CN112067846A - 一种便携式加速度计故障检测仪及检测方法 - Google Patents

一种便携式加速度计故障检测仪及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及故障检测，具体涉及一种便携式加速度计故障检测仪及检测方法。本发明的目的是解决现有加速度计故障检测中存在测试系统占用空间大，测试前需要将加速度计灌封在一起的表头和伺服电路分离开，分别进行检测，工序复杂，耗费时间，在实际使用中具有局限性，严重制约了加速度计故障排查与定位的快速性以及相关产品快速响应能力的技术问题，提供一种便携式加速度计故障检测仪及检测方法。该检测仪通过电气短接方式，给故障加速度计匹配新伺服电路，形成集成化混合伺服电路，对集成化混合伺服电路进行回路切换，可实现故障加速度计伺服电路以及表头的力矩器回路和传感器回路的功能检测。该方法利用该检测仪实现。

Description

一种便携式加速度计故障检测仪及检测方法
技术领域
本发明涉及故障检测，具体涉及一种便携式加速度计故障检测仪及检测方法。
背景技术
加速度计是惯性导航系统的核心部件，一旦发生故障，会严重制约相关产品的快速响应能力。现有的加速度计故障排查方法需要专业的加速度计故障测试系统，主要包含通用设备电源01、数字表02、欧姆表03和加速度计测试仪04等，该测试系统与待测加速度计05的连接方式如图1所示，该系统的搭建较为耗时，且系统整体体积过大，需要占用较大的空间，导致该测试系统只能在测试现场使用。并且，在测试前，需要将待测加速度计从应用了该加速度计的相关产品上分离下来，工序复杂，耗费时间，而且由于加速度计本身由表头和伺服电路组成，当加速度计出现故障时，需要将表头和伺服电路分离开，通过各自正交配备新伺服电路和新表头，而表头中包含传感器回路和力矩器回路，可通过接通表头上的不同端口实现检测，从而确定故障位置。但是，由于伺服电路与表头是通过胶粘剂灌封在一起，分离困难，耗时较长，因此，在实际使用中存在局限性，制约了加速度计故障排查与定位的快速性，进而严重影响了应用该加速度计的相关产品的快速响应性能。
发明内容
本发明的目的是解决现有加速度计故障检测中存在测试系统占用空间大，测试前需要将加速度计灌封在一起的表头和伺服电路分离开，分别进行检测，工序复杂，耗费时间，在实际使用中具有局限性，严重制约了加速度计故障排查与定位的快速性以及相关产品快速响应能力的技术问题，提供一种便携式加速度计故障检测仪及检测方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：
本发明提供一种便携式加速度计故障检测仪，其特殊之处在于：包括电源模块、第一双刀双掷开关、对比用伺服电路板、采样电阻、第二双刀双掷开关、电压表、导通蜂鸣器和单刀双掷开关；
电源模块正输出端和负输出端均接第一双刀双掷开关的控制端，第一双刀双掷开关的第一掷位分别接待测加速度计的正输入端B5和负输入端B6，第一双刀双掷开关的第二掷位分别接对比用伺服电路板的正输入端A5和负输入端A6；电源模块地端分别接对比用伺服电路板的地端A4和待测加速度计的地端B4；
对比用伺服电路板的传感器C+端A1、传感器C-端A2、力矩器L+端A7、力矩器L-端A8分别接待测加速度计的传感器C+端B1、传感器C-端B2、力矩器L+端B7、力矩器L-端B8；
导通蜂鸣器的其中一个输入端接单刀双掷开关的控制端，单刀双掷开关的第一掷位接待测加速度计的传感器C+端B1，单刀双掷开关的第二掷位接待测加速度计的传感器C-端B2；导通蜂鸣器的另一个输入端接地；
电压表的测量端接第二双刀双掷开关的控制端，第二双刀双掷开关的第一掷位分别接对比用伺服电路板的输出高端A9和输出低端A10，第二双刀双掷开关的第二掷位分别接对比用伺服电路板的力矩器L-端A8以及接地；
采样电阻的一端接对比用伺服电路板的力矩器L-端A8，另一端接地。
进一步地，所述采样电阻的阻值为1000±50Ω。
进一步地，所述电源模块的输入端、导通蜂鸣器的电源端和电压表的电源端均接外接电源。
进一步地，所述电源模块的输出电压为+15V、-15V。
进一步地，为了方便各个开关的掷位切换和便于外接欧姆表、示波器，还包括箱体，设置在箱体外侧的控制面板，以及设置在控制面板上的电源开关、电压显示屏、第一双刀双掷开关掷位切换件、第二双刀双掷开关掷位切换件、单刀双掷开关掷位切换件、与待测加速度计的传感器C+端B1对应的C+端口、与待测加速度计的传感器C-端B2对应的C-端口、与电源模块地端对应的地端口、与待测加速度计的力矩器L+端B7对应的L+端口、与待测加速度计的力矩器L-端B8对应的L-端口。
本发明还提供一种采用上述的便携式加速度计故障检测仪进行加速度计故障检测的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
1)表头、伺服电路故障定位
接通电源，将第一双刀双掷开关置于第二掷位、第二双刀双掷开关置于第二掷位、单刀双掷开关断开，观察输出电压是否在第一预定电压范围内，若否，表明表头功能异常，则进入步骤1.1)，进行表头故障检测，进一步确定表头故障部位；若是，表明表头功能正常，伺服电路功能异常，则进入步骤1.2)，进行伺服电路故障检测，进一步确定伺服电路故障部位；
1.1)表头故障检测
A)传感器回路故障检测
A1)将第一双刀双掷开关、第二双刀双掷开关均断开，使得待测加速度计(10)的摆片处于+1g自由状态，此时，待测加速度计的电路绝缘子朝上；
A2)若将单刀双掷开关置于第一掷位，导通蜂鸣器发声，再将单刀双掷开关切换到第二掷位，导通蜂鸣器不发声，则传感器回路在电路绝缘子朝上时功能正常；否则，传感器回路在电路绝缘子朝上时功能异常；
A3)将待测加速度计的摆片处于-1g自由状态，此时，电路绝缘子朝下；
A4)若将单刀双掷开关置于第一掷位，导通蜂鸣器不发声，再将单刀双掷开关切换到第二掷位，导通蜂鸣器发声，则传感器回路在电路绝缘子朝下时功能正常；否则，传感器回路在电路绝缘子朝下时功能异常；
B)力矩器回路内部故障检测
用欧姆表的两根表笔分别接待测加速度计的力矩器L+端B7、力矩器L-端B8，若测得的阻值在预定阻值范围内，则力矩器回路功能正常；若测得的阻值接近零，表明力矩器回路短路；若测得的阻值为无穷大，表明力矩器回路开路；
1.2)伺服电路故障检测
1.2.1)将第一双刀双掷开关置于第二掷位、第二双刀双掷开关置于第一掷位、单刀双掷开关断开，观察输出电压的绝对值是否在第二预定电压范围内，若是，表明待测加速度计的伺服电路二次回路功能正常，若否，表明待测加速度计的伺服电路二次回路功能异常；
1.2.2)将第二双刀双掷开关切换至第二掷位，用示波器两端接线分别接地端和待测加速度计的传感器C+端B1，观察示波器是否显示预定波形，若是，则进入步骤1.2.3)；若否，表明待测加速度计伺服电路的信号发生模块功能异常；
1.2.3)将示波器上接待测加速度计的传感器C+端B1的接线，转接到待测加速度计的传感器C-端B2，观察示波器是否显示步骤1.2.2)所述的预定波形，若是，表明待测加速度计伺服电路的信号发生模块功能正常；若否，表明待测加速度计伺服电路的信号发生模块功能异常。
进一步地，步骤1)中，所述第一预定电压范围为0.9±0.3V。
进一步地，步骤B)中，所述预定阻值范围为150～300Ω。
进一步地，步骤1.2.1)中，所述第二预定电压范围为18±2V。
进一步地，步骤1.2.2)中，预定波形为频率为400～600KHz、幅值为3～6V的三角波。
本发明相比现有技术具有的有益效果如下：
1、本发明提供的便携式加速度计故障检测仪及检测方法，通过电气短接方式，给故障加速度计匹配新伺服电路(即对比用伺服电路板)，形成集成化混合伺服电路，对集成化混合伺服电路进行回路切换，可实现故障加速度计伺服电路以及表头的力矩器回路和传感器回路的功能检测，先排查表头中的传感器回路和力矩器回路，若表头无故障，则伺服电路存在故障。
2、该集成化混合伺服电路采用回路切换设计，相同功能的电气元件只需用一个，电路结构简单，使得电气元件的数量尽可能减少，以达到便携式、小型化的目的，同时方便技术人员操作，完全克服了现有加速度计故障检测系统体积过大，占用空间大，导致只能在测试现场使用的问题。
3、这种测试仪及检测方法不需要将表头和伺服电路分离开，省时省力，方便加速度计故障的快速排查与定位，使得加速度计故障的快速排查与定位不再是制约应用了该加速度计的相关产品快速响应性能的影响因素。
附图说明
图1为现有加速度计故障检测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中待测加速度计与便携式加速度计故障检测仪连接后的示意图(未显示对比用伺服电路板以外的部分)；
图3为本发明实施例中待测加速度计与便携式加速度计故障检测仪连接后的电路图；
图4为本发明实施例中对比用伺服电路板连接点示意图；
图5为本发明实施例中待测加速度计连接点示意图；
图6为本发明实施例中控制面板的结构示意图；
附图标记说明：
现有技术中(图1中)：
01-通用设备电源、02-数字表、03-欧姆表、04-加速度计测试仪、05-待测加速度计；
本发明实施例中(图2至图6中)：
1-电源模块、2-第一双刀双掷开关、3-对比用伺服电路板、4-采样电阻、5-第二双刀双掷开关、6-电压表、7-导通蜂鸣器、8-单刀双掷开关、9-控制面板、91-电源开关、92-电压显示屏、93-第一双刀双掷开关掷位切换件、94-第二双刀双掷开关掷位切换件、95-单刀双掷开关掷位切换件、10-待测加速度计。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步地说明。
一种便携式加速度计故障检测仪，包括变压器(即电源模块)1、第一双刀双掷开关2、对比用伺服电路板3、采样电阻4、第二双刀双掷开关5、电压表6、导通蜂鸣器(或直流蜂鸣器)7和单刀双掷开关8；变压器1输入端接220V电源；变压器1+15V输出端和-15V输出端均接第一双刀双掷开关2的控制端，第一双刀双掷开关2的第一掷位分别接待测加速度计10的+15V输入端B5和-15V输入端B6，第一双刀双掷开关2的第二掷位分别接对比用伺服电路板3的+15V输入端A5和-15V输入端A6；变压器1地端分别接对比用伺服电路板3的地端A4和待测加速度计10的地端B4；对比用伺服电路板3的传感器C+端A1、传感器C-端A2、力矩器L+端A7、力矩器L-端A8分别接待测加速度计10的传感器C+端B1、传感器C-端B2、力矩器L+端B7、力矩器L-端B8；导通蜂鸣器7的电源端接220V电源；导通蜂鸣器7的其中一个输入端接单刀双掷开关8的控制端，单刀双掷开关8的第一掷位接待测加速度计10的传感器C+端B1，单刀双掷开关8的第二掷位接待测加速度计10的传感器C-端B2；导通蜂鸣器7的另一个输入端接地；电压表6的电源端接220V电源；电压表6的测量端接第二双刀双掷开关5的控制端，第二双刀双掷开关5的第一掷位分别接对比用伺服电路板3的输出高端A9和输出低端A10，第二双刀双掷开关5的第二掷位分别接对比用伺服电路板3的力矩器L-端A8以及接地；采样电阻4的阻值为1000±50Ω，采样电阻4的一端接对比用伺服电路板3的力矩器L-端A8，另一端接地。
上述220V电源为一种外接电源，当然，外接电源也可以采用外接直流稳压电源。
该检测仪还包括箱体，设置在箱体外侧的控制面板9，以及设置在控制面板9上的电源开关91、电压显示屏92、第一双刀双掷开关掷位切换件93、第二双刀双掷开关掷位切换件94、单刀双掷开关掷位切换件95、与待测加速度计10的传感器C+端B1对应的C+端口、与待测加速度计10的传感器C-端B2对应的C-端口、与变压器1地端对应的地端口、与待测加速度计10的力矩器L+端B7对应的L+端口、与待测加速度计10的力矩器L-端B8对应的L-端口。
一种采用上述的便携式加速度计故障检测仪进行加速度计故障检测的方法，包括以下步骤：
1)表头、伺服电路故障定位
打开电源开关91，将第一双刀双掷开关2置于第二掷位、第二双刀双掷开关5置于第二掷位、单刀双掷开关8断开，观察输出电压是否在第一预定电压范围(0.9±0.3V)内，若否，表明表头功能异常，则进入步骤1.1)，进行表头故障检测，进一步确定表头故障部位；若是，表明表头功能正常，伺服电路功能异常，则进入步骤1.2)，进行伺服电路故障检测，进一步确定伺服电路故障部位；
1.1)表头故障检测
A)传感器回路故障检测
A1)将第一双刀双掷开关2、第二双刀双掷开关5均断开，使得待测加速度计10的摆片处于+1g自由状态，此时，待测加速度计10的电路绝缘子朝上；
A2)若将单刀双掷开关8置于第一掷位，导通蜂鸣器7发声，再将单刀双掷开关8切换到第二掷位，导通蜂鸣器7不发声，则传感器回路在电路绝缘子朝上时功能正常；否则，传感器回路在电路绝缘子朝上时功能异常；
A3)将待测加速度计10的摆片处于-1g自由状态，此时，电路绝缘子朝下；
A4)若将单刀双掷开关8置于第一掷位，导通蜂鸣器7不发声，再将单刀双掷开关8切换到第二掷位，导通蜂鸣器7发声，则传感器回路在电路绝缘子朝下时功能正常；否则，传感器回路在电路绝缘子朝下时功能异常；
B)力矩器回路内部故障检测
用欧姆表的两根表笔分别接待测加速度计10的力矩器L+端B7、力矩器L-端B8，若测得的阻值在预定阻值范围(150～300Ω)内，则力矩器回路功能正常；若测得的阻值接近零，表明力矩器回路短路；若测得的阻值为无穷大，表明力矩器回路开路；
1.2)伺服电路故障检测
1.2.1)将第一双刀双掷开关2置于第二掷位、第二双刀双掷开关5置于第一掷位、单刀双掷开关8断开，观察输出电压的绝对值是否在第二预定电压范围(18±2V)内，若是，表明待测加速度计10的伺服电路二次回路功能正常，若否，表明待测加速度计10的伺服电路二次回路功能异常；
1.2.2)将第二双刀双掷开关5切换至第二掷位，用示波器两端接线分别接地端和待测加速度计10的传感器C+端B1，观察示波器是否显示预定波形，该预定波形为频率为400～600KHz、幅值为3～6V的三角波，若是，则进入步骤1.2.3)；若否，表明待测加速度计10伺服电路的信号发生模块功能异常；
1.2.3)将示波器上接待测加速度计10的传感器C+端B1的接线，转接到待测加速度计10的传感器C-端B2，观察示波器是否显示步骤1.2.2)所述预定波形，若是，表明待测加速度计10伺服电路的信号发生模块功能正常；若否，表明待测加速度计10伺服电路的信号发生模块功能异常。
本实施例，以“便携”为基本出发点，通过电气短接的原理，给故障加速度计(加表整表)电气匹配新伺服电路(即对比用伺服电路板3)，形成混合伺服电路，通过对混合伺服电路进行回路切换，来检测整表与表头的功能，也就是说，当整表存在故障时，可能是其表头或伺服电路存在故障，如果其表头无故障，则其伺服电路存在故障。
通过导通蜂鸣器7，对电路绝缘子(表芯)处于+1g与-1g的自由状态下，待测加速度计10的传感器C+端B1、传感器C-端B2分别对地的电阻进行自动检测与显示，来检测传感器回路的功能，具体来说是：加速度计在不通电的状态下，加速度计摆片处于自由状态，即在+1g状态下，由于摆片自然下垂碰到加速度计的轭铁(地)，表现为待测加速度计10的传感器C+端和地导通；同样旋转180°后，摆片在-1g状态下，由于摆片自然下垂碰到轭铁(地)，表现为待测加速度计10的传感器C-端B2和地导通，通过设置导通触发警示器(即导通蜂鸣器7)，来对传感器回路进行功能检测。
利用欧姆表对力矩器的阻值进行检测与显示，来检测力矩器回路的功能，具体来说：力矩器回路的阻值应当为预设的理论值(即预定阻值)，要是力矩器回路故障，就会引起阻值异常，比如开路(阻值无穷大)，短路(阻值接近零)，故障检测仪通过测试力矩器的电阻，来间接测试力矩器回路的功能。
利用电压表6，检测伺服电路二次回路的功能，具体来说：通过嵌入电压表6，可以显示待测加速度计10伺服电路电源+端A9和电源-端A10的电压是否接近18V，以便进一步确定伺服电路中的故障位置。
上述方法中，相应开关的掷位切换操作通过操作面板上的第一双刀双掷开关掷位切换件93、第二双刀双掷开关掷位切换件94和单刀双掷开关掷位切换件95进行，接欧姆表、示波器通过接操作面板上的C+端口、C-端口、地端口、L+端口、L-端口进行。
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，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述各实施例所记载的具体技术方案进行修改，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所保护技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种便携式加速度计故障检测仪，其特征在于：包括电源模块(1)、第一双刀双掷开关(2)、对比用伺服电路板(3)、采样电阻(4)、第二双刀双掷开关(5)、电压表(6)、导通蜂鸣器(7)和单刀双掷开关(8)；
电源模块(1)正输出端和负输出端均接第一双刀双掷开关(2)的控制端，第一双刀双掷开关(2)的第一掷位分别接待测加速度计(10)的正输入端B5和负输入端B6，第一双刀双掷开关(2)的第二掷位分别接对比用伺服电路板(3)的正输入端A5和负输入端A6；电源模块(1)地端分别接对比用伺服电路板(3)的地端A4和待测加速度计(10)的地端B4；
对比用伺服电路板(3)的传感器C+端A1、传感器C-端A2、力矩器L+端A7、力矩器L-端A8分别接待测加速度计(10)的传感器C+端B1、传感器C-端B2、力矩器L+端B7、力矩器L-端B8；
导通蜂鸣器(7)的其中一个输入端接单刀双掷开关(8)的控制端，单刀双掷开关(8)的第一掷位接待测加速度计(10)的传感器C+端B1，单刀双掷开关(8)的第二掷位接待测加速度计(10)的传感器C-端B2；导通蜂鸣器(7)的另一个输入端接地；
电压表(6)的测量端接第二双刀双掷开关(5)的控制端，第二双刀双掷开关(5)的第一掷位分别接对比用伺服电路板(3)的输出高端A9和输出低端A10，第二双刀双掷开关(5)的第二掷位分别接对比用伺服电路板(3)的力矩器L-端A8以及接地；
采样电阻(4)的一端接对比用伺服电路板(3)的力矩器L-端A8，另一端接地。
2.根据权利要求1所述的便携式加速度计故障检测仪，其特征在于：所述采样电阻(4)的阻值为1000±50Ω。
3.根据权利要求1所述的便携式加速度计故障检测仪，其特征在于：所述电源模块(1)的输入端、导通蜂鸣器(7)的电源端和电压表(6)的电源端均接外接电源。
4.根据权利要求3所述的便携式加速度计故障检测仪，其特征在于：所述电源模块(1)的输出电压为+15V、-15V。
5.根据权利要求4所述的便携式加速度计故障检测仪，其特征在于：还包括箱体，设置在箱体外侧的控制面板(9)，以及设置在控制面板(9)上的电源开关(91)、电压显示屏(92)、第一双刀双掷开关掷位切换件(93)、第二双刀双掷开关掷位切换件(94)、单刀双掷开关掷位切换件(95)、与待测加速度计(10)的传感器C+端B1对应的C+端口、与待测加速度计(10)的传感器C-端B2对应的C-端口、与电源模块(1)地端对应的地端口、与待测加速度计(10)的力矩器L+端B7对应的L+端口、与待测加速度计(10)的力矩器L-端B8对应的L-端口。
6.一种采用权利要求1至5任一所述的便携式加速度计故障检测仪进行的加速度计故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)表头、伺服电路故障定位
接通电源，将第一双刀双掷开关(2)置于第二掷位、第二双刀双掷开关(5)置于第二掷位、单刀双掷开关(8)断开，观察输出电压是否在第一预定电压范围内，若否，表明表头功能异常，则进入步骤1.1)，进行表头故障检测，进一步确定表头故障部位；若是，表明表头功能正常，伺服电路功能异常，则进入步骤1.2)，进行伺服电路故障检测，进一步确定伺服电路故障部位；
1.1)表头故障检测
A)传感器回路故障检测
A1)将第一双刀双掷开关(2)、第二双刀双掷开关(5)均断开，使得待测加速度计(10)的摆片处于+1g自由状态，此时，待测加速度计(10)的电路绝缘子朝上；
A2)若将单刀双掷开关(8)置于第一掷位，导通蜂鸣器(7)发声，再将单刀双掷开关(8)切换到第二掷位，导通蜂鸣器(7)不发声，则传感器回路在电路绝缘子朝上时功能正常；否则，传感器回路在电路绝缘子朝上时功能异常；
A3)将待测加速度计(10)的摆片处于-1g自由状态，此时，电路绝缘子朝下；
A4)若将单刀双掷开关(8)置于第一掷位，导通蜂鸣器(7)不发声，再将单刀双掷开关(8)切换到第二掷位，导通蜂鸣器(7)发声，则传感器回路在电路绝缘子朝下时功能正常；否则，传感器回路在电路绝缘子朝下时功能异常；
B)力矩器回路内部故障检测
用欧姆表的两根表笔分别接待测加速度计(10)的力矩器L+端B7、力矩器L-端B8，若测得的阻值在预定阻值范围内，则力矩器回路功能正常；若测得的阻值接近零，表明力矩器回路短路；若测得的阻值为无穷大，表明力矩器回路开路；
1.2)伺服电路故障检测
1.2.1)将第一双刀双掷开关(2)置于第二掷位、第二双刀双掷开关(5)置于第一掷位、单刀双掷开关(8)断开，观察输出电压的绝对值是否在第二预定电压范围内，若是，表明待测加速度计(10)的伺服电路二次回路功能正常，若否，表明待测加速度计(10)的伺服电路二次回路功能异常；
1.2.2)将第二双刀双掷开关(5)切换至第二掷位，用示波器两端接线分别接地端和待测加速度计(10)的传感器C+端B1，观察示波器是否显示预定波形，若是，则进入步骤1.2.3)；若否，表明待测加速度计(10)伺服电路的信号发生模块功能异常；
1.2.3)将示波器上接待测加速度计(10)的传感器C+端B1的接线，转接到待测加速度计(10)的传感器C-端B2，观察示波器是否显示步骤1.2.2)所述的预定波形，若是，表明待测加速度计(10)伺服电路的信号发生模块功能正常；若否，表明待测加速度计(10)伺服电路的信号发生模块功能异常。
7.根据权利要求6所述的加速度计故障检测方法，其特征在于：步骤1)中，所述第一预定电压范围为0.9±0.3V。
8.根据权利要求7所述的加速度计故障检测方法，其特征在于：步骤B)中，所述预定阻值范围为150～300Ω。
9.根据权利要求8所述的加速度计故障检测方法，其特征在于：步骤1.2.1)中，所述第二预定电压范围为18±2V。
10.根据权利要求9所述的加速度计故障检测方法，其特征在于：步骤1.2.2)中，预定波形为频率为400～600KHz、幅值为3～6V的三角波。
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