CN107990913A - 一种用于光纤陀螺测试的可编程直流稳压电源 - Google Patents

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张晓雅
张灵妍
杨志怀
郑志胜
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Abstract

本发明涉及一种用于光纤陀螺测试的可编程直流稳压电源，包括外壳及其内部的电源控制线路板电路；其技术特点在于：所述电源控制线路板电路包括微控制器、电流传感器、模拟数字转换器，直流稳压开关电源、场效应管和Max232串口模块。本发明能够按照程序指令实现自动开关，并且能够实时监测陀螺电流。

Description

一种用于光纤陀螺测试的可编程直流稳压电源
技术领域
本发明属于直流稳压电源技术领域，涉及可编程直流稳压电源，尤其是一种用于光纤陀螺测试的可编程直流稳压电源。
背景技术
光纤陀螺是一种完全不同于传统机电陀螺的新一代惯性仪表，可用于航天、航空、航海、兵器等各种军用、民用和工业领域。零偏稳定性和零偏重复性是光纤陀螺重要的静态指标，是光纤陀螺的必测项。目前光纤陀螺零偏测试主要按照GJB2426-2004要求，需要测试7组，每组2h，中间关电冷却2h。开、关电源以及控制采集软件只能依靠人力在工作时间内完成。每次测试需要两个工作日的时间，效率太低，不能满足当前光纤陀螺大批量生产的形势，因此亟需一种适用于光纤陀螺测试的可编程自动开关直流稳压电源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于光纤陀螺测试的可编程直流稳压电源，能够解决光纤陀螺零偏指标测试效率低的技术问题。
本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
一种用于光纤陀螺测试的可编程直流稳压电源，包括外壳及其内部的电源控制线路板电路；所述电源控制线路板电路包括微控制器、电流传感器、模拟数字转换器，直流稳压开关电源、场效应管和Max232串口模块；所述电流传感器的输出端通过模拟数字转换器与微控制器相连接，用于将采集到的被测光纤陀螺的电流经模数转换器变成数字信号后输出至微控制器；该微控制器的输出端与场效应管相连接，通过控制场效应管的通断，进而控制电源输出的开关；所述微控制器还通过Max232串口模块与上位机相连接，微控制器通过Max232串口模块输出电流信息至上位机，同时上位机通过Max232串口模块向微控制器发送指令；所述直流稳压开关电源的输出端与场效应管相连接并为电源控制线路板电路供电。
而且，所述微控制器型号为ADuc812；所述场效应管型号为Irl3716；所述模拟数字转换器型号为AD8552。
本发明的优点和有益效果：
1、本发明的可编程自动开关直流稳压电源能够按照程序指令实现自动开关，并且能够实时监测陀螺电流。可根据光纤陀螺测试需求设置电源开、关机时间；可根据光纤陀螺测试具体工况设置电流保护限制；可根据光纤陀螺测试要求设置电源开机时长及两次开机间的间隔时长；可与上位机软件配合实现自动开机、采集数据、实时处理、保存数据、自动关机等复杂动作；本发明基于上述优点，在按照测试要求设置后，可实现昼夜不间断、无人值守的自动测试，大大提高测试效率，降低人工成本。
2、本发明由电源控制板接收来自自动测试软件的指令，控制陀螺电源的开关。在电源开启的情况下，实时向上位机软件发送陀螺的电流信息并通过测试软件显示。当电流大于设定限定值并持续3秒时，软件关闭控制电源以保护陀螺。
附图说明
图1是本发明的电源控制线路板结构框图；
图2是本发明的上位机软件界面图；
图3是本发明的微控制器原理图；
图4是本发明的电源开关控制及电流传感器原理图；
图5是本发明的电流值采集AD8552采集线路原理图；
图6是本发明的电流采样数据转换程序示意图；
图7是本发明的可编程电源控制及光纤陀螺数据处理程序框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：
一种用于光纤陀螺测试的可编程直流稳压电源，如图1所示，包括外壳及其内部的电源控制线路板电路；所述电源控制线路板电路包括微控制器、电流传感器、模拟数字转换器，直流稳压开关电源、场效应管和Max232串口模块；所述电流传感器的输出端通过模拟数字转换器与微控制器相连接，用于将采集到的被测光纤陀螺的电流经模数转换器变成数字信号后输出至微控制器；该微控制器的输出端与场效应管相连接，通过控制场效应管的通断，进而控制电源输出的开关；所述微控制器还通过Max232串口模块与上位机相连接，微控制器通过Max232串口模块输出电流信息至上位机，同时上位机通过Max232串口模块向微控制器发送指令；所述直流稳压开关电源的输出端与场效应管相连接并为电源控制线路板电路供电。
在本实施例中，所述微控制器型号为ADuc812；所述场效应管型号为Irl3716；所述模拟数字转换器型号为AD8552。
下面分别对本发明的各模块的组成和功能进行详细说明：
(1)上位机
图2为本发明上位机界面图，该上位机软件通过LabView编写，主要功能如下：
1、采集、显示、保存陀螺数据；
2、采集、显示、保存陀螺电流值；
3、设定开、关电源时间以及重复测试时的开、停机时长；
4、显示可编程电源的运行状态及报警信息。
(2)微控制器
图3为本发明微控制器(MCU)ADuc812，在微控制器中设定P0端口为控制场效应管通断端口，通过串口中断对P0端口进行控制。四路电源输出分别对应端口为P0.1、P0.2、P0.3和P0.4。具体程序如下：
(3)电流传感器
图4为微控制器端口P0通过场效应管Irl3716控制电源开关的电路原理图以及电流传感器Max471的电路原理图。
(4)模拟数字转换器
图5是本发明的电流值采集AD8552采集线路原理图，在程序中对电流传感器经AD采样后的值进行累加和平均处理，一轮采样结束后，将AD处理后的数字量与设定电流限制对应的数字量比较，大于设定电流限制的，计数一次。由于AD采样周期为每秒10次，当计数大于30次时，关闭该端口。处理后的AD数字量通过串口发送至上位机。
AD8552是一种低漂移和低偏置电流的双路运算放大器，在长期大温度范围内工作时可维持很低的失调误差。
上位机软件用图形化编程工具LabView编写，AD电流采样数据转换程序见图6。电源控制线路板通过串口将AD采样数据以及电源开关状态按照16进制发送至上位机软件，软件将16进制数据转换为10进制数并乘以电流传感器的转换系数，最终得到陀螺的工作电流和电源开关状态。
上位机软件可编程电源控制及光纤陀螺数据处理程序见图7。软件向电源控制板发送指令控制电源开关，同时采集陀螺数据，并根据设定的测试流程进行数据的处理和保存。
本发明的工作原理为：电源控制线路板以Aduc812微控制器为核心，通过IO口控制场效应管Irl3716的通断，进而控制电源输出的开关。被测光纤陀螺的电流通过电流传感器经模数转换器变成数字信号后输出给Aduc812。电源控制线路板通过Max232串口输出电流信息，同时上位机通过串口向控制器发送指令。
本发明可根据陀螺测试的要求，采用+5V端最大额定输出电压为5A、-5V端最大额定输出为2A的直流稳压电源；采用Aduc812型单片机通过对场效应管Irl3716的通断控制实现对陀螺电源的开关控制，采用电流传感器Max471对陀螺+5V端进行电流监控。采用Max232串口通讯芯片实现主控板与测试计算机的通讯。
需要强调的是，本发明所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种用于光纤陀螺测试的可编程直流稳压电源，包括外壳及其内部的电源控制线路板电路；其特征在于：所述电源控制线路板电路包括微控制器、电流传感器、模拟数字转换器，直流稳压开关电源、场效应管和Max232串口模块；所述电流传感器的输出端通过模拟数字转换器与微控制器相连接，用于将采集到的被测光纤陀螺的电流经模数转换器变成数字信号后输出至微控制器；该微控制器的输出端与场效应管相连接，通过控制场效应管的通断，进而控制电源输出的开关；所述微控制器还通过Max232串口模块与上位机相连接，微控制器通过Max232串口模块输出电流信息至上位机，同时上位机通过Max232串口模块向微控制器发送指令；所述直流稳压开关电源的输出端与场效应管相连接并为电源控制线路板电路供电。
2.根据权利要求1所述的一种用于光纤陀螺测试的可编程直流稳压电源，其特征在于：所述微控制器型号为ADuc812；所述场效应管型号为Irl3716；所述模拟数字转换器型号为AD8552。
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