CN103575295B - 一种惯性元件磁场灵敏度测量系统 - Google Patents

一种惯性元件磁场灵敏度测量系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于传感器测量技术领域，涉及一种惯性元件磁场灵敏度测量系统。测量系统包括两个水平移动滑台、滑台连接杆、两个滑台导轨、惯性元件安装夹具、测磁探头安装夹具、电压信号测量装置、计算机、磁场强度测量仪、程控电源、外磁场干扰源。本发明在不损伤惯性元件的情况下可提高惯性元件磁场灵敏度参数的测试准确度且测试自动化程度高、实施方便，可满足惯性导航、惯性制导、飞行自动控制系统对惯性元件磁场灵敏度技术参数准确标定的需求。

Description

一种惯性元件磁场灵敏度测量系统
技术领域
本发明属于传感器测量技术领域，涉及一种惯性元件磁场灵敏度测量系统。
背景技术
惯性元件是惯性导航、惯性制导、飞行自动控制系统中最核心的敏感元件之一，在航天、航空等技术领域得到了广泛应用，惯性元件磁场灵敏度技术参数是惯性元件重要的技术指标之一，近年来随着惯性元件应用领域的发展,对惯性元件磁场灵敏度技术参数的要求越来与高。为了获取惯性元件磁场灵敏度技术参数，现有的惯性元件磁场灵敏度测量系统主要由外磁场干扰源、磁场强度测量仪、惯性元件安装夹具、数字电压表组成，从现有惯性元件磁场灵敏度技术参数的系统组成可以看出，为了测量惯性元件磁场灵敏度，通常的做法为先手持磁场强度测量仪的测磁探头测外磁场干扰源内部某空间的磁场，再放置惯性元件产品到该空间，其存在的不足为：每次磁场强度测量仪的测磁探头测试地方不完全一致，磁场有误差，造成惯性元件磁场灵敏度参数测试不准确且反复放置惯性元件到外磁场干扰源内部时易与外磁场干扰源产生机械冲击使惯性元件内部损伤；通常的另一种做法为先将惯性元件放置到外磁场干扰源内部某空间，再手持磁场强度测量仪的测磁探头放在惯性元件产品附近，存在的不足：由于磁场强度测量仪的测磁探头磁场很强，易使惯性元件磁化而造成惯性元件性能的不稳定且测试效率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种惯性元件磁场灵敏度参数测试准确、不易损伤惯性元件、实施方便、测试效率高的惯性元件磁场灵敏度测量系统。
本发明的技术方案是：一种惯性元件磁场灵敏度测量系统，包括两个水平移动滑台、滑台连接杆2、两个滑台导轨、惯性元件安装夹具4、测磁探头安装夹具8、电压信号测量装置10、计算机11、磁场强度测量仪12、程控电源13、外磁场干扰源14；所述两个水平移动滑台包括左水平移动滑台1和右水平移动滑台3；所述的两个滑台导轨包括前滑台导轨6和后滑台导轨7；两个滑台导轨通过沉头螺钉安放在外磁场干扰源14的内部水平台体上表面且两个滑台导轨前后排列并相互平行；每个水平移动滑台的下方开有两个与导轨相配合的平行的槽口，两个水平移动滑台通过滑台连接杆2连接为一体且可同步在两个滑台导轨上左右移动；测磁探头安装夹具8安放在左水平移动滑台1的上表面；惯性元件安装夹具4安放在右水平移动滑台3的上表面；测磁探头9固定在测磁探头安装夹具8上方的槽中；惯性元件5安装在惯性元件安装夹具4上方的安装孔中且测磁探头9的磁敏感点的中心高度与惯性元件安装夹具4上的惯性元件5敏感点的中心高度相等；电压信号测量装置10包括输入输出信号线、电源模块、数据采集器，电压信号测量装置10通过连接导线，一方面为惯性元件5提供正常工作所需的电源，另一方面采集来自惯性元件5的输出电信号；磁场强度测量仪12通过连接导线与测磁探头9连接，用来测量来自测磁探头9所在空间的磁场强度；程控电源13的输出信号通过连接导线接入外磁场干扰源14的电源输入端，可控制外磁场干扰源14内部空间的磁场强度；计算机11通过计算机通讯接口分别与电压信号测量装置10、磁场强度测量仪12和程控电源13的对应通讯接口相连接，实现磁场强度的自动控制和磁场灵敏度的自动测试。
本发明的有益效果是：在不改变现有惯性元件磁场灵敏度参数测试原理的基础上通过设计本发明一种惯性元件磁场灵敏度测量系统，在不损伤惯性元件的基础上可提高惯性元件磁场灵敏度参数的测试准确度、自动化程度高且实施方便，可满足惯性导航、惯性制导、飞行自动控制系统对惯性元件磁场灵敏度技术参数准确标定的需求。
附图说明
图1是本发明惯性元件磁场灵敏度测量系统的组成结构示意图；
图2是本发明惯性元件磁场灵敏度测量系统的一种具体实施方案的结构示意图；
其中，1-左水平移动滑台、2-滑台连接杆、3-右水平移动滑台、4-惯性元件安装夹具、5-惯性元件、6-前滑台导轨、7-后滑台导轨、8-测磁探头安装夹具、9-测磁探头、10-电压信号测量装置、11-计算机、12-磁场强度测量仪、13-程控电源。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
参见图1，一种惯性元件磁场灵敏度测量系统，包括两个水平移动滑台、滑台连接杆2、两个滑台导轨、惯性元件安装夹具4、测磁探头安装夹具8、电压信号测量装置10、计算机11、磁场强度测量仪12、程控电源13、外磁场干扰源14；所述两个水平移动滑台包括左水平移动滑台1和右水平移动滑台3；所述的两个滑台导轨包括前滑台导轨6和后滑台导轨7；两个滑台导轨通过沉头螺钉安放在外磁场干扰源14的内部水平台体上表面且两个滑台导轨前后排列并相互平行；每个水平移动滑台的下方开有两个与导轨相配合的平行的槽口，两个水平移动滑台通过滑台连接杆2连接为一体且可同步在两个滑台导轨上左右移动；测磁探头安装夹具8安放在左水平移动滑台1的上表面；惯性元件安装夹具4安放在右水平移动滑台3的上表面；测磁探头9固定在测磁探头安装夹具8上方的槽中；惯性元件5安装在惯性元件安装夹具4上方的安装孔中且测磁探头9的磁敏感点的中心高度与惯性元件安装夹具4上的惯性元件5敏感点的中心高度相等；电压信号测量装置10包括输入输出信号线、电源模块、数据采集器，电压信号测量装置10通过连接导线，一方面为惯性元件5提供正常工作所需的电源，另一方面采集来自惯性元件5的输出电信号；磁场强度测量仪12通过连接导线与测磁探头9连接，用来测量来自测磁探头9所在空间的磁场强度；程控电源13的输出信号通过连接导线接入外磁场干扰源14的电源输入端，可控制外磁场干扰源14内部空间的磁场强度；计算机11通过计算机通讯接口分别与电压信号测量装置10、磁场强度测量仪12和程控电源13的对应通讯接口相连接，实现磁场强度的自动控制和磁场灵敏度的自动测试。
图2是本发明的一种具体实施方案的结构示意图。整个测试系统包括两个水平移动滑台、滑台连接杆2、两个滑台导轨、惯性元件安装夹具4、测磁探头安装夹具8、电压信号测量装置10、计算机11、磁场强度测量仪12、程控电源13、外磁场干扰源14；所述两个水平移动滑台包括左水平移动滑台1和右水平移动滑台3；所述的两个滑台导轨包括前滑台导轨6和后滑台导轨7；两个滑台导轨通过沉头螺钉安放在外磁场干扰源14的内部水平台体上表面且两个滑台导轨前后排列并相互平行；每个水平移动滑台的下方开有两个与导轨相配合的平行的槽口，两个水平移动滑台通过滑台连接杆2连接为一体且可同步在两个滑台导轨上左右移动；测磁探头安装夹具8安放在左水平移动滑台1的上表面；惯性元件安装夹具4安放在右水平移动滑台3的上表面；测磁探头9固定在测磁探头安装夹具8上方的槽中；惯性元件5安装在惯性元件安装夹具4上方的安装孔中且测磁探头9的磁敏感点的中心高度与惯性元件安装夹具4上的惯性元件5敏感点的中心高度相等；电压信号测量装置10包括输入输出信号线、电源模块、数据采集器，电压信号测量装置10通过连接导线，一方面为惯性元件5提供正常工作所需的电源，另一方面采集来自惯性元件5的输出电信号；磁场强度测量仪12通过连接导线与测磁探头9连接，用来测量来自测磁探头9所在空间的磁场强度；程控电源13的输出信号通过连接导线接入外磁场干扰源14的电源输入端，可控制外磁场干扰源14内部空间的磁场强度；计算机11通过计算机通讯接口分别与电压信号测量装置10、磁场强度测量仪12和程控电源13的对应通讯接口相连接，实现磁场强度的自动控制和磁场灵敏度的自动测试。
利用该磁场灵敏度测量系统测试惯性元件磁场灵敏度的做法为：将测磁探头9固定到测磁探头安装夹具8上表面的中心处，惯性元件5安装到惯性元件安装夹具4的上表面的中心安装孔内，向右边方向滑动水平移动滑台，直至测磁探头安装夹具8上的测磁探头9敏感轴的垂线位于两个滑台导轨的水平方向1/2处，计算机11通过控制软件使程控电源13为外磁场干扰源14提供电源电压、使外磁场干扰源14内部产生磁场，同时计算机11通过控制软件控制磁场强度测量仪12测试出测磁探头9所在位置的磁场强度值；向左边方向滑动水平移动滑台，直至惯性元件安装夹具4上的惯性元件5敏感轴的垂线位于两个滑台导轨的水平方向1/2处，计算机11通过控制软件电压信号使电压信号测量装置10为惯性元件5提供工作电源电压、使惯性元件5产生输出，同时计算机11通过控制软件控制电压信号测量装置10使电压信号测量装置10测试出惯性元件5在现有磁场环境下的输出信号值。
实施例1：
在该实施例中惯性元件5选用一种加速度计，外磁场干扰源14由亥姆霍兹线圈和可输出0~30V直流电压的程控电源13组成，磁场强度测量仪12选用测量范围为0~30高斯的特斯拉计，计算机11通过计算机RS232通讯接口分别与电压信号测量装置10中的数字电压表、磁场强度测量仪12和程控电源13对应的RS232通讯接口相连接。实验内容为0~10高斯磁场对加速度计输出性能的影响。将特斯拉计测磁探头9固定到测磁探头安装夹具8上表面的中心处，加速度计安装到惯性元件安装夹具4的上表面的中心安装孔内，向右边方向滑动水平移动滑台，直至测磁探头安装夹具8上的特斯拉计测磁探头9敏感轴的垂线位于两个滑台导轨的水平方向1/2处，计算机11通过控制软件使程控电源13为外磁场干扰源亥姆霍兹线圈14提供电源电压、使外磁场干扰源14内部产生磁场，同时计算机11通过控制软件控制特斯拉计测试出测磁探头9所在位置的磁场强度值；向左边方向滑动水平移动滑台，直至惯性元件安装夹具4上的加速度计敏感轴的垂线位于两个滑台导轨的水平方向1/2处，计算机11通过控制软件电压信号使电压信号测量装置10为加速度计提供工作电源电压、使加速度计产生输出，同时计算机11通过控制软件控制电压信号测量装置10使电压信号测量装置10中的数字电压表测试出加速度计在现有磁场环境下的输出信号值。记录的原始数据及结果见表1。
表1：记录的原始数据及结果

Claims (1)

1.一种加速度计磁场灵敏度测量系统，其特征在于：所述测量系统包括两个水平移动滑台、滑台连接杆(2)、两个滑台导轨、惯性元件安装夹具(4)、测磁探头安装夹具(8)、电压信号测量装置(10)、计算机(11)、磁场强度测量仪(12)、程控电源(13)、外磁场干扰源(14)；所述两个水平移动滑台包括左水平移动滑台(1)和右水平移动滑台(3)；所述的两个滑台导轨包括前滑台导轨(6)和后滑台导轨(7)；两个滑台导轨通过沉头螺钉安放在外磁场干扰源(14)的内部水平台体上表面且两个滑台导轨前后排列并相互平行；每个水平移动滑台的下方开有两个与导轨相配合的平行的槽口，两个水平移动滑台通过滑台连接杆(2)连接为一体且可同步在两个滑台导轨上左右移动；测磁探头安装夹具(8)安放在左水平移动滑台(1)的上表面；惯性元件安装夹具(4)安放在右水平移动滑台(3)的上表面；测磁探头(9)固定在测磁探头安装夹具(8)上方的槽中；惯性元件(5)安装在惯性元件安装夹具(4)上方的安装孔中且测磁探头(9)的磁敏感点的中心高度与惯性元件安装夹具(4)上的加速度计敏感点的中心高度相等；电压信号测量装置(10)包括输入输出信号线、电源模块、数据采集器，电压信号测量装置(10)通过连接导线，一方面为加速度计提供正常工作所需的电源，另一方面采集来自加速度计的输出电信号；磁场强度测量仪(12)通过连接导线与测磁探头(9)连接，用来测量来自测磁探头(9)所在空间的磁场强度；程控电源(13)的输出信号通过连接导线接入外磁场干扰源(14)的电源输入端，可控制外磁场干扰源(14)内部空间的磁场强度；计算机(11)通过计算机通讯接口分别与电压信号测量装置(10)、磁场强度测量仪(12)和程控电源(13)的对应通讯接口相连接，实现磁场强度的自动控制和磁场灵敏度的自动测试。
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