CN104374409B - 一种动力调谐陀螺仪八位置测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动力调谐陀螺仪八位置测试系统及其测试方法，测试系统包括控制柜、带真空泵的用于固定被测陀螺仪的八位置转台、与八位置转台相连的计算机，控制柜上设有两个数字万用表、毫伏表、示波器、半成品和成品测试系统、三相电源、转台控制电源。计算机将记录转台转到八个位置时，由陀螺仪传输的采样信号，利用相关计算公式得出该陀螺仪各参数。本发明能够对陀螺仪进行静平衡、力偶平衡等产品调试，以及产品报验时进行的八位置精度测试、逐次启动重复性测试等，八位置数据直接由计算机处理得出，调试测试结果更准确，人为干预少。

Description

一种动力调谐陀螺仪八位置测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种动力调谐陀螺仪测试系统和测试方法，适用于动力调谐陀螺仪产品生产、调试和测试。属于测试技术领域。

背景技术

现有技术中，动力调谐陀螺仪的生产和测试需要大量的设备，且大多设备测试项目单一，并未有效的联系。例如CN102519672A公开的“一种用于测量陀螺仪静平衡的基于单目原理的六自由度位姿测量装置”，它包括有用于采集被测试样的X轴方向上图像信息的X轴图像采集组件、用于采集被测试样的Y轴方向上图像信息的Y轴图像采集组件、用于采集被测试样的Z轴方向上图像信息的Z轴图像采集组件、以及支撑架和背景板。X轴图像采集组件、Y轴图像采集组件和Z轴图像采集组件安装在支撑架的外部，背景板安装在支撑架的内部。该发明测量装置通过三个摄像头对被测试样进行正视图、侧视图和俯视图的采集，仅仅只是对动力调谐陀螺仪静平衡一个指标进行检测。同时，现有技术中既要对半成品陀螺仪进行各种调试，也要对成品陀螺仪进行各种性能测试，合格后才能出厂。

在目前，这些半成品调试设备和成品测试设备彼此独立，分别设置在不同的工位，用于完成各自的工作。这样既增大了企业设备投入，也不便于管理和布置。同时由于通常动力调谐陀螺仪工作于真空环境中，而目前的各种调试和测试往往是在大气环境下进行的，这样检测出来的性能和实际工作环境下反映出来的性能就可能存在差异，从而不能准确真正地掌握陀螺仪的性能状况，测试结果的实用性就受到影响。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种动力调谐陀螺仪测试系统，本测试系统将动力调谐陀螺仪生产过程中半成品调试和成品测试结合为一体，能够进行陀螺仪静平衡、力偶平衡、半成品和成品陀螺仪八位置精度测试、逐次启动重复性测试和真空试验等等，测试结果更能反映陀螺仪实际工作环境下的性能表现。

本发明还提供所述动力调谐陀螺仪八位置测试系统的测试方法。

实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种动力调谐陀螺仪八位置测试系统，包括控制柜和用于固定被测动力调谐陀螺仪的八位置转台；其特征在于：在控制柜内设有半成品和成品测试系统、用于控制陀螺仪工作电压和频率的三相电源以及转台控制电源，半成品和成品测试系统包括数字万用表、毫伏表和示波器；数字万用表为两个，分别用于测试陀螺仪X轴、Y轴采样电压信号；毫伏表用于测试陀螺仪力偶值，进行动力调谐；示波器用于测试陀螺仪信号器，用于观察陀螺仪是否闭环；

八位置转台上设有总线缆，总线缆两端具有插接用接口，一端接口用于与待测陀螺仪线缆插接，另一端接口同时与两个数字万用表、毫伏表、示波器、半成品和成品测试系统、三相电源以及转台控制电源连接；

所述八位置转台与真空泵连接，以用于使待测陀螺仪在测试时处于真空环境。

进一步地，所述八位置转台上同时设有用于采集成品陀螺仪信号的总信号线缆，总信号线缆的输出依次通过激磁再平衡板、采集卡接计算机；由计算机根据接收到的信息进行计算，得到陀螺仪相关参数并通过显示器显示。

在控制柜上设有存贮柜，所述存贮柜用于存放半成品和成品陀螺仪。

所述数字万用表、毫伏表、示波器、半成品和成品测试系统、三相电源以及转台控制电源通过抽屉滑轨结构可推拉地安装在控制柜上，其中数字万用表、毫伏表和示波器共同组合在一个抽屉格上。

一种动力调谐陀螺仪测试方法，采用前述的动力调谐陀螺仪八位置测试系统，测试步骤如下：

1）将被测动力调谐陀螺仪固定于八位置转台上，陀螺仪通过线缆与测试系统连接，并对陀螺仪所在位置抽真空，八位置转台能在水平、垂直方向上转动，带动固定其上的陀螺仪进行八位置测试；八个位置是固定的，能使陀螺仪三根轴正对着八个方向，分别为上北西、上西南、上南东、上东北、北东下、北上东、北西上、北下西；

2）通过半成品和成品测试系统对陀螺仪进行测试，包括由半成品和成品测试系统上的数字万用表、毫伏表、示波器对产品静平衡、力偶平衡进行调试；半成品陀螺仪八位置精度测试；

3）计算机将记录转台转到八个位置时，由成品陀螺仪传输过来的采样信号，每个位置将连续采集数据进行平均，利用陀螺仪八位置计算公式得出该成品陀螺仪参数，包括动平衡、静平衡、常值、安装角、误差角、力矩器刻度因素和残差等。

本方法还包括逐次启动重复性测试，固定位置逐次启动随机漂移率重复性的测试：将陀螺仪水平或垂直放置，启动陀螺仪并工作于闭环状态，稳定0.5h后采集一组数据，停机10min，再启动，用相同方法和相同的温度，共做7次试验，求其标准偏差σ，作为固定位置逐次启动随机漂移率重复性。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、该系统能够对陀螺仪进行静平衡、力偶平衡等产品调试，以及产品报验时进行的八位置精度测试、逐次启动重复性测试等，八位置数据直接由计算机处理得出。调试过程中的陀螺仪固定在转台上，通过测试系统进行静平衡、调谐、力偶等调试，整个过程中，操作人员需要依靠数字万用表、毫伏表、示波器；当产品调试完成封表报验时，上述仪器就不需要了，数据将直接输入计算机进行处理，整个过程，操作人员只需定时摇转台即可。

2、本发明将动力调谐陀螺仪生产和测试结合一体，能够在转台上进行陀螺仪静平衡、动力调谐、力偶平衡等调试，又能进行半成品和成品陀螺仪八位置精度测试、逐次启动重复性测试、真空试验等等。通过动力调谐陀螺仪测试系统能够调试出陀螺仪，特别适合于批量生产，服务于动力调谐陀螺仪生产要求，

3、在成品八位置精度测试时，本发明计算机自动进行数据采集，并自动通过公式计算得出陀螺仪各参数，在显示器界面上实时显示，减少人为干预。

4、在半成品调试或者成品测试时，本系统能够提供真空环境和各种温度环境，模拟陀螺仪实际工作环境，调试结果更准确，更能够反映产品实际运行状态性能。

附图说明

图1-本发明动力调谐陀螺仪测试系统的结构示意图。

图2-计算机采集陀螺仪信号示意图。

图3-本发明动力调谐陀螺仪测试方法的流程图。

图中，1－数字万用表；2－毫伏表；3－示波器；4－半成品和成品测试系统；5－三相电源；6－转台控制电源；7－存贮柜；8－控制柜；9－八位置转台；10－计算机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图1所示，本发明动力调谐陀螺仪八位置测试系统，包括控制柜8和用于固定被测动力调谐陀螺仪的八位置转台9；在控制柜8内设有半成品和成品测试系统4、三相电源5以及转台控制电源6，半成品和成品测试系统4包括数字万用表1、毫伏表2和示波器3；

八位置转台9用于固定被测动力调谐陀螺仪，转台能在水平、垂直方向上转动，带动固定其上的陀螺仪进行八位置测试；八个位置是固定的，能使陀螺仪三根轴正对着三个方向，分别为上北西、上西南、上南东、上东北、北东下、北上东、北西上、北下西。

其中数字万用表1为两个，分别用于测试陀螺仪X轴、Y轴采样电压信号。

毫伏表用于测试陀螺仪力偶值，进行动力调谐。

示波器用于测试陀螺仪信号器，用于观察陀螺仪是否闭环。

半成品和成品测试系统4能实现的功能包括采样时间、采样电阻、测温电阻、采样输出、控制半成品和成品闭环、短路、X（Y）极性等，同时外接一个调试前放板。

三相电源5用于控制陀螺仪工作电压和频率，所有操作通过数字面板完成。

转台控制电源6包括总电源、温控电源、台体温度控制电源（50℃、55℃、70℃、125℃）、真空泵控制电源，主要是对转台的控制。

八位置转台9上设有总线缆，总线缆两端具有插接用接口，一端接口用于与待测陀螺仪线缆插接，另一端接口同时与两个数字万用表、毫伏表、示波器、半成品和成品测试系统、三相电源以及转台控制电源连接。

所述八位置转台9与真空泵连接，以用于使待测陀螺仪在测试时处于真空环境。陀螺仪成品内部是真空状态。真空测试是模拟最终陀螺成品的环境，主要是半成品没有封壳，只有在真空环境下数据才真实，才能对陀螺进行调试。

所述八位置转台9上同时设有用于采集成品陀螺仪信号的总信号线缆，总信号线缆的输出依次通过激磁再平衡板、采集卡接计算机10；由计算机根据接收到的信息进行计算，得到陀螺仪相关参数并通过显示器显示，见图2。

在控制柜8上位于下端设有存贮柜7，所述存贮柜7用于存放半成品和成品陀螺仪。

为了方便操作和安装维修，所述数字万用表、毫伏表、示波器、半成品和成品测试系统、三相电源以及转台控制电源通过抽屉滑轨结构可推拉地安装在控制柜8上，实施例中数字万用表、毫伏表和示波器共同组合在一个抽屉格上。

一种动力调谐陀螺仪测试方法，采用前述的动力调谐陀螺仪八位置测试系统，测试步骤如下：

1）将被测动力调谐陀螺仪固定于八位置转台（9）上，陀螺仪通过线缆与测试系统连接，并对陀螺仪所在位置抽真空；

2）通过半成品和成品测试系统（4）对陀螺仪进行测试，包括由半成品和成品测试系统（4）上的数字万用表、毫伏表、示波器对产品静平衡、力偶平衡进行调试；半成品陀螺仪八位置精度测试；两个数字万用表分别测试被测动力调谐陀螺仪X轴、Y轴采样信号，利用毫伏表进行动力调谐；示波器用于观察陀螺仪是否闭环，以及信号器（传感器）情况；

3）计算机将记录转台转到八个位置时，由成品陀螺仪传输过来的采样信号，每个位置将连续采集数据进行平均，利用陀螺仪八位置计算公式得出该成品陀螺仪参数，包括动平衡、静平衡、常值、安装角、误差角、力矩器刻度因素和残差等。流程参见图3。

本方法还包括逐次启动重复性测试，固定位置逐次启动随机漂移率重复性的测试：将陀螺仪水平或垂直放置，启动陀螺仪并工作于闭环状态，稳定0.5h后采集一组数据，停机10min，再启动，用相同方法和相同的温度，共做7次试验，求其标准偏差σ，作为固定位置逐次启动随机漂移率重复性。

本发明中数字万用表、毫伏表、示波器属于标准测量仪器，三相电源、转台控制电源原理清晰，框架、存贮柜加工简单，带真空泵的转台、计算机属于市场品，生产和使用十分方便。本发明主要目的为了动力调谐陀螺仪批量生产，能够在转台上进行陀螺仪静平衡、动力调谐、力偶平衡等调试，又能进行半成品和成品陀螺仪八位置精度测试、逐次启动重复性测试、真空试验等等。

Claims (6)

1.一种动力调谐陀螺仪八位置测试系统，包括控制柜（8）和用于固定被测动力调谐陀螺仪的八位置转台（9）；其特征在于：在控制柜（8）内设有半成品和成品测试系统（4）、用于控制陀螺仪工作电压和频率的三相电源（5）以及转台控制电源（6），半成品和成品测试系统（4）包括数字万用表（1）、毫伏表（2）和示波器（3）；数字万用表为两个，分别用于测试陀螺仪X轴、Y轴采样电压信号；毫伏表用于测试陀螺仪力偶值，进行动力调谐；示波器用于测试陀螺仪信号器，用于观察陀螺仪是否闭环；

八位置转台（9）上设有总线缆，总线缆两端具有插接用接口，一端接口用于与待测陀螺仪线缆插接，另一端接口同时与两个数字万用表、毫伏表、示波器、半成品和成品测试系统、三相电源以及转台控制电源连接；

所述八位置转台（9）与真空泵连接，以用于使待测陀螺仪在测试时处于真空环境。

2.根据权利要求1所述的动力调谐陀螺仪八位置测试系统，其特征在于：所述八位置转台（9）上同时设有用于采集成品陀螺仪信号的总信号线缆，总信号线缆的输出依次通过激磁再平衡板、采集卡接计算机（10）；由计算机根据接收到的信息进行计算，得到陀螺仪相关参数并通过显示器显示。

3.根据权利要求1所述的动力调谐陀螺仪八位置测试系统，其特征在于：在控制柜（8）上设有存贮柜（7），所述存贮柜（7）用于存放半成品和成品陀螺仪。

4.根据权利要求1所述的动力调谐陀螺仪八位置测试系统，其特征在于：所述数字万用表、毫伏表、示波器、半成品和成品测试系统、三相电源以及转台控制电源通过抽屉滑轨结构可推拉地安装在控制柜（8）上，其中数字万用表、毫伏表和示波器共同组合在一个抽屉格上。

5.一种动力调谐陀螺仪测试方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一所述的动力调谐陀螺仪八位置测试系统，测试步骤如下：

1）将被测动力调谐陀螺仪固定于八位置转台（9）上，陀螺仪通过线缆与测试系统连接，并对陀螺仪所在位置抽真空，八位置转台（9）能在水平、垂直方向上转动，带动固定其上的陀螺仪进行八位置测试；八个位置是固定的，能使陀螺仪三根轴正对着八个方向，分别为上北西、上西南、上南东、上东北、北东下、北上东、北西上、北下西；

2）通过半成品和成品测试系统（4）对陀螺仪进行测试，包括由半成品和成品测试系统（4）上的数字万用表、毫伏表、示波器对产品静平衡、力偶平衡进行调试；半成品陀螺仪八位置精度测试；

3）计算机将记录转台转到八个位置时，由成品陀螺仪传输过来的采样信号，每个位置将连续采集数据进行平均，利用陀螺仪八位置计算公式得出该成品陀螺仪参数，包括动平衡、静平衡、常值、安装角、误差角、力矩器刻度因素和残差。

6.根据权利要求5所述的动力调谐陀螺仪测试方法，其特征在于，本方法还包括逐次启动重复性测试，固定位置逐次启动随机漂移率重复性的测试：将陀螺仪水平或垂直放置，启动陀螺仪并工作于闭环状态，稳定0.5h后采集一组数据，停机10min，再启动，用相同方法和相同的温度，共做7次试验，求其标准偏差σ，作为固定位置逐次启动随机漂移率重复性。