CN107192853A - 角速度传感器测试装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种角速度传感器测试装置及系统，涉及测试技术领域。该角速度传感器测试装置包括转台、旋转机构、信号发生器、解调器、测试控制单元及数据采集处理单元，数据采集处理单元获取指令信号发送至测试控制单元，测试控制单元依据指令信号控制转台及旋转机构转动，信号发生器给角速度传感器提供载波信号，角速度传感器获取测量信号，并依据载波信号及测量信号输出已调制信号至解调器以得到解调信号，测试控制单元对解调信号进行滤波后输出至数据采集处理单元，以便数据采集处理单元进行处理得到角速度传感器的电气参数的测试结果。该角速度传感器测试装置操作简单，便于得到测试结果及综合性分析结果，用户体验较好，测试效率高。

Description

角速度传感器测试装置及系统

技术领域

本发明涉及测试技术领域，具体而言，涉及一种角速度传感器测试装置及系统。

背景技术

角速度传感器是一种精密、敏感的电子元器件，广泛应用于无人机、自动化等技术领域，是测量和控制角速度、角加速度等参数的关键部件。在使用角速度传感器前，对角速度传感器的各性能参数进行准确、实时、全面的测试是掌握其性能的基本保证。现有的测试角速度传感器参数的方法有多种，而相应的用于测试角速度传感器的装置和设备也繁简不一，这些装置和设备都普遍存在以下不足：操作繁琐，测试过程复杂，测试结果可靠性不高，不能快速、便捷地得到测试结果并对测试结果进行综合性分析和研究，用户体验不高。

因此，如何解决现有的角速度传感器测试装置存在的操作繁琐，测试过程复杂，测试结果可靠性不高，不能快速、便捷地得到测试结果并对测试结果进行综合性分析和研究的问题，一直以来都是本领域技术人员关注的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种角速度传感器测试装置，以使角速度传感器的测试过程简单化、快速得到测试结果及综合性分析结果，增强测试结果的可靠性。

本发明的目的还在于提供一种角速度传感器测试系统，以使角速度传感器的测试过程简单化、快速得到测试结果及综合性分析结果，增强测试结果的可靠性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提出一种角速度传感器测试装置，用于测试角速度传感器的电气参数。所述角速度传感器测试装置包括：转台、旋转机构、信号发生器、解调器、测试控制单元及数据采集处理单元，所述转台、旋转机构、解调器、信号发生器及所述数据采集处理单元均与所述测试控制单元电连接，所述解调器与所述角速度传感器电连接，所述转台用于安装所述旋转机构，所述旋转机构用于安装所述角速度传感器；所述数据采集处理单元用于获取指令信号并将所述指令信号发送至所述测试控制单元；所述测试控制单元用于依据所述指令信号分别控制所述转台及所述旋转机构转动，以使所述旋转机构带动所述角速度传感器转动，所述转台带动所述旋转机构转动；所述信号发生器用于给所述角速度传感器提供输入信号源作为载波信号；所述角速度传感器用于在转动时获取测量信号，并依据所述载波信号及所述测量信号输出已调制信号至所述解调器；所述解调器用于将所述已调制信号进行解调以输出解调信号；所述测试控制单元用于对所述解调信号进行滤波后输出至所述数据采集处理单元；所述数据采集处理单元用于对经过滤波的所述解调信号进行处理以便获取所述角速度传感器的电气参数的测试结果。

第二方面，本发明实施例还提出一种角速度传感器测试系统，所述角速度传感器测试系统包括上位机以及角速度传感器测试装置。所述角速度传感器测试装置包括：转台、旋转机构、信号发生器、解调器、测试控制单元及数据采集处理单元，所述转台、旋转机构、解调器、信号发生器及所述数据采集处理单元均与所述测试控制单元电连接，所述解调器与所述角速度传感器电连接，所述转台用于安装所述旋转机构，所述旋转机构用于安装所述角速度传感器，所述上位机与所述数据采集处理单元电连接。所述上位机用于向所述数据采集处理单元发送所述指令信号，所述数据采集处理单元用于获取指令信号并将所述指令信号发送至所述测试控制单元；所述测试控制单元用于依据所述指令信号分别控制所述转台及所述旋转机构转动，以使所述旋转机构带动所述角速度传感器转动，所述转台带动所述旋转机构转动；所述信号发生器用于给所述角速度传感器提供输入信号源作为载波信号；所述角速度传感器用于在转动时获取测量信号，并依据所述载波信号及所述测量信号输出已调制信号至所述解调器；所述解调器用于将所述已调制信号进行解调以输出解调信号；所述测试控制单元用于对所述解调信号进行滤波后输出至所述数据采集处理单元；所述数据采集处理单元用于对经过滤波的所述解调信号进行处理以便获取所述角速度传感器的电气参数的测试结果，所述上位机还用于通过所述数据采集处理单元获取所述角速度传感器的电气参数的测试结果，并对所述角速度传感器的电气参数的测试结果进行管理和存储。

相对现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的角速度传感器测试系统包括上位机以及角速度传感器测试装置。所述角速度传感器测试装置包括：转台、旋转机构、信号发生器、解调器、测试控制单元及数据采集处理单元，所述转台、旋转机构、解调器、信号发生器及所述数据采集处理单元均与所述测试控制单元电连接，所述解调器与所述角速度传感器电连接，所述转台用于安装所述旋转机构，所述旋转机构用于安装所述角速度传感器，所述上位机与所述数据采集处理单元电连接。所述上位机用于向所述数据采集处理单元发送所述指令信号，所述数据采集处理单元用于获取指令信号并将所述指令信号发送至所述测试控制单元；所述测试控制单元用于依据所述指令信号分别控制所述转台及所述旋转机构转动，以使所述旋转机构带动所述角速度传感器转动，所述转台带动所述旋转机构转动；所述信号发生器用于给所述角速度传感器提供输入信号源作为载波信号；所述角速度传感器用于在转动时获取测量信号，并依据所述载波信号及所述测量信号输出已调制信号至所述解调器；所述解调器用于将所述已调制信号进行解调以输出解调信号；所述测试控制单元用于对所述解调信号进行滤波后输出至所述数据采集处理单元；所述数据采集处理单元用于对经过滤波的所述解调信号进行处理以便获取所述角速度传感器的电气参数的测试结果，所述上位机还用于通过所述数据采集处理单元获取所述角速度传感器的电气参数的测试结果，并对所述角速度传感器的电气参数的测试结果进行管理和存储。本发明实施例所提供的角速度传感器测试系统操作简单、测试过程简单，可以快速便捷地得到测试结果及综合性分析结果，用户体验较好，测试效率高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明第一实施例所提供的角速度传感器测试装置与角速度传感器的连接示意图。

图2示出了本发明第一实施例所提供的转台控制模块的控制原理框图。

图3示出了本发明第一实施例所提供的旋转机构控制模块的控制原理框图。

图4示出了本发明第二实施例所提供的角速度传感器测试系统的功能模块图。

图5示出了本发明第二实施例所提供的角速度传感器测试系统的结构示意图。

图标：100-角速度传感器测试装置；200-角速度传感器；300-角速度传感器测试系统；110-转台；120-旋转机构；130-信号发生器；140-解调器；150-测试控制单元；160-数据采集处理单元；170-LCD显示器；180-供电单元；310-上位机；320-打印机；330-底座；340-仪器柜；350-键盘；360-鼠标；370-解调器测试装置；181-交流稳压电源；182-专用直流电源。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

请参照图1，为本发明实施例所提供的角速度传感器测试装置100与角速度传感器200的连接示意图。所述角速度传感器测试装置100通过模拟无人飞行器中角速度传感器200的工作状态，可用于测试角速度传感器200的电气参数，这些电气参数反映了角速度传感器200的动态性能，其中可测的参数包括，但不限于，角速度传感器200的输入信号频率、输入信号电压、交流工作电流、解调输出信号频率、交流零位信号、解调输出信号电压等。

在本实施例中，所述角速度传感器测试装置100包括转台110、旋转机构120、信号发生器130、解调器140、测试控制单元150及数据采集处理单元160，所述转台110、旋转机构120、信号发生器130、解调器140及所述数据采集处理单元160均与所述测试控制单元150电连接，所述解调器140与所述角速度传感器200电连接，所述转台110用于安装所述旋转机构120，所述旋转机构120用于安装所述角速度传感器200。

所述数据采集处理单元160用于获取指令信号并将所述指令信号发送至所述测试控制单元150。

在本实施例中，所述指令信号可以由用户通过操作计算机进行设定，所述数据采集处理单元160将获取的所述指令信号进行处理后发送至所述测试控制单元150。在本实施例中，所述数据采集处理单元160主要包括PCI采集卡，其中PCI采集卡包括了A/D模块、D/A模块、I/O模块及计数器模块。

所述测试控制单元150用于依据所述指令信号分别控制所述转台110及所述旋转机构120转动，以使所述旋转机构120带动所述角速度传感器200转动，所述转台110带动所述旋转机构120转动。

具体地，所述指令信号包括转台控制信号，所述测试控制单元150包括转台控制模块(图中未示)，所述转台控制模块与所述转台110、数据采集处理单元160均电连接，所述转台控制模块用于接收所述数据采集处理单元160发送的所述转台控制信号，并依据所述转台控制信号控制所述转台110转动。需要说明的是，在本实施例中，所述转台控制信号可包括所述转台110的转动方向及转动速度，在本实施例中，所述转台110在所述转台控制信号的控制下沿纵轴旋转(逆时针或者顺时针)，并且带动旋转机构120沿纵轴旋转。如图2所示，为所述转台控制模块的控制原理框图，所述转台控制模块可用于转台110的速度控制、稳速调节和速度显示。

所述指令信号还包括旋转机构控制信号，所述测试控制单元150还包括旋转机构控制模块(图中未示)，所述旋转机构控制模块与所述旋转机构120、数据采集处理单元160均电连接，所述旋转机构控制模块用于接收所述数据采集处理单元160发送的旋转控制信号，并依据所述旋转机构控制信号控制所述旋转机构120转动。同理，所述旋转机构控制信号可包括所述旋转机构120的转动速度及转动方向，在本实施例中，所述旋转机构120在所述旋转机构控制信号的控制下沿横轴旋转(逆时针或者顺时针)，并且带动所述角速度传感器200沿横轴旋转。如图3所示，为所述旋转机构控制模块的控制原理框图，所述旋转机构控制模块可用于旋转机构120的速度控制、稳速调节和速度显示。

由此可见，所述转台110及旋转机构120的转动可模拟出所述角速度传感器200的工作状态，进而便于完成角速度传感器200的电气参数的测试。

所述信号发生器130用于给所述角速度传感器200提供输入信号源作为载波信号。

在本实施例中，所述信号发生器130为DDS信号发生器，测试时，所述信号发生器130产生频率为15kHz，有效值为7.07V的正弦波信号，并通过所述测试控制单元150输出至所述角速度传感器200，作为角速度传感器200的输入信号源，该输入信号源的幅值连续可调。

所述角速度传感器200用于在转动时获取测量信号，并依据所述载波信号及所述测量信号输出已调制信号至所述解调器140。

在本实施例中，所述角速度传感器200在模拟的工作状态下可测量到角速度数据(即所述测量信号)，然后依据信号发生器130输入的载波信号对该测量信号进行调制得到已调制信号，并将该已调制信号输出至解调器140。

所述解调器140用于将所述已调制信号进行解调以输出解调信号。

在本实施例中，所述解调器140对已调制信号进行解调以输出解调信号(即角速度传感器200的测量信号)，并将所述解调信号输出至所述测试控制单元150。

所述测试控制单元150用于对所述解调信号进行滤波后输出至所述数据采集处理单元160。

在本实施例中，所述测试控制单元150还进一步包括信号处理模块(图中未示)，所述信号处理模块与所述解调器140、数据采集处理单元160均电连接，所述信号处理模块用于接收所述解调器140输出的解调信号，并对所述解调信号进行滤波处理。

所述数据采集处理单元160用于对经过滤波的所述解调信号进行处理以便获取所述角速度传感器200的电气参数的测试结果。

例如，所述数据采集处理单元160可通过应用程序控制PCI采集卡上的A/D模块对所述解调信号进行采集和处理。

进一步地，所述角速度传感器测试装置100还包括LCD显示器170，所述LCD显示器170与所述数据采集处理单元160电连接，所述LCD显示器170可用于显示所述角速度传感器200的电气参数的测试结果，例如，可显示出幅值、频率以及波形等信息。

进一步地，所述角速度传感器测试装置100还包括供电单元180，所述供电单元180与所述信号发生器130、测试控制单元150、数据采集处理单元160、LCD显示器170均电连接，所述供电单元180用于给所述角速度传感器测试装置100的各组成模块或单元提供电源，以保证所述角速度传感器测试装置100的正常工作。

具体地，所述供电单元180包括交流稳压电源181及专用直流电源182，所述交流稳压电源181与所述信号发生器130、数据采集处理单元160、LCD显示器170及专用直流电源182均电连接，用于给所述信号发生器130、数据采集处理单元160、LCD显示器170及专用直流电源182提供220v交流电压，所述专用直流电源182与所述测试控制单元150电连接，用于给所述测试控制单元150提供专用的直流电压。

第二实施例

请参照图4，为本发明第二实施例所提供的角速度传感器测试系统300的功能模块图。所述角速度传感器测试系统300包括上位机310以及第一实施例所提供的角速度传感器测试装置100。所述上位机310与所述数据采集处理单元160、交流稳压电源181电连接，所述上位机310用于向所述数据采集处理单元160发送所述指令信号，所述上位机310还用于通过所述数据采集处理单元160获取所述角速度传感器200的电气参数的测试结果，并对所述角速度传感器200的电气参数的测试结果进行管理和存储，例如，所述上位机310可将获取的所有数据进行整合分析，得到最终测试数据并进行存储。

进一步地，所述角速度传感器测试系统300还包括打印机320，所述打印机320与所述上位机310、交流稳压电源181电连接，所述打印机320用于在所述上位机310的控制下将所述角速度传感器200的电气参数的测试结果进行打印。

如图5所示，为所述角速度传感器测试系统300的结构示意图，所述角速度传感器测试系统300还包括底座330、仪器柜340、键盘350、鼠标360、解调器测试装置370，其中，所述解调器测试装置370用于放置所述解调器140。在本实施例中，所述测试控制单元150与转台110之间，所述转台110与旋转机构120，以及所述转台110与角速度传感器200之间通过不同的电缆连接以实现数据的传输，可防止线缆缠绕的情况出现。

需要说明的是，在本实施例中，所述角速度传感器测试系统300还可包括比上述更多或者更少的模块或者单元，各个模块或单元可单独设置，也可对部分模块或单元进行集成，例如，可将测试控制单元150、LCD显示器170、数据采集处理单元160、上位机310集成于一个设备。

综上所述，本发明实施例所提供的角速度传感器测试装置及系统，所述角速度传感器测试系统包括上位机以及角速度传感器测试装置，所述角速度传感器测试装置包括转台、旋转机构、信号发生器、解调器、测试控制单元及数据采集处理单元，所述转台、旋转机构、解调器、信号发生器及所述数据采集处理单元均与所述测试控制单元电连接，所述解调器与所述角速度传感器电连接，所述旋转机构用于安装所述角速度传感器，所述转台用于安装所述旋转机构，所述上位机与所述数据采集处理单元电连接。所述上位机用于向所述数据采集处理单元发送所述指令信号，所述数据采集处理单元用于获取所述指令信号并将所述指令信号发送至所述测试控制单元；所述测试控制单元用于依据所述指令信号分别控制所述转台及所述旋转机构转动，以使所述旋转机构带动所述角速度传感器转动，所述转台带动所述旋转机构转动；所述信号发生器用于给所述角速度传感器提供输入信号源作为载波信号；所述角速度传感器用于获取测量信号，并依据所述载波信号及所述测量信号输出已调制信号至所述解调器；所述解调器用于将所述已调制信号进行解调以输出解调信号；所述测试控制单元用于对所述解调信号进行滤波后输出至所述数据采集处理单元；所述数据采集处理单元用于对经过滤波的所述解调信号进行处理以便获取所述角速度传感器的电气参数的测试结果，所述上位机还用于通过所述数据采集处理单元获取所述角速度传感器的电气参数的测试结果，并对所述角速度传感器的电气参数的测试结果进行管理和存储。本发明实施例所提供的角速度传感器测试系统操作简单、测试过程简单，可以快速便捷地得到测试结果及综合性分析结果，测试结果可靠性高，测试效率高，用户体验较好。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种角速度传感器测试装置，用于测试角速度传感器的电气参数，其特征在于，所述角速度传感器测试装置包括：转台、旋转机构、信号发生器、解调器、测试控制单元及数据采集处理单元，所述转台、旋转机构、解调器、信号发生器及所述数据采集处理单元均与所述测试控制单元电连接，所述解调器与所述角速度传感器电连接，所述转台用于安装所述旋转机构，所述旋转机构用于安装所述角速度传感器；

所述数据采集处理单元用于获取指令信号并将所述指令信号发送至所述测试控制单元；

所述测试控制单元用于依据所述指令信号分别控制所述转台及所述旋转机构转动，以使所述旋转机构带动所述角速度传感器转动，所述转台带动所述旋转机构转动；

所述信号发生器用于给所述角速度传感器提供输入信号源作为载波信号；

所述角速度传感器用于在转动时获取测量信号，并依据所述载波信号及所述测量信号输出已调制信号至所述解调器；

所述解调器用于将所述已调制信号进行解调以输出解调信号；

所述测试控制单元用于对所述解调信号进行滤波后输出至所述数据采集处理单元；

所述数据采集处理单元用于对经过滤波的所述解调信号进行处理以便获取所述角速度传感器的电气参数的测试结果。

2.如权利要求1所述的角速度传感器测试装置，其特征在于，所述指令信号包括转台控制信号，所述测试控制单元包括转台控制模块，所述转台控制模块与所述转台、数据采集处理单元均电连接，所述转台控制模块用于接收所述数据采集处理单元发送的所述转台控制信号，并依据所述转台控制信号控制所述转台转动。

3.如权利要求1所述的角速度传感器测试装置，其特征在于，所述指令信号还包括旋转机构控制信号，所述测试控制单元还包括旋转机构控制模块，所述旋转机构控制模块与所述旋转机构、数据采集处理单元均电连接，所述旋转机构控制模块用于接收所述数据采集处理单元发送的所述旋转机构控制信号，并依据所述旋转机构控制信号控制所述旋转机构转动。

4.如权利要求1所述的角速度传感器测试装置，其特征在于，所述测试控制单元还包括信号处理模块，所述信号处理模块与所述解调器、数据采集处理单元均电连接，所述信号处理模块用于接收所述解调器输出的所述解调信号，并对所述解调信号进行滤波。

5.如权利要求1所述的角速度传感器测试装置，其特征在于，所述数据采集处理单元包括PCI采集卡。

6.如权利要求1所述的角速度传感器测试装置，其特征在于，所述角速度传感器测试装置还包括LCD显示器，所述LCD显示器与所述数据采集处理单元电连接，所述LCD显示器用于显示所述角速度传感器的电气参数的测试结果。

7.如权利要求1所述的角速度传感器测试装置，其特征在于，所述角速度传感器测试装置还包括供电单元，所述供电单元与所述信号发生器、测试控制单元、数据采集处理单元均电连接。

8.如权利要求7所述的角速度传感器测试装置，其特征在于，所述供电单元包括交流稳压电源及专用直流电源，所述交流稳压电源与所述信号发生器、数据采集处理单元、专用直流电源均电连接，所述专用直流电源与所述测试控制单元电连接。

9.一种角速度传感器测试系统，其特征在于，所述角速度传感器测试系统包括上位机以及如权利要求1-8任一项所述的角速度传感器测试装置，所述上位机与所述数据采集处理单元电连接，所述上位机用于向所述数据采集处理单元发送所述指令信号，所述上位机还用于通过所述数据采集处理单元获取所述角速度传感器的电气参数的测试结果，并对所述角速度传感器的电气参数的测试结果进行管理和存储。

10.如权利要求9所述的角速度传感器测试系统，其特征在于，所述角速度传感器测试系统还包括打印机，所述打印机与所述上位机电连接，所述打印机用于在所述上位机的控制下将所述角速度传感器的电气参数的测试结果进行打印。