CN208140877U - 一种光纤陀螺检测电路测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光纤陀螺测试技术领域，公开了一种光纤陀螺检测电路测试系统，包括测试电箱和用于数据采集及控制的上位机；所述测试电箱包括为其提供电能的电源滤波板、数据采集板、信号调理板，功率电阻、以及依次连接的风扇、散热片、用于升降温的换能器片、光源和用于检测并显示光源温度的温度显示器；所述上位机分别通过信号调理板和数据采集板外接检测电路板；所述光源设置在换能器片上，并外接待测光纤陀螺光源板；测试电箱上还设有接口单元，通过接口单元外接待测电路板。本测试系统集光纤陀螺检测电路测试功能、光纤陀螺光源驱动板测试功能于一体，通过测试工装、接口的设计，使得测试操作简单、连接方便。

Description

一种光纤陀螺检测电路测试系统

技术领域

本实用新型涉及光纤陀螺测试技术领域，更具体地，涉及一种光纤陀螺检测电路测试系统。

背景技术

成熟的干涉型光纤陀螺采用闭环反馈与信号调制相结合的检测电路方案。作为光纤陀螺的信号处理核心组件，检测电路板一般包括主控电路模块、D/A模块、A/D模块以及前放电路模块等。检测电路板在调试阶段，需要对其功能进行检测，包括检测电路板的输入输出功能、光源驱动板功能测试等，现有的检测电路测试为单一的功能测试，缺乏一套综合的测试系统，且测试时的连接线路复杂，效率低。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种连接线路简洁、操作方便，且集光纤陀螺检测电路测试功能、光源驱动板测试功能于一体的光纤陀螺检测电路测试系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

提供一种光纤陀螺检测电路测试系统，包括测试电箱和用于数据采集及控制的上位机；所述测试电箱包括为其提供电能的电源滤波板、数据采集板、信号调理板，功率电阻、以及依次连接的风扇、散热片、用于升降温的换能器片、光源和用于检测并显示光源温度的温度显示器；所述上位机分别通过信号调理板和数据采集板外接检测电路板；所述光源设置在换能器片上，并外接待测光纤陀螺光源板；测试电箱上还设有接口单元，通过接口单元外接待测电路板。

本方案中，上位机根据被测电路板的不同下载相应的测试程序，控制被测电路板的D/A模块输出测试模拟方波，测试模拟方波经过信号调理板的信号调理后传送到待测电路板的前方板；上位机通过数据采集板，将待测电路板的D/A模块输出的测试模拟信号与待测电路板的A/D模块采集的数据进行比对，从而验证被测电路板的输入输出功能。

进一步地，为了便于连接操作，还包括用于夹装待测电路板的测试工装，分为光源驱动板测试工装和主板测试工装；每个测试工装设有用于定位电路板的安装区域和包含接口的接口区域；待测电路板通过测试工装上的接口分别与测试电箱、上位机相连。相较于现有技术奖待测电路板直接与测试系统连接，本方案连接线路简洁、便于操作。

进一步地，所述安装区域设有用于固定待测电路板的定位栓，定位栓的位置排布与待测电路板上的定位孔相匹配。通过安装区域的定位，能够避免电路板在测试过程中因扰动而造成测试的不良影响。

进一步地，所述光源驱动板通过设置在光源驱动板测试工装接口区域的电源接口与测试电箱的电源滤波板连接，通过设置在光源驱动板测试工装接口区域的SLD光源接口与测试电箱的光源连接。

进一步地，所述主板测试工装接口区域设有JTB接口、探测器接口以及电源/通信接口；待测电路板分别通过JTB接口、探测器接口与测试电箱的信号调理板连接，通过电源/通信接口与测试电箱的数据采集板连接。

进一步地，还包括信号发生器，待测电路板还通过信号发生器与测试电箱的信号调理板连接。待测电路板的D/A模块输出触发信号，经过信号调理板的信号调理后，控制信号发生器输出预期阶梯波或方波信号来验证待测电路板的A/D模块和前放板功能。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本测试系统集光纤陀螺检测电路测试功能、光纤陀螺光源驱动板测试功能于一体，通过测试工装、接口的设计，使得测试操作简单、连接方便。

附图说明

图1是本实用新型电路原理示意图。

图2是本实用新型测试电箱接口单元示意图。

图3是实施例1系统连接示意图。

图4是实施例1主板测试工装示意图。

图5是实施例2系统连接示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种光纤陀螺检测电路测试系统，包括测试电箱和用于数据采集及控制的上位机；测试电箱包括为其提供电能的电源滤波板、数据采集板、信号调理板，功率电阻、以及依次连接的风扇、散热片、用于升降温的换能器片、光源和用于检测并显示光源温度的温度显示器；上位机分别通过信号调理板和数据采集板外接检测电路板；光源设置在换能器片上，并外接待测光纤陀螺光源板；测试电箱上还设有接口单元，通过接口单元外接待测电路板。

本实施例中的换能器片即图1中的热电制冷片。

如图2所示，为测试电箱接口单元。具体连接及功能如表一所述。

如图3所示，测试系统还包括用于夹装待测电路板的测试工装，分为光源驱动板测试工装和主板测试工装。待测电路板通过测试工装上的接口分别与测试电箱、上位机相连。

如图4所示，每个测试工装设有用于定位电路板的安装区域和包含接口的接口区域；安装区域设有用于固定待测电路板的定位栓，定位栓的位置排布与待测电路板上的定位孔相匹配。

光源驱动板测试工装的接口区域设有电源1接口，用于连接被测光源驱动板电源接口；电源2接口，用于连接测试电箱的电源输出接口，为待测光源驱动板供电；光源1接口，用于连接被测光源驱动板的SLD光源接口；光源2接口，连接测试电箱的模拟光源接口。光源驱动板通过设置在光源驱动板测试工装接口区域的电源接口与测试电箱的电源滤波板连接，通过设置在光源驱动板测试工装接口区域的SLD光源接口与测试电箱的光源连接。

主板测试工装接口区域设有JTB接口、探测器接口以及电源/通信接口；待测电路板的D/A模块通过JTB接口与测试电箱的信号调理板连接，发送模拟信号给信号调理板；待测电路板的探测器通过探测器接口与测试电箱的信号电路板连接，采集信号调理后的模拟信号。

通过电源/通信接口与测试电箱的数据采集板连接。

本方案中，上位机根据被测电路板的不同下载相应的测试程序，控制被测电路板D/A输出测试模拟方波，测试模拟方波经过信号调理板的信号调理后传送到待测电路板的前方板，上位机通过数据采集板，利用待测电路板A/D采集的数据与其D/A输出的模拟信号进行比对，从而验证被测电路板的输入输出功能。

具体的测试过程如下文所述。

一、陀螺板及前放板的检测

将待测电路板安装到测试工装上，并连接好测试电缆；具体的连接方法如下：

检测电路板上的电源与电源输出-1接口6、电源输出-2接口17连接；检测电路板上的RS422通讯接口与RS422-1通讯接口7连接；检测电路板上的探测器输入与探测器-X接口13、探测器-Y接口14、探测器-Z接口15探测器输出连接；检测电路板上的波导驱动线与阶梯波-X接口10、阶梯波-Y接口11、阶梯波-Z接口12Y波导驱动线连接；使用USB连接线连接仿真器接口3与计算机USB端口，下载程序；使用USB连接线连接采集端口2与采集计算机USB端口；检测电路板上的光源与模拟光源26连接；电源接口28与外部220V电源相连。

测试原理：控制被测电路板的D/A模块输出测试模拟方波，测试模拟方波经过信号调理板的信号调理后传送到待测电路板的前方板；上位机通过数据采集板，将待测电路板的D/A模块输出的测试模拟信号与待测电路板的A/D模块采集的数据进行比对，从而验证被测电路板的输入输出功能。

具体步骤如下所述。

S0.打开仪器电源开关；将当前检测电路板电源开关-1按下，电路通电，确认其工作电流是否正常。

S1.D/A模块检测。

S11.将电路板D/A的检测程序通过上位机下载到电路板中。

S12.确认工作电流正常后给电路板断电，将FPGA下载线和MCU下载线插入主板电路中，给电路板上电。

S13.用示波器检查电路板的三路DA输出的波形是否为固定阶梯波(锯齿波)。

S2.A/D模块检测

S21.将检测程序下载到被测电路板中；

S22.用示波器检查电路板的三路DA输出的波形是否为100mv方波。

S23.用信号转接线将D/A模块的输出引到前放板的PIN上；通过电路板采集软件观察AD解调后的输出值是否为100mv方波。

S3.待主板及前放板电路检测完成后，先关闭电源开关-1，再关闭设备总开关并逐一取下测试电缆。

通过以上操作，可以检测主板关键模块的功能是否正常，包括前放板功能、D/A模块输出功能和A/D模块功能正常与否。

二、光源板检测过程

本实施例的光源驱动板功能测试包括光源板恒流功能测试和温控功能测试。测试原理：恒流功能测试通过改变恒流源输出并监测驱动电流显示值来实现，温控功能通过改变光源温度并监测升降温过程中光源内部热敏电阻的变化来实现。系统内置光源和待测光源驱动板搭配使用，用于光源板的温控性能测试。光源设置在换能器片上，温度传感器用于检测光源的温度并进行温度显示。本实施例中，换能器片采用半导体制冷器。当电源给半导体制冷器正向电能时，半导体制冷器起加热功能，待测光纤陀螺光源板若为正常，将使光源降温以达到温度正常。当电源给半导体制冷器反向电能时，半导体制冷器起制冷功能，待测光纤陀螺光源板若为正常，将使光源升温以达到温度正常。

测试电箱的接口单元包括用于显示光源驱动电流的驱动电流表18，分别用于显示+5V、-5V输出电流值的+5V电流表接口8、-5V电流表接口9；分别与SLD光源内部热敏电阻两端连接的RT+接口和RT-接口。将待测光源驱动电路板安装到测试工装上，并连接好测试电缆；将万用表红黑表笔插入到RT+和RT-中并调到Ω档。此时，万用表测量的热敏电阻阻值范围：10KΩ±1KΩ；打开仪器电源开关；按下电源开关-2，测试上电，此时驱动电流表、+5V电流表以及温度表均应该有相应显示，驱动电流表显示正常参考范围：60-120mA；+5V电流表正常范围：130-500mA；温度表显示目前环境温度值。

具体测试步骤如下所述。

1)模拟光源升温测试：向上按下制冷器开关，此时加热指示灯亮起，同时温度表显示值开始增大、+5V电流表值也同时增大，当温度显示表接近60℃时，关闭制冷器开关。在加温过程中，若万用表测得的电阻值相对稳定，则说明光源驱动板功能正常。(注意：控制加热过程，当温度到达测试上限时及时关闭加热器开关，防止光源过热损坏或电流过大，在加热过程中要同时观察+5V电流表，若电流表出现突然增大或电流值超过上限时，及时关闭电源开关-2。)

2)模拟光源降温测试：向下按下制冷器开关，此时制冷指示灯亮起，同时温度表显示值开始减小、+5V电流表值也随之变化，当温度显示表接近10℃时或温度表显示趋于稳定时(具体值与测试环境温度有关)，关闭制冷器开关。在降温过程中，若万用表测得的电阻值相对稳定，则说明光源驱动板功能正常。(注意：控制制冷过程中要同时观察+5V电流表，若电流表出现突然增大或电流值超过上限时，及时关闭电源开关-2。)

待光源驱动板检测完成后，先关闭电源开关-2再关闭设备总开关并逐一取下测试电缆。以上完成光源驱动板的测试。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，还包括信号发生器。如图1、图5所示，待测电路板还通过信号发生器与测试电箱的信号调理板连接。待测电路板的D/A模块输出触发信号，经过信号调理板的信号调理后，控制信号发生器输出预期阶梯波或方波信号来验证待测电路板的A/D模块和前放板功能。

附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光纤陀螺检测电路测试系统，包括测试电箱和用于数据采集及控制的上位机；其特征在于，所述测试电箱包括为其提供电能的电源滤波板、数据采集板、信号调理板，功率电阻、以及依次连接的风扇、散热片、用于升降温的换能器片、光源和用于检测并显示光源温度的温度显示器；所述上位机分别通过信号调理板和数据采集板外接检测电路板；所述光源设置在换能器片上，并外接待测光纤陀螺光源板；测试电箱上还设有接口单元，通过接口单元外接待测电路板。

2.根据权利要求1所述的光纤陀螺检测电路测试系统，其特征在于，还包括用于夹装待测电路板的测试工装，分为光源驱动板测试工装和主板测试工装；每个测试工装设有用于定位电路板的安装区域和包含接口的接口区域；待测电路板通过测试工装上的接口分别与测试电箱、上位机相连。

3.根据权利要求2所述的光纤陀螺检测电路测试系统，其特征在于，所述安装区域设有用于固定待测电路板的定位栓，定位栓的位置排布与待测电路板上的定位孔相匹配。

4.根据权利要求2或3所述的光纤陀螺检测电路测试系统，其特征在于，所述光源驱动板通过设置在光源驱动板测试工装接口区域的电源接口与测试电箱的电源滤波板连接，通过设置在光源驱动板测试工装接口区域的SLD光源接口与测试电箱的光源连接。

5.根据权利要求2或3所述的光纤陀螺检测电路测试系统，其特征在于，所述测试电箱的接口单元包括阶梯波接口、探测器接口，分别与测试电箱的信号调理板连接；所述主板测试工装接口区域设有阶梯波接口、探测器接口以及电源/通信接口；待测电路板分别通过阶梯波接口、探测器接口与测试电箱的信号调理板连接，通过电源/通信接口与测试电箱的数据采集板连接。

6.根据权利要求1所述的光纤陀螺检测电路测试系统，其特征在于，还包括信号发生器，待测电路板还通过信号发生器与测试电箱的信号调理板连接。