CN211085264U - 一种微机电惯性单元规模化生产测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种微机电惯性单元规模化生产测试系统，采用先进的并行、自动化测试理念，将多套微机电惯性系统，多试验项目进行合理布局与编排，构建测试体系，实现批量微机电惯性单元测试、标定、温度循坏、振动、温度‑振动复合环境测试等试验项目并行自动化测试，具体实施方案为：将一批(32套)微机电惯性单元安装在双轴转位机构内，双轴转位机构安装于振动台台面，振动台台面置于高低温试验箱中，通过控制高低温试验箱、双轴转位机构和振动台三者运行参数的组合，实现不同测试条件下微机电惯性单元测试和标定。

Description

一种微机电惯性单元规模化生产测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种微机电惯性单元规模化生产测试系统，属于惯性测试领域。

背景技术

微机电惯性单元是指由微机电惯性传感器(微机电陀螺、微机电加速度计) 和配套数据处理系统组成的微机电惯性导航系统，是在机械惯性导航系统、激光惯性导航系统、光纤惯性导航系统之后发展起来的微小型惯性系统。

微机电惯性单元近年来开始规模化应用，传统惯性导航系统的单个串行测试、分设备试验的常规模式不能适应微机电惯性单元测试要求，微机电惯性单元规模化生产测试目前面临以下突出问题：

(1)测试周期长。每次只能实现单个系统测试，微机电惯性单元测试周期占制导系统研制周期约三分之二，严重影响小型化武器的研制进程和批量化生产，一定程度阻碍惯性制导批量推广应用于小型武器。

(2)测试效率低。测试过程中人为干预非常多，自动化程度低，当出现人为误操作情况时，需重新进行测试。

(3)测试成本高。传统的单一串行测试方法，对一批微机电惯性单元测试成本非常高。

(4)测试环境逼真度差。传统测试方法将静态测试、动态测试、温度测试、仿真测试等测试工作分开进行，难以模拟微机电惯性单元在载体上的真实使用环境。

实用新型内容

本实用新型其目的就在于提供一种微机电惯性单元规模化生产测试系统，解决微机电惯性单元规模化生产测试目前面临的测试周期长、测试效率低、测试成本高、测试环境逼真度差的问题。

实现上述目的而采取的技术方案为：一种微机电惯性单元规模化生产测试系统，采用先进的并行、自动化测试理念，将多套微机电惯性系统，多试验项目进行合理布局与编排，构建测试体系，实现批量微机电惯性单元测试、标定、温度循坏、振动、温度-振动复合环境测试等试验项目并行自动化测试。具体地，将一批(32套)微机电惯性单元安装在双轴转位机构内，双轴转位机构安装于振动台台面，振动台台面置于高低温试验箱中，通过控制高低温试验箱、双轴转位机构和振动台三者运行参数的组合，实现不同测试条件下微机电惯性单元规模化测试和标定。

有益效果

与现有技术相比本实用新型具有以下优点。

1.多项目并行、自动化测试：将多试验项目进行合理布局与编排，构建测试体系，实现微机电惯性单元测试、标定、温度循环、振动、仿真、温度—振动复合环境测试等一系列试验项目并行自动化测试；

2.测试效率高：一次安装实现多套微机电惯性单元多测试项目测试，大大提高测试效率；

3.环境逼真度高：采用高低温试验箱、振动台和双轴转位机构复合的方式，一次安装即可模拟出温度、振动、温度—振动复合等环境场景，克服了单独进行温度或振动试验带来的测试环境模拟缺陷。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1是本实用新型一种微机电惯性单元规模化生产测试系统结构示意图；

图2是双轴转位机构二维剖面示意图；

图3是双轴转位机构(除去上电子盒)三维示意图；

图4是微机电惯性单元规模化生产测试系统数据采集系统硬件设计图；

图5是微机电惯性单元规模化生产测试系统同步数据采集流程图；

图中所示：1.高低温试验箱，2.双轴转位机构，3.振动台，4.振动台控制柜，5.测试系统控制柜，6.外环，7.内环，8.锁紧组件，9.负载支架，10.微机电惯性单元。

具体实施方式

本实用新型提出的测试系统包括：高低温试验箱1、双轴转位机构2、振动台3、振动台控制柜4、测试系统控制柜5，如图1所示，微机电惯性单元10安装在双轴转位机构内2，双轴转位机构2安装于振动台3台面，振动台3台面置于高低温试验箱1中，振动台控制柜4控制振动台3的振动参数，测试系统控制柜5控制双轴转位机构2内环7、外环6的翻转和高低温试验箱1的温度参数，通过控制高低温试验箱1、双轴转位机构2和振动台3三者运行参数的组合，实现不同测试条件下微机电惯性单元10规模化测试和标定。

实施例

一种微机电惯性单元规模化生产测试系统，包括高低温试验箱1、双轴转位机构2、振动台3、振动台控制柜4、测试系统控制柜5，如图1所示，微机电惯性单元10安装在双轴转位机构2内，双轴转位机构2安装于振动台3台面，振动台3台面置于高低温试验箱1中，振动台控制柜4控制振动台3的振动参数，测试系统控制柜5控制双轴转位机构2内环7、外环6的翻转和高低温试验箱1的温度参数，通过控制高低温试验箱1、双轴转位机构2和振动台3三者运行参数的组合，实现不同测试条件下微机电惯性单元10规模化测试。

双轴转位机构2包括外环6、内环7、锁紧组件8、负载支架9等部分，其中内环7相对于外环6、负载支架9相对于内环7分别可以0～360゜旋转，实现微机电惯性单元10不同方向的标定测试要求,内环7可通过锁紧组件8在0 ゜、90゜、180゜、270゜四个位锁紧。

振动台3为垂直方向振动台，可进行20～200Hz随机振动试验，振动台3 台面上有呈矩阵分布的螺钉孔，双轴转位机构2可通过螺钉安装与振动台3台面上。

高低温试验箱1温度控制范围为-55℃～+85℃，温变速率范围为0℃/min～ 10℃/min，高低温试验箱1工作空间底板与振动台3台面为软连接，具有密封和隔热功能。

负载支架9由铝合金机械加工而成，用螺钉固定在双轴转位机构2内环7 轴系上，微机电惯性单元10(32套)通过螺钉固定在负载支架9上。

双轴转位机构2中的锁紧组件8采用端齿盘副作为锁紧副，可实现5角秒以内的锁紧精度。

微机电惯性单元10规模化生产测试系统通过控制高低温试验箱1、双轴转位机构2和振动台3三者运行参数的组合，实现对微机电惯性单元10不同方向 (X向、Y向、Z向)、不同振动载荷(静止、20～2000Hz随机振动)、不同温度载荷(-55℃～+85℃)条件下各项性能参数的测试和标定。

微机电惯性单元规模化生产测试系统的数据采集系统设计如图4所示，可实现对32套微机电惯性单元10供电和同步数据采集，并将采集到的数据进行打包并发送，利用FPGA丰富的IO资源和灵活的用户定义，内部程序采用进程块的方式，每个块相当于一个特定功能的电路，各块并发运行，对32套微机电惯性单元数据的同步并行采集，同步数据采集流程如图5所示。

Claims (6)

1.一种微机电惯性单元规模化生产测试系统，包括高低温试验箱(1)、双轴转位机构(2)、振动台(3)、振动台控制柜(4)和测试系统控制柜(5)，其特征在于：微机电惯性单元(10)安装在双轴转位机构(2)内，双轴转位机构(2)安装于振动台(3)台面，振动台(3)台面置于高低温试验箱(1)中，通过控制高低温试验箱(1)、双轴转位机构(2)和振动台(3)三者运行参数的组合，实现不同测试条件下微机电惯性单元(10)规模化测试和标定。

2.根据权利要求1所述的一种微机电惯性单元规模化生产测试系统，其特征在于：所述双轴转位机构(2)包括外环(6)、内环(7)、锁紧组件(8)和负载支架(9)等部分，其中内环(7)相对于外环(6)、负载支架(9)相对于内环(7)分别可以0～360゜旋转，实现微机电惯性单元(10)不同方向的标定测试要求,内环(7)可通过锁紧组件(8)在0゜、90゜、180゜、270゜四个位锁紧。

3.根据权利要求1所述的一种微机电惯性单元规模化生产测试系统，其特征在于：所述振动台(3)为垂直方向振动台，可进行20～200Hz随机振动试验。

4.根据权利要求1所述的一种微机电惯性单元规模化生产测试系统，其特征在于：所述高低温试验箱(1)温度控制范围为-55℃～+85℃，温变速率范围为0℃/min～10℃/min。

5.根据权利要求2所述的一种微机电惯性单元规模化生产测试系统，其特征在于，所述负载支架(9)可安装一批微机电惯性单元(10)。

6.根据权利要求2所述的一种微机电惯性单元规模化生产测试系统，其特征在于：所述锁紧组件(8)采用端齿盘副作为锁紧副，可实现5角秒以内的锁紧精度。

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