CN107741239B - 陀螺仪标度因数测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种陀螺仪标度因数测试系统及方法，所述系统包括安装装置、采集模块和数据处理模块。通过将标准陀螺仪和被测陀螺仪安装在安装装置上，且被测陀螺仪的敏感轴、标准陀螺仪的敏感轴和安装装置的转动轴相互平行，采集模块同步采集被测陀螺仪的输出量U1和标准陀螺仪的输出量U0，数据处理模块根据输出量U1、输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0计算被测陀螺仪的标度因数K1。本发明提供的陀螺仪标度因数测试系统及方法替代了使用转台测试陀螺仪的标度因数，操作步骤简单，一次测试可同时测试出多只陀螺仪的标度因数，节省了时间，降低了成本，便于陀螺仪的批量生产。

Description

陀螺仪标度因数测试系统及方法

技术领域

本发明涉及惯性技术领域，尤其涉及一种陀螺仪标度因数测试系统及方法。

背景技术

陀螺仪是用于检测角速率的装置。标度因数是陀螺仪的重要指标之一，它表明了陀螺仪的角速率和其输出量的关系。陀螺仪生产过程中，每个陀螺仪都需要调试或者检测陀螺仪的标度因数，因此，需要反复测试标度因数，并调整陀螺仪的电路参数使标度因数达到工艺要求的范围。

现有技术中，测试陀螺仪标度因数的方法是将陀螺仪安装到带数据采集系统的转台上。设置转台以一系列的不同的角速率转动，同时采集转台转动达到稳定状态时的不同角速率下的陀螺仪的输出量，将各个角速率和其对应输出量经过相关算法处理，计算出陀螺仪的标度因数。

使用现有技术中的转台测试陀螺仪的标度因数时，首先需要将陀螺仪安装到测试工装上，再将测试工装安装到转台上，并连接数据采集系统。另外，需要设置转台以一系列的不同的角速率转动，同时采集转台转动达到稳定状态时的不同角速率下的陀螺仪的输出量，然后根据各个角速率和其对应输出量经过相关算法处理，计算出陀螺仪的标度因数测试多个角速率并经过数据处理才可以计算出陀螺仪的标度因数。总之，使用转台测试陀螺仪的标度因数，操作步骤复杂，耗时长，且占用设备资源多，成本高，不利于降低产品的成本和批量生产。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种陀螺仪标度因数测试系统及方法，解决了现有技术中的测试陀螺仪标度因数的方法操作步骤复杂，耗时长，成本高的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种陀螺仪标度因数测试系统，包括：

安装装置，用于安装被测陀螺仪和标准陀螺仪，使所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪同步转动；

采集模块，用于给所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪供电，并采集所述被测陀螺仪的输出量U1和所述标准陀螺仪的输出量U0；

数据处理模块，用于根据所述标准陀螺仪的输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0，K0可不局限于一个值，计算出对应的角速率。然后，根据所述U1和标准陀螺仪对应的角速率计算所述被测陀螺仪的标度因数K1。

进一步地，所述安装装置，包括：

固定件，用于固定所述安装装置，所述固定件为测试架提供转动参考轴，所述固定件上设置有第一转动件；

测试架，所述测试架上设置有第二转动件，所述测试架包括转动轴和陀螺仪安装工位，所述测试架还设置有数据采集与处理电路的安装工位。所述第一转动件、所述第二转动件和所述转动轴组成枢轴结构，所述测试架绕所述转动轴做转轴运动，所述测试架上设置有至少两个陀螺仪安装工位。

进一步地，所述采集模块包括：

供电单元，用于给所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪供电；

采集单元，用于采集所述被测陀螺仪的输出量U1和所述标准陀螺仪的输出量U0。

进一步地，所述供电单元由稳压电路和滤波电路组成。

进一步地，所述采集单元由稳压电路、AD转换电路和数据处理与发送电路组成，其中，所述稳压电路为所述采集单元供电，AD转换电路将采集到的所述输出量U1和所述输出量U0由模拟量转换成数字量，所述数据处理与发送电路将所述输出量U1和所述输出量U0发送到所述数据处理模块。

另一方面，本发明提供一种陀螺仪标度因数测试方法，包括，

分别采集测试过程中被测陀螺仪的输出量U1和标准陀螺仪的输出量U0，其中，所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪安装在上述安装装置上，且所述被测陀螺仪的敏感轴、所述标准陀螺仪的敏感轴和所述安装装置的转动轴相互平行；

根据所述标准陀螺仪的输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0(K0可不局限于一个值)，计算出对应的角速率。然后，根据所述U1和标准陀螺仪对应的角速率计算所述被测陀螺仪的标度因数K1。

再一方面，本发明提供一种用于陀螺仪标度因数测试的电子设备，包括：

存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述方法。

又一方面，本发明提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述方法。

又一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法。

(三)有益效果

本发明提供的陀螺仪标度因数测试系统及方法，将标准陀螺仪和被测陀螺仪安装在安装装置上，且被测陀螺仪的敏感轴、标准陀螺仪的敏感轴和安装装置的转动轴相互平行，同步获取被测陀螺仪的输出量U1和标准陀螺仪的输出量U0，根据输出量U1、输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0计算被测陀螺仪的标度因数K1。本发明的方案替代了使用转台测试陀螺仪的标度因数，操作步骤简单，一次测试可同时测试出多只陀螺仪的标度因数，节省了时间，降低了成本，便于陀螺仪的批量生产。

附图说明

图1为依照本发明实施例的陀螺仪标度因数测试系统的示意图；

图2为依照本发明实施例的安装装置的示意图；

图3为依照本发明实施例的采集单元的电路框图；

图4为依照本发明实施例的陀螺仪标度因数测试方法的示意图；

图5为本发明实施例提供的用于陀螺仪标度因数测试的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

实施例1：

图1为依照本发明实施例的陀螺仪标度因数测试系统的示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种陀螺仪标度因数测试系统，包括安装装置10、采集模块40和数据处理模块50，其中，

安装装置10用于安装被测陀螺仪20和标准陀螺仪30，使所述被测陀螺仪20和所述标准陀螺仪30同步转动；

采集模块40用于给所述被测陀螺仪20和所述标准陀螺仪30供电，并采集所述被测陀螺仪20的输出量U1和所述标准陀螺仪30的输出量U0；

数据处理模块50，用于根据所述标准陀螺仪的输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0(K0可不局限于一个值)，计算出对应的角速率。然后，根据所述U1和标准陀螺仪对应的角速率计算所述被测陀螺仪20的标度因数K1。

具体的，安装装置可以固定到测试实验台上，安装装置用于安装被测陀螺仪20和标准陀螺仪30，安装时被测陀螺仪20的敏感轴、标准陀螺仪30的敏感轴和安装装置的转动轴相互平行，使所述被测陀螺仪20和所述标准陀螺仪30同步转动，从而保证被测陀螺仪20和所述标准陀螺仪30所测出的角速率相同，被测陀螺仪20和标准陀螺仪30通过导线分别与采集模块连接，采集模块用于给所述被测陀螺仪20和所述标准陀螺仪30供电，并采集所述被测陀螺仪20的输出量U1和所述标准陀螺仪30的输出量U0，采集模块通过有线或者无线的方式与数据处理模块50连接，该数据处理模块50可以是台式电脑、笔记本电脑或者手机等带有数据处理功能的电子设备，数据处理模块50接收到采集模块发送的输出量U1和输出量U0后，根据输出量U0和标准陀螺仪30的标度因数K0，计算出对应角速率，然后，根据所述输出量U1和对应角速率计算所述被测陀螺仪20的标度因数K1。

具体的，由于安装时被测陀螺仪的敏感轴、标准陀螺仪的敏感轴和安装装置的转动轴相互平行，使所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪同步转动，从而保证被测陀螺仪和所述标准陀螺仪所测出的角速率相同，具体地，给出一个标度因数计算方法。假设在某一时刻被测陀螺仪和标准陀螺仪的输出量分别为U1和U0，则根据陀螺仪的标度因数计算公式K＝U/ω，其中，K为陀螺仪的标度因数，U为陀螺仪的输出量，ω为陀螺仪测得的角速率，可得：

U1/K1＝ω＝U0/K0

可以计算出K1＝U1/U0*K0。被测陀螺仪的标度因数计算公式不局限于上述公式。可根据陀螺仪的输出量与角速率的关系推导出其他更利于测试使用的公式。

图2为依照本发明实施例的安装装置的示意图，如图2所示，进一步地，所述安装装置10，包括固定件1和测试架3，其中，

固定件1用于固定所述安装装置，所述固定件1上设置有第一转动件2；

测试架3上设置有第二转动件4，所述测试架3包括转动轴6和陀螺仪安装工位，所述测试架还设置有数据采集与处理电路的安装工位，所述第一转动件2、所述第二转动件4和所述转动轴6组成枢轴结构，所述测试架绕所述转动轴6做转轴运动，所述测试架上设置有至少两个陀螺仪安装工位5。

具体的，在测试过程中，安装装置可以通过固定件1固定到测试实验台上，固定件1上设置有第一转动件2，第一转动件2可以固接在固定件1上，也可以通过螺钉固定到固定件1上，与固定件1形成一个整体。

测试架3上设置有第二转动件4，测试架3包括转动轴6，第一转动件2、第二转动件4和转动轴6组成枢轴结构，测试架绕所述转动轴6做转轴运动，测试架上设置有至少两个陀螺仪安装工位5，测试时，在一个陀螺仪安装工位上安装标准陀螺仪，在其他陀螺仪安装工位上安装被测陀螺仪和数据采集与处理电路，以便同时完成对对多个被测陀螺仪的测试。

安装时被测陀螺仪的敏感轴、标准陀螺仪的敏感轴和安装装置的转动轴相互平行，驱动测试架3使所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪同步转动，从而保证被测陀螺仪和所述标准陀螺仪所测出的角速率相同，并且测出的角速率最精确，从而使计算出来的被测陀螺仪的标度因数也更准确。

其中，测试架3的驱动有多种不同的方式，例如，测试架3可以设置一个手柄，通过手柄手动驱动测试架3；也可以在测试架3上设置一个传动机构，通过传动机构与电动机相连，由电动机驱动测试架3等。

进一步地，所述采集模块包括：

供电单元，用于给所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪供电；

采集单元，用于采集所述被测陀螺仪的输出量U1和所述标准陀螺仪的输出量U0。

进一步地，所述供电单元由稳压电路和滤波电路组成。

进一步地，所述采集单元由稳压电路、AD转换电路和数据处理与发送电路组成，其中，所述稳压电路为所述采集单元供电，AD转换电路将采集到的所述输出量U1和所述输出量U0由模拟量转换成数字量，所述数据处理与发送电路将所述输出量U1和所述输出量U0发送到所述数据处理模块。

具体的，供电单元用于给所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪供电，所述供电单元由稳压电路和滤波电路组成，能够给被测陀螺仪和标准陀螺仪提供稳定的电压，从而保证其稳定工作。

图3为依照本发明实施例的采集单元的电路框图，如图3所示，所述采集单元由稳压电路、AD转换电路和数据处理发送电路组成，其中，所述稳压电路为所述采集单元供电，稳压电路可以使用稳压芯片，AD转换电路由一个AD芯片及其工作电路组成，AD转换电路将采集到的所述输出量U1和所述输出量U0由模拟量转换成数字量。数据处理与发送电路由一个单片机芯片及其工作电路组成，所述数据处理与发送电路将所述输出量U1和所述输出量U0发送到所述数据处理模块。

本发明实施例提供的陀螺仪标度因数测试系统，将标准陀螺仪和被测陀螺仪安装在安装装置上，且被测陀螺仪的敏感轴、标准陀螺仪的敏感轴和安装装置的转动轴相互平行，同步获取被测陀螺仪的输出量U1和标准陀螺仪的输出量U0，根据输出量U1、输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0计算被测陀螺仪的标度因数K1。本发明的方案替代了使用转台测试陀螺仪的标度因数，操作步骤简单，一次测试可同时测试出多只陀螺仪的标度因数，节省了时间，降低了成本，便于陀螺仪的批量生产。

实施例2：

图4为依照本发明实施例的陀螺仪标度因数测试方法的示意图，如图所示，本发明实施例提供一种陀螺仪标度因数测试方法，包括，

步骤S10、分别采集测试过程中被测陀螺仪的输出量U1和标准陀螺仪的输出量U0，其中，所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪安装在上述实施例中所述的安装装置上，且所述被测陀螺仪的敏感轴、所述标准陀螺仪的敏感轴和所述安装装置的转动轴相互平行；

步骤S20、根据所述标准陀螺仪的输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0(K0可不局限于一个值)，计算出对应的角速率。然后，根据所述U1和标准陀螺仪对应的角速率计算所述被测陀螺仪的标度因数K1。

具体的，安装装置可以固定到测试实验台上，首先，将被测陀螺仪和标准陀螺仪安装到安装装置上，安装时被测陀螺仪的敏感轴、标准陀螺仪的敏感轴和安装装置的转动轴相互平行，使所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪同步转动，从而保证被测陀螺仪和所述标准陀螺仪所测出的角速率相同。

然后，驱动安装装置使所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪同步转动，被测陀螺仪和标准陀螺仪通过导线分别与采集模块连接，驱动安装装置转动的过程中采集模块采集所述被测陀螺仪的输出量U1和所述标准陀螺仪的输出量U0，采集模块通过有线或者无线的方式与数据处理模块连接，该数据处理模块可以是台式电脑、笔记本电脑或者手机等带有数据处理功能的电子设备。

数据处理模块接收到采集模块发送的输出量U1和输出量U0后，根据标准陀螺仪的输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0(K0可不局限于一个值)，计算出对应的角速率。然后，根据所述U1和标准陀螺仪对应的角速率计算所述被测陀螺仪的标度因数K1。

本发明实施例提供的陀螺仪标度因数测试方法，将标准陀螺仪和被测陀螺仪安装在安装装置上，且被测陀螺仪的敏感轴、标准陀螺仪的敏感轴和安装装置的转动轴相互平行，同步获取被测陀螺仪的输出量U1和标准陀螺仪的输出量U0，根据输出量U1、输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0计算被测陀螺仪的标度因数K1。本发明的方案替代了使用转台测试陀螺仪的标度因数，操作步骤简单，一次测试可同时测试出多只陀螺仪的标度因数，节省了时间，降低了成本，便于陀螺仪的批量生产。

实施例3：

图5为本发明实施例提供的用于陀螺仪标度因数测试的电子设备的结构示意图，如图5所示，所述设备包括：处理器(processor)801、存储器(memory)802和总线803；

其中，处理器801和存储器802通过所述总线803完成相互间的通信；

处理器801用于调用存储器802中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

分别采集测试过程中被测陀螺仪的输出量U1和标准陀螺仪的输出量U0，其中，所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪安装在上述实施例中所述的安装装置上，且所述被测陀螺仪的敏感轴、所述标准陀螺仪的敏感轴和所述安装装置的转动轴相互平行；

根据所述标准陀螺仪的输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0(K0可不局限于一个值)，计算出对应的角速率。然后，根据所述U1和标准陀螺仪对应的角速率计算所述被测陀螺仪的标度因数K1。

实施例4：

本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

分别采集测试过程中被测陀螺仪的输出量U1和标准陀螺仪的输出量U0，其中，所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪安装在上述实施例中所述的安装装置上，且所述被测陀螺仪的敏感轴、所述标准陀螺仪的敏感轴和所述安装装置的转动轴相互平行；

根据所述标准陀螺仪的输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0(K0可不局限于一个值)，计算出对应的角速率。然后，根据所述U1和标准陀螺仪对应的角速率计算所述被测陀螺仪的标度因数K1。

实施例5：

本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

分别采集测试过程中被测陀螺仪的输出量U1和标准陀螺仪的输出量U0，其中，所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪安装在上述实施例中所述的安装装置上，且所述被测陀螺仪的敏感轴、所述标准陀螺仪的敏感轴和所述安装装置的转动轴相互平行；

根据所述标准陀螺仪的输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0(K0可不局限于一个值)，计算出对应的角速率。然后，根据所述U1和标准陀螺仪对应的角速率计算所述被测陀螺仪的标度因数K1。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置及设备等实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种陀螺仪标度因数测试系统，其特征在于，包括：

安装装置，用于安装被测陀螺仪和标准陀螺仪，使所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪同步转动；

采集模块，用于给所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪供电，并采集所述被测陀螺仪的输出量U1和所述标准陀螺仪的输出量U0；

数据处理模块，用于根据所述标准陀螺仪的输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0，计算出对应的角速率，然后，根据所述U1和标准陀螺仪对应的角速率计算所述被测陀螺仪的标度因数K1；

所述安装装置，包括：

固定件，用于固定所述安装装置,所述固定件为测试架提供转动参考轴，所述固定件上设置有第一转动件；

测试架，所述测试架上设置有第二转动件，所述测试架包括转动轴和陀螺仪安装工位，所述测试架还设置有数据采集与处理电路的安装工位，所述第一转动件、所述第二转动件和所述转动轴组成枢轴结构，所述测试架绕所述转动轴做转轴运动，所述测试架上设置有至少两个陀螺仪安装工位。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集模块包括：

供电单元，用于给所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪供电；

采集单元，用于采集所述被测陀螺仪的输出量U1和所述标准陀螺仪的输出量U0。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述供电单元由稳压电路和滤波电路组成。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述采集单元由稳压电路、AD转换电路和数据处理与发送电路组成，其中，所述稳压电路为所述采集单元供电，AD转换电路将采集到的所述输出量U1和所述输出量U0由模拟量转换成数字量，所述数据处理与发送电路将所述输出量U1和所述输出量U0发送到所述数据处理模块。

5.一种陀螺仪标度因数测试方法，其特征在于，包括，

分别采集测试过程中被测陀螺仪的输出量U1和标准陀螺仪的输出量U0，其中，所述被测陀螺仪和所述标准陀螺仪安装在权利要求1-4任一项所述安装装置上，且所述被测陀螺仪的敏感轴、所述标准陀螺仪的敏感轴和所述安装装置的转动轴相互平行；

根据所述标准陀螺仪的输出量U0和标准陀螺仪的标度因数K0，计算出对应的角速率，然后，根据所述U1和标准陀螺仪对应的角速率计算所述被测陀螺仪的标度因数K1。

6.一种用于陀螺仪标度因数测试的电子设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求5所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5所述的方法。

Images