩器和第二磁力矩器之间最短的磁感应线设置，所述力矩器线圈固定设置在所述挠性摆片上，所述挠性摆片上与力矩器线圈连接的一端悬空、其另一端通过所述摆片安装桥安装在磁屏蔽外壳的内壁，所述力矩器线圈的两端贯穿所述磁屏蔽外壳、并与所述磁屏蔽外壳绝缘；当所述力矩器线圈通电时，第一磁力矩器和第二磁力矩器之间的磁场方向与力矩器线圈产生的电磁场方向相反。
[0021]优选的，所述力矩器线圈包括第一线圈与第二线圈，所述第一线圈和第二线圈对称设置在所述挠性摆片两侧，所述第一线圈与第二线圈的绕制方向相同。
[0022]优选的，所述挠性摆片和/或所述摆片安装桥为石英材质。
[0023]优选的，所述测试腔的内壁设有磁屏蔽层。
[0024]优选的，所述装置还包括分度台，所述可调温测试工装设置在所述分度台上，所述分度台驱动所述可调温测试工装可进行竖向平面内全周向旋转。
[0025]根据本专利技术的第二方面，基于上述的一种重力仪用IF转换模块测试装置，本专利技术还提供一种重力仪用IF转换模块测试方法，包括：
[0026]采样被测IF转换模块的实时温度，根据所述实时温度调节被测IF转换模块的测试温度；
[0027]设置恒流发生器位于第一角度，使其输出正向最大电流；记录输出正向最大电流时多个采样周期对应的平均输出脉冲数N
i+
以及平均温度T
i+
，i=1, 2, 3
ꢀ…ꢀ
n；
[0028]设置恒流发生器位于第二角度，使其输出负向最大电流；记录输出负向最大电流时多个采样周期对应的平均输出脉冲数N
i
‑
以及平均温度T
i
‑
，i=1, 2, 3
ꢀ…ꢀ
n；
[0029]根据所述平均温度T
i+
拟合恒流发生器输出正向最大电流时的温度补偿系数X
+
，采用温度补偿系数X
+
对平均输出脉冲数N
i+
进行补偿，得到补偿后的输出脉冲数；根据所述平均温度T
i
‑
拟合恒流发生器输出负向最大电流时的温度补偿系数X
‑
，采用温度补偿系数X
‑
对平均输出脉冲数N
i
‑
进行补偿，得到补偿后的输出脉冲数；
[0030]根据补偿后的输出脉冲数和补偿后的输出脉冲数计算得到每组测量数据的
标度因数K
i
以及零偏D
i
，根据标度因数K
i
的标准差、零偏D
i
的标准差判断被测IF转换模块的性能指标是否合格。
[0031]优选的，所述根据所述平均温度T
i+
拟合恒流发生器输出正向最大电流时的温度补偿系数X
+
，采用温度补偿系数X
+
对平均输出脉冲数N
i+
进行补偿，得到补偿后的输出脉冲数；根据所述平均温度T
i
‑
拟合恒流发生器输出负向最大电流时的温度补偿系数X
‑
，采用温度补偿系数X
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重力仪用IF转换模块测试装置，其特征在于，包括恒流发生器（1）、可调温测试工装（2）和数据处理模块（3），所述恒流发生器（1）设置在可调温测试工装（2）上；所述可调温测试工装（2）包括壳体（201）和调温组件，所述壳体（201）内设有开口的测试腔（a），所述测试腔（a）用于安装被测IF转换模块，所述调温组件设置在所述测试腔（a）内、并贴合被测IF转换模块的表面设置；所述恒流发生器（1）的输入端输入电流，其输出端连接被测IF转换模块，用于输出恒定的电流；所述调温组件的测温端用于检测被测IF转换模块的实时温度，所述调温组件的调温端用于根据所述实时温度调节所述测试腔（a）内温度；所述数据处理模块（3）与被测IF转换模块、调温组件分别电性连接，用于将所述实时温度补偿到被测IF转换模块的输出值中，还用于根据补偿后的输出值计算并判断被测IF转换模块的性能指标是否合格。2.根据权利要求1所述的一种重力仪用IF转换模块测试装置，其特征在于，所述调温组件包括温度传感器（202）、电热元件（203）和温度控制电路（204）；所述温度传感器（202）的温度敏感端贴合被测IF转换模块的发热区，所述温度传感器（202）的输出端连接温度控制电路（204）的输入端，用于检测被测IF转换模块的实时温度；所述电热元件（203）的加热端平铺设置在所述测试腔（a）的腔壁、并与被测IF转换模块的表面贴合，所述电热元件（203）的输入端连接所述温度控制电路（204）的控制输出端，用于根据温度控制信号调节被测IF转换模块的温度；所述温度控制电路（204）的数据输出端与所述数据处理模块（3）连接，用于将被测IF转换模块的实时温度反馈到数据处理模块（3），还用于根据所述实时温度输出占空比可调的温度控制信号。3.根据权利要求1或2所述的一种重力仪用IF转换模块测试装置，其特征在于，所述恒流发生器（1）包括磁屏蔽外壳（101）以及设置在磁屏蔽外壳（101）内的挠性摆片（102）、摆片安装桥（103）、力矩器线圈（104）、第一磁力矩器（105）和第二磁力矩器（106），所述第一磁力矩器（105）和第二磁力矩器（106）对称设置在磁屏蔽外壳（101）内、且二者磁极性相反的一端对向设置，所述力矩器线圈（104）与挠性摆片（102）设置在第一磁力矩器（105）和第二磁力矩器（106）之间的中间位置，所述挠性摆片（102）垂直第一磁力矩器（105）和第二磁力矩器（106）之间最短的磁感应线设置，所述力矩器线圈（104）固定设置在所述挠性摆片（102）上，所述挠性摆片（102）上与力矩器线圈（104）连接的一端悬空、其另一端通过所述摆片安装桥（103）安装在磁屏蔽外壳（101）的内壁，所述力矩器线圈（104）的两端贯穿所述磁屏蔽外壳（101）、并与所述磁屏蔽外壳（101）绝缘；当所述力矩器线圈（104）通电时，第一磁力矩器（105）和第二磁力矩器（106）之间的磁场方向与力矩器线圈（104）产生的电磁场方向相反。4.根据权利要求3所述的一种重力仪用IF转换模块测试装置，其特征在于，所述力矩器线圈（104）包括第一线圈与第二线圈，所述第一线圈和第二线圈对称设置在所述挠性摆片（102）两侧，所述第一线圈与第二线圈的绕制方向相同。5.根据权利要求3所述的一种重力仪用IF转换模块测试装置，其特征在于，所述挠性摆片（102）和/或所述摆片安装桥（103）为石英材质。
6.根据权利要求1、2、4或5所述的一种重力仪用IF转换模块测试装置，其特征在于，所述测试腔（a）的内壁设有磁屏蔽层（b）。7.根据权利要求1所述的一种重力仪用IF转换模块测试装置，其特征在于，所述装置还包括分度台（4），所述可调温测试工装（2）设置在所述分度台（4）上，所述分度台（4）驱动所述可调温测试工装（2）可进行竖向平面内全周向旋转。8.一种重力仪用IF转换模块测试方法，基于权利要求1~7任一项所述装置，其特征在于，包括：采样被测IF转换模块的实时温度，根据所述实时温度调节被测IF转换模块的测试温度；设置恒流发生器（1）位于第一角度，使其输出正向最大电流；记录输出正向最大电流时多个采样周期对应的平均输出脉冲数N
i+
以及平均温度T
i+
，i=1, 2, 3
ꢀ…ꢀ
n；设置恒流发生器（1）位于第二角度，使其输出负向最大电流；记录输出负向最大电流时多个采样周期对应的平均输出脉冲数N
i
‑
以及平均温度T
i
‑
，i=1, 2, 3
ꢀ…ꢀ
n；根据所述平均温度T
i+
拟合恒流发生器（1）输出正向最大电流时的温度补偿系数X
+
，采用温度补偿系数X
+
对平均输出脉冲数N
i+...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴明强，冷悦，廖世康，刘元峰，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶集团有限公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：