CN104569497A - 用于加速度计校准与测试的转台系统 - Google Patents

用于加速度计校准与测试的转台系统 Download PDF

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Abstract

公开了一种转台系统,用于加速度计的校准和测试,所述转台系统包括:主轴;主轴电机,用于产生主轴的转动;校准测试平台,所述校准测试平台固定于所述主轴上,用于为转动盘和转动盘电机提供固定平台;以及至少一个安装于所述校准测试平台上的转动盘和用于产生所述转动盘转动的转动盘电机。所述转台系统还包括至少一个电路板单元和至少一个固定装置,所述电路板单元可拆卸地安装在所述固定装置上,用于安放待测的加速度计并将加速度计校准与测试的数据传输至上位机,所述固定装置固定在转动盘上,用于为电路板单元提供固定和电源线路与通信线路。所述转台系统能够为加速度计的校准和测试提供各个方向的重力场。

Description

用于加速度计校准与测试的转台系统
技术领域
本发明涉及芯片测试技术,具体涉及一种用于加速度计校准与测试的转台系统。
背景技术
加速度计是惯性导航和惯性制导系统的基本测量元件之一,加速度计本质上是一个振荡系统,安装于运动载体的内部,可以用来测量载体的运动加速度。随着微电子技术的突飞猛进地发展,加速度计已经广泛的被应用到航天,军事,工业,汽车,民用领域,尤其在民用领用,随着互联网终端的普及,加速度计市场非常广泛。在加速度计生产制造过程中,半导体器件设计生产厂家需要对设计生产制造后的加速度计进行校准与测试,通常是利用重力场翻滚实验装置来校准和测试生产的加速度计。
发明内容
本发明提出了一种用于加速度计校准与测试的转台系统。所述转台系统包括:
主轴;
主轴电机,用于产生主轴的转动;
校准测试平台,所述校准测试平台固定于所述主轴上,用于为转动盘和转动盘电机提供固定平台;以及
至少一个安装于所述校准测试平台上的转动盘和用于产生所述转动盘转动的转动盘电机。
优选地,所述的转台系统还包括至少一个电路板单元和至少一个固定装置,
其中,所述电路板单元可拆卸地安装在所述固定装置上,用于安放待测的加速度计并将加速度计校准与测试的数据传输至上位机,
所述固定装置固定在转动盘上,用于为电路板单元提供固定和电源线路与通信线路。
优选地,所述固定装置包括用于容纳所述电路板单元的立方体槽,以及位于槽的侧壁的至少一个弹簧定位珠,所述电路板单元包括与弹簧定位珠相对应的半圆凹孔。
优选地,所述固定装置包括电路板单元推进口,以及设置在电路板单元推进口处的至少一个保险栓,以防止弹簧定位珠与半圆凹孔之间的松动。
优选地,所述保险栓包括L型栓、弹簧、固定件以及螺帽,所述固定件固定在所述固定装置上,L型栓穿过固定件,拧紧螺帽压缩弹簧给L型栓用于抵消主轴与转动盘转动产生的力。
优选地,所述电路板单元同上位机的指令与和数据通信采用差分信号传输总线。
优选地,所述主轴电机同主轴通过联轴器相连。
优选地,所述转台系统还包括电滑环装置,所述电滑环装置的定子端固定在支撑板上,转子端通过过渡件与主轴固定。
优选地,所述主轴为镂空结构。
优选地,所述镂空结构的主轴还具有主轴出口,电源线和信号线从所述电滑环装置经主轴镂空口穿入,从所述主轴出口穿出。
优选地,所述电源线和信号线在所述主轴出口处同主轴固定。
本发明提出的用于加速度计校准与测试的转台系统,采用差分信号传输总线实现上位机与电路板单元之间的数据通信;采用电机转动装置实现加速度计校准与测试所需的各个位置快速到位;采用电滑环装置以及主轴中心镂空实现从电滑环进来的信号线从主轴中心穿过解决了转动过程中信号线缠绕被缠绕的问题;加速度计校准与测试的数据都传输至上位机保存,方便后续分析。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:
图1a-1b为本发明优选实施例的转台系统的结构图;
图2为图1a-1b中的固定装置及电路板单元的结构图;以及
图3a-3b为图1a-1b中电滑环装置与主轴镂空结构图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述,但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质,公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。
图1a和1b为本发明优选实施例的转台系统的结构图。用于加速度计校准与测试的转台系统包括:主轴电机1001、联轴器1002、主轴1003、校准测试平台1004、4个固定装置1005、4个电路板单元1006、过渡件1007、电滑环装置1008、支撑板1009、底板1010、背盖1011、4个转动盘1012、4个转动盘电机1013、挡板1014以及轴承1015。本实施例的转台系统可以实现四个加速度计的同时测试。
尽管未在图中示出,该转台系统还包括用于驱动主轴电机1001的第一电机驱动器、用于驱动转动盘电机1013的第二电机驱动器以及外部的上位机。上位机通过第一电机驱动器连接主轴电机1001,通过第二电机驱动器连接转动盘电机1013,实现对主轴1003与转动盘1012的精确控制,保证上位机对主轴1003与转动盘1012实现安全,高精度的控制。上位机与电路板单元1006之间的指令与和数据通信采用差分信号传输总线(在一个优选的实施例中,所述传输总线为RS485串行总线标准),并制定本系统通信传输协议,保证上位机与电路板单元1006之间实现正常,安全的通信。
主轴电机1001用于产生主轴1003的转动,转动盘电机1013用于产生转动盘1012的转动。主轴1003结合转动盘1012转动,为加速度计各个方向提供重力加速度。主轴1003采用镂空结构为电源线和通信线提供通道,主轴电机1001与主轴1003,通过联轴器1002相连,在动力传动中,联轴器1002还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。
支撑板1009和底板1010为主轴1003提供了运动支架,及固定支撑,使主轴1003与转动盘1012能够稳定地转动。
校准测试平台1004与主轴1003通过一组排列螺丝相互固定联结。固定后的校准测试平台1004为转动盘1012、转动盘电机1013、主控中心电路板提供了固定平台。
固定装置1005固定在转动盘上,为电路板单元1006提供电源与通信线路,还为转动盘电机1013提供通信线路。固定装置1005为加速度计校准测试的电路板单元1006提供固定,防止在转动翻转过程中,电路板单元1006松动或者掉落。电路板单元1006用于加速度计校准与测试的数据采集。
电滑环装置1008实现电源与通信线路通过旋转装置而不出现线缆缠绕。
电源与通信线路从转台系统外引入,通过电滑环装置1008,从主轴中心镂空端穿过,然后在靠近校准测试平台附近的主轴出口穿出,引入校准测试平台1004的背面,最后这些电源与通信线被引入到主控中心电路板、固定装置1005以及转动盘电机1013。
图2为图1a-1b中的固定装置及电路板单元的结构图,固定装置1005包括:电源接头座3001、弹簧定位珠3002、电路板单元推进口、以及保险栓。固定装置1005主要作用是固定校准测试用的电路板单元1006,同时能够在固定后,为电路板单元1006供电和提供通信线路。电路板单元1006从固定装置1005的推进口推入。
电路板单元1006是立方体,固定装置1005有相对应的立方体槽,同时在槽的两侧装有弹簧定位珠3002,在弹簧定位珠3002安装的位置,电路板单元1006有半圆凹孔,当电路板单元1006推进固定装置1005并到位后,弹簧定位珠3002与电路板单元1006的半圆凹孔相吻合,在施加的推力较小时,电路板单元1006不会被推动,有起到定位固定的作用,通过安装弹簧定位珠3002的个数可以调整能推动电路板单元1006推力。
电源接头座3001设置在与电路板单元推进口对面的固定装置1005的侧壁上,连接从镂空的主轴1003穿出的电源线。电路板单元1006被推入固定装置1005后,电路板单元1006的电源接头插入到电源接头座3001内。
固定装置1005在电路板单元1006推进口装有两个保险栓。当主轴1003与转动盘1012在转动时,会对电路板单元1006产生比较大的力,这个力将会造成弹簧定位珠3002和半圆凹孔的松动。保险栓的主要作用就是抵消这个力,保证电路板单元1006结构的稳定,同时也保证了对电路板单元1006供电的稳定。
保险栓由L型栓3006、弹簧3004、固定件3005以及螺帽3003构成。固定件3005固定在固定装置1005上,L型栓3006穿过固定件3005,通过拧紧螺帽3003压缩弹簧3004给L型栓3006产生一个向内的推力,利用这个推力,可以抵消主轴1003与转动盘1012转动产生的力。其中L型栓3006和电路板单元1006通过弹簧定位珠3002和半圆凹孔接触,锁定这个推力。
图3a-3b为图1a-1b中电滑环装置与主轴镂空结构图,图3a为显示了过渡件1007的结构图,图3b为隐去过渡件1007的结构图。电滑环装置1008的转子端4003、电源线和通信线一起随着主轴1003旋转。
电滑环装置1008的定子端4004固定在支撑板1009上,转子端4003通过过渡件1007与主轴1003固定,在转子端4003,电源线和通信线穿过过渡件1007和主轴镂空孔4002,从主轴出孔4001穿出。为了保证在转动过程中电源线和通信线不会扭曲,电源线和通信线在主轴出孔4001需要与主轴1003固定。
电源线和通信线从主轴出孔4001出来,再引入到校准测试平台1004,然后再引入到各个固定装置1005,最后引入到各个电路板单元1006,为电路板单元1006提供电源及通信。
在使用中,首先将生产出来的加速度计放入电路板单元1006中,接着将电路板单元1006推进固定装置1005中并通过保险栓固定,然后上位机控制主轴1003和转动盘1012转动,为加速度计提供不同位置的重力加速度,加速度计校准测试的电路板单元1006根据所提供的重力加速度进行校准与测试,最后加速度计校准测试的电路板单元1006将校准与测试的数据上传至上位机,实现对加速度计数据的并保存分析。
本发明提出的用于加速度计校准与测试的转台系统,采用差分信号传输总线实现上位机与电路板单元之间的数据通信;采用电机转动装置实现加速度计校准与测试所需的各个位置快速到位;采用电滑环装置以及主轴中心镂空实现从电滑环进来的信号线从主轴中心穿过解决了转动过程中信号线缠绕被缠绕的问题;加速度计校准与测试的数据都传输至上位机保存,方便后续分析。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域技术人员而言,本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种转台系统包括:
主轴;
主轴电机,用于产生主轴的转动;
校准测试平台,所述校准测试平台固定于所述主轴上,用于为转动盘和转动盘电机提供固定平台;以及
至少一个安装于所述校准测试平台上的转动盘和用于产生所述转动盘转动的转动盘电机。
2.根据权利要求1所述的转台系统,还包括至少一个电路板单元和至少一个固定装置,
其中,所述电路板单元可拆卸地安装在所述固定装置上,用于安放待测的加速度计并将加速度计校准与测试的数据传输至上位机,
所述固定装置固定在转动盘上,用于为电路板单元提供固定和电源线路与通信线路。
3.根据权利要求2所述的转台系统,其中,所述固定装置包括用于容纳所述电路板单元的立方体槽,以及位于槽的侧壁的至少一个弹簧定位珠,所述电路板单元包括与弹簧定位珠相对应的半圆凹孔。
4.根据权利要求3所述的转台系统,其中,所述固定装置包括电路板单元推进口,以及设置在电路板单元推进口处的至少一个保险栓,以防止弹簧定位珠与半圆凹孔之间的松动。
5.根据权利要求4所述的转台系统,其中,所述保险栓包括L型栓、弹簧、固定件以及螺帽,所述固定件固定在所述固定装置上,L型栓穿过固定件,拧紧螺帽压缩弹簧给L型栓用于抵消主轴与转动盘转动产生的力。
6.根据权利要求2所述的转台系统,其中,所述电路板单元同上位机的指令与和数据通信采用差分信号传输总线。
7.根据权利要求1所述的转台系统,其中,所述主轴电机同主轴通过联轴器相连。
8.根据权利要求1所述的转台系统,还包括电滑环装置,所述电滑环装置的定子端固定在支撑板上,转子端通过过渡件与主轴固定。
9.根据权利要求1-8所述的转台系统,其中,所述主轴为镂空结构。
10.根据权利要求9所述的转台系统,其中,所述镂空结构的主轴还具有主轴出口,电源线和信号线从所述电滑环装置经主轴镂空口穿入,从所述主轴出口穿出。
11.根据权利要求10所述的转台系统,其中,所述电源线和信号线在所述主轴出口处同主轴固定。
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