CN202815013U - 一种用于惯性仪表检测的全自动线振动台 - Google Patents

Abstract

一种用于惯性仪表检测的全自动线振动台，它由振动台和测控装置构成，所述振动台包括底座、水平滑板、永磁同步直线电机、直线光栅尺和高低温温箱，所述水平滑板通过滑块和导轨与底座滑动连接；所述直线电机初级和直线电机次级分别与水平滑板和底座固定连接；所述直线光栅尺固定在直线电机的次级上，其读数头固定在直线电机的初级上；所述高低温温箱安装在水平滑板上，其内部安装待测试的加速度计；直线电机和高低温温箱的控制端以及直线光栅尺的信号输出端均与测控装置电连接。本实用新型可在不同的温度下对加速度计进行标定，提高了标定的准确性。此外，本实用新型还可减少加速度计测试的工作量，提高加速度计的测试效率。

Description

一种用于惯性仪表检测的全自动线振动台

技术领域

本实用新型涉及一种可在不同的设定温度下自动对加速度计进行测试、校准的线振动台，属测试技术领域。 

背景技术

线振动台可以给惯性系统和惯性元件提供高精度的输入加速度，常用于对加速度计等惯性仪表进行检测、标定以及建立相应的误差模型。但现有的线振动台均不能根据需要设定检测温度，而惯性仪表的测量结果是受温度影响的，因此传统线振动台并不能对加速度计等惯性仪表进行精确检测和标定，有必要加以改进。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种可消除温度影响的、用于惯性仪表检测的全自动线振动台，实现对加速度计等惯性仪表的精确检测和标定。 

本实用新型所称问题是以下述技术方案实现的： 

一种用于惯性仪表检测的全自动线振动台，由振动台和测控装置构成，所述振动台包括底座、水平滑板、永磁同步直线电机、直线光栅尺和高低温温箱；所述水平滑板通过滑块和导轨与底座滑动连接；所述直线电机初级和直线电机次级分别与水平滑板和底座固定连接；所述直线光栅尺固定在直线电机次级上，其读数头固定在直线电机初级上；所述高低温温箱安装在水平滑板上，其内部安装待测试的加速度计；直线电机和高低温温箱的控制端以及直线光栅尺的信号输出端均与测控装置电连接。

上述用于惯性仪表检测的全自动线振动台，所述测控装置包括测控计算机、直线电机控制器、加速度计测试单元和温度控制器，直线光栅尺的输出信号经细分电路接直线电机控制器的输入端，直线电机控制器输出的控制信号经功率放大器驱动直线电机，加速度计测试单元的输入端接加速度计的输出端，输出端接测控计算机，测控计算机输出的加速度指令送至直线电机控制器，其输出的温度控制信号经温度控制器控制高低温温箱。 

上述用于惯性仪表检测的全自动线振动台，所述高低温温箱的制冷压缩机安装在高低温温箱的外部，其冷媒接口通过密封转接阀与高低温温箱的冷媒管路连接。 

上述用于惯性仪表检测的全自动线振动台，所述高低温箱的温度控制范围为-55℃～100℃。 

本实用新型将线振动台、高低温温箱、加速度计测试单元结合在一起，构建了一个全自动的测试系统，高低温温箱为加速度计提供不同的温度环境，以便在不同的温度下对加速度计进行标定，提高其标定的准确性。此外，本实用新型还可减少加速度计测试的工作量，提高加速度计的测试效率。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。 

图1是本实用新型的系统组成示意图； 

图2是振动台的结构图；

图3是本实用新型控制软件的工作流程图。

图中各标号为：1、直线电机初级；2、直线电机次级；3、直线光栅尺；4、读数头；5、导轨；6、水平滑板；7、温箱；8、加速度计；9、滑块；10、底座。 

具体实施方式

参看图1、图2，本实用新型包括永磁同步直线电机（由直线电机初级1和直线电机次级2组成）、高低温温箱7、直线光栅尺3、加速度计测试单元、直线电机控制器、测控计算机、水平滑板6、滑块9、导轨5、底座10、读数头4。直线电机次级2固定在线振动台的底座10上，水平滑板6用于连接直线电机初级1和滑块9，并且水平滑板6上面安装高低温温箱7，线振动台的工作台面安装于高低温温箱7里面，加速度计8安装于工作台面上。滑块9用于将水平滑板6支撑在两个直线导轨5上，这两个直线导轨固定在底座10上，它们起到支撑滑块9的作用。温箱7和工作台面随着直线电机初级1一起运行。温箱7箱体与压缩机之间通过密封转接阀连接，测控计算机通过温度控制器控制温箱7的温度控制器和压缩机的运行，保证加速度计8处于设定的测试温度。高低温温箱的温度控制范围为-55℃～100℃；直线光栅尺3作为位置反馈元件安装在线振动台的底座10上，直线电机控制器根据直线光栅尺3输出的脉冲信号与指令信号的值输出电机控制信号，电机控制信号经功率放大器放大后控制直线电机的运行，加速度计测试单元对加速度计8的测量信号进行处理得到测试结果。 

高低温温箱7为加速度计测试提供温度环境条件，温箱7的控制部分及压缩机部分与温箱箱体分开，箱体与压缩机之间的管路用一个密封转接阀连接，保证冷媒在箱体与压缩机之间的畅通。这种结构便于隔离制冷压缩机的工作振动。 

线振动台为加速度计提供加速度输入，也就是提供振动的幅值和频率的输入。线振动台装有高精度光栅尺作为位置反馈元件，其输出脉冲信号的频率与实际的位置成正比。光栅尺的脉冲为1个/1微米，经细分电路倍频后分辨率可达32个/微米。指令信号与反馈信号相比较后由直线电机控制器输出控制信号，经功率放大器后控制电机直线运行。直线电机控制器可根据指令速率的大小自动设置光栅尺信号的细分倍数，速率较低时，采用较大的细分倍数，以提高测量精度；速率较高时，采用较小的细分倍数，以提高系统的动态响应。由此可以实现很宽的速率范围和很高的速率精度。 

加速度计输出的模拟信号引入到加速度计测试单元的模拟输入通道，每路信号再经过信号调理电路送入16位的高精度A/D采集卡，由此可将加速度计的输出信号精确转换为数字信号，然后将数字信号送入测控计算机中进行保存和处理。在不同的温度环境和加速度下，将变换后的加速度计输出数据按规定的方法进行计算。 

本实用新型的控制软件流程是：如图3所示，首先测控计算机根据加速度计的测试信号，对高低温温箱7进行温度和湿度的设置，然后采集温箱温度和湿度，当采集的温度和湿度达到精度要求后，测控计算机再给线振动台发送幅值指令和频率指令，即加速度指令，光栅尺反馈的信号经过细分电路倍频后，送入直线电机控制器用于闭环控制和计算反馈信息的幅值和频率，当幅值和频率达到一定精度范围内再延时3秒以确保线振动台稳定下来，测控计算机给加速度计测试单元发送采集数据的命令，这时加速度计测试单元开始采集加速度计的输出数据，并按照测试要求采集2分钟数据后，测控计算机再给加速度计测试单元发送停止数据采集的命令，并向线振动台发送下一组测试需要的幅值和频率，根据线振动台光栅尺的信息判断达到一定幅值和频率精度后，延时3秒钟确保线振动台稳定后再次通知加速度计测试单元开始2分钟数据采集，测控计算机完成测试工作后退出控制软件。 

本实用新型在具体实施时，要先将线振动台控制端口的波特率设置为119200kbps，一位停止位，无奇偶校验位，测控计算机根据线振动台的硬件要求每间隔100毫秒分别给温度控制器和线直线电机控制器发送10个字节，给温箱的数据表示温度和湿度，给直线电机控制器的数据表示幅值和频率，高低温温箱和直线电机控制器接收到指令并执行相应动作，温度控制器和直线电机控制器每隔500毫秒给测控计算机分别发送一组10个字节的数据，从而可以知道当前温箱的温度、湿度、线振动台的振动幅值和频率，测控计算机依据控制器传送的反馈信息，当线振动台达到精度范围内后，延时3秒钟后开始数据采集。 

测试开始前，用户可以根据测试的过程设置温箱温度、保湿时间，开始测试后，软件会自动启动计时器，按照用户配置的测试项目自动开始测试，完成一个测试项目后，自动切换到下一个测试项目，依次完成所有测试项目后，软件退出程序。 

Claims (3)

1.一种用于惯性仪表检测的全自动线振动台，其特征是，它由振动台和测控装置构成，所述振动台包括底座（10）、水平滑板（6）、永磁同步直线电机、直线光栅尺（3）和高低温温箱（7），所述水平滑板（6）通过滑块（9）和导轨（5）与底座（10）滑动连接；所述直线电机初级（1）和直线电机次级（2）分别与水平滑板（6）和底座（10）固定连接；所述直线光栅尺（3）固定在直线电机的直线电机次级（2）上，其读数头（4）固定在直线电机的直线电机初级（1）上；所述高低温温箱（7）安装在水平滑板（6）上，其内部安装待测试的加速度计（8）；直线电机和高低温温箱（7）的控制端以及直线光栅尺（3）的信号输出端均与测控装置电连接。

2.根据权利要求1所述用于惯性仪表检测的全自动线振动台，其特征是，所述测控装置包括测控计算机、直线电机控制器、加速度计测试单元和温度控制器，直线光栅尺（3）的输出信号经细分电路接直线电机控制器的输入端，直线电机控制器输出的控制信号经功率放大器驱动直线电机，加速度计测试单元的输入端接加速度计（8）的输出端，输出端接测控计算机，测控计算机输出的加速度指令送至直线电机控制器，其输出的温度控制信号经温度控制器控制高低温温箱（7）。

3.根据权利要求1或2所述用于惯性仪表检测的全自动线振动台，其特征是，所述高低温温箱的制冷压缩机安装在高低温温箱（7）的外部，其冷媒接口通过密封转接阀与高低温温箱（7）的冷媒管路连接。

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