TWI429880B - 陀螺儀測試裝置與陀螺儀測試方法 - Google Patents

Description

陀螺儀測試裝置與陀螺儀測試方法

本發明是有關於一種電子產品的校正方法，且特別是有關於一種陀螺儀測試裝置與陀螺儀測試方法。

陀螺儀(gyroscope)是一種用來感測與維持方向的裝置，基於角動量守恆的理論設計出來的。陀螺儀主要是由一個位於軸心且可旋轉的輪子構成。陀螺儀一旦開始旋轉，由於輪子的角動量，陀螺儀有抗拒方向改變的趨向。陀螺儀以往多用於導航、定位等系統。由於科技的發展，陀螺儀已經可以利用微機電的技術，加以小型化與數位化，因此，陀螺儀已經被廣泛的應用在智慧型手機與平版電腦等電子產品上。

由於陀螺儀已經利用微機電的技術，加以小型化與數位化，被封裝成積體電路，因此，無法對陀螺儀進行拆封測試，因此，在裝機之後，機器內部通常有對陀螺儀進行手動校正的程式，使用者可以自行執行。若考慮到首次購買該項產品者，並不黯於使用此產品，因此在工廠出廠之前，仍會做第一次的校正。

然而，對於陀螺儀已經製作成產品後，才一台一台的進行校正，考慮到人力與時間成本，是非常不具有效率的。因此，需要有一個方法，能夠在產品完成前，對於陀螺儀進行第一次校正。

本發明提供一種陀螺儀測試裝置，能夠在產品完成之前，就對陀螺儀進行第一次校正。

本發明提供一種陀螺儀測試方法，可以減少人工執行的動作，能夠讓工廠的運作更有效率。

本發明提出一種陀螺儀測試裝置，此陀螺儀測試裝置包括一支點、一動力臂、一擺錘、一陀螺儀積體電路最佳樣品以及一待測陀螺儀積體電路。一動力臂包括一第一端以及一第二端，其中，動力臂的第一端連接上述支點。擺錘連接動力臂的第二端，用以做一單擺運動(simple pendulum)。陀螺儀積體電路最佳樣品配置於擺錘上，用以輸出一標準陀螺儀信號。待測陀螺儀積體電路配置於擺錘上，用以輸出一待測陀螺儀信號。當擺錘進行單擺運動時，取樣待測陀螺儀積體電路所輸出的待測陀螺儀信號，與陀螺儀積體電路最佳樣品所輸出的標準陀螺儀信號做比對，以校正待測陀螺儀積體電路。

本發明另提出一種陀螺儀測試方法，此方法包括下列步驟：在一擺錘上，配置一陀螺儀積體電路最佳樣品以及一待測陀螺儀積體電路；使用上述擺錘，進行一單擺運動；取樣陀螺儀積體電路最佳樣品所輸出的一標準陀螺儀信號；取樣上述待測陀螺儀積體電路所輸出的一待測陀螺儀信號；比對上述標準陀螺儀信號以及上述待測陀螺儀信號；以及根據比對結果，校正上述待測陀螺儀積體電路。

依照本發明較佳實施例所述之陀螺儀測試裝置以及陀螺儀測試方法，更包括一第一磁性元件，配置於支點的一側，其中，第一磁性元件配置的位置與支點之距離實質上等於動力臂之長度，用以穩定單擺運動的擺動幅度。另外，在另一實施例，除上述以外，陀螺儀測試裝置還包括一第二磁性元件，配置於支點的另一側，其中，第二磁性元件配置的位置與該支點之距離實質上等於該動力臂之長度，用以穩定單擺運動的擺動幅度。

依照本發明較佳實施例所述之陀螺儀測試裝置以及陀螺儀測試方法，上述擺錘上配置有一標準陀螺儀信號連接線，用以將標準陀螺儀信號傳輸到一測試儀器；以及至少一待測陀螺儀信號連接線，用以將待測陀螺儀信號傳輸到一測試儀器。

依照本發明較佳實施例所述之陀螺儀測試裝置以及陀螺儀測試方法，上述擺錘上配置有一陀螺儀積體電路最佳樣品扣具，用以配置該陀螺儀積體電路最佳樣品；以及至少一待測陀螺儀積體電路扣具，用以配置該待測陀螺儀積體電路。

依照本發明較佳實施例所述之陀螺儀測試裝置以及陀螺儀測試方法，上述擺錘上配置有：一第一無線傳輸裝置，耦接該陀螺儀積體電路最佳樣品，用以將該標準陀螺儀信號，透過一無線傳輸協定，傳輸到一測試儀器；以及至少一待測陀螺儀信號連接線，耦接該待測陀螺儀積體電路，用以將該待測陀螺儀信號，透過該無線傳輸協定，傳輸到一測試儀器。

依照本發明較佳實施例所述之陀螺儀測試裝置以及陀螺儀測試方法，其中，取樣該待測陀螺儀積體電路所輸出的待測陀螺儀信號的時機為：該擺錘擺動到左極限前；以及該擺錘擺動到右極限前。更進一步來說，取樣該待測陀螺儀積體電路所輸出的待測陀螺儀信號的範圍為擺錘擺動實質的幅度之70%。

本發明的精神主要是利用單擺擺動的原理，將待測陀螺儀積體電路配置在單擺上，使其輸出之訊號與陀螺儀積體電路最佳樣品所輸出的訊號作比對，之後，依照兩者的差距，來對待測陀螺儀積體電路進行校正。此方法最大的好處在於，可以大量的測試，自動化的測試，並且可以減少人工測試的使用。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

在下文中，將藉由圖式說明本發明之實施例來詳細描述本發明，而圖式中的相同參考數字可用以表示類似的元件。

(第一實施例)

圖1為本發明第一實施例的陀螺儀測試裝置的裝置結構示意圖。請參考圖1，此陀螺儀測試裝置包括具有一支點101的主體、一動力臂102、一擺錘103、一陀螺儀積體電路最佳樣品104以及多個待測陀螺儀積體電路105。動力臂102的第一端連接上述主體的支點101，動力臂102的第二端連接擺錘103。

由於陀螺儀積體電路一般是用以感測角速度(Angular Velocity)的變化，因此，在對陀螺儀積體電路進行測試/校正時，把待測陀螺儀積體電路105以及陀螺儀積體電路最佳樣品104配置在擺錘103上，進行單擺運動。藉由單擺運動，使待測陀螺儀積體電路105有角速度的變化。之後，待測陀螺儀積體電路105所輸出的訊號分別與精準的陀螺儀積體電路最佳樣品104所輸出的訊號做比對，藉由比對的結果，便可以完成最精確的校正。

上述實施例中，外部校正/測試儀器並非內建在上述陀螺儀測試裝置中，而是需要額外拉信號線輸出給外部校正/測試儀器(未繪示)。另外，為了穩定陀螺儀積體電路最佳樣品104以及多個待測陀螺儀積體電路105，每一個陀螺儀積體電路都有自己的專屬扣具，例如，陀螺儀積體電路最佳樣品104被配置在陀螺儀積體電路最佳樣品扣具上，待測陀螺儀積體電路被配置在待測陀螺儀積體電路扣具上。

(第二實施例)

圖2為本發明第二實施例的陀螺儀測試裝置的裝置結構示意圖。請參考圖2，此陀螺儀測試裝置包括具有一支點101的主體、一動力臂102、一擺錘103、一陀螺儀積體電路最佳樣品104以及多個待測陀螺儀積體電路105。較為不同的是，此實施例還包括了一第一磁性元件201以及一第二磁性元件202。請參考圖2，一第一磁性元件201以及一第二磁性元件202係分別配置於上述支點101的一側與另一側。第一磁性元件201配置的位置與上述支點101之距離實質上等於動力臂102之長度。另外，第二磁性元件202配置的位置與支點101之距離實質上也等於動力臂102之長度。此種作法，是利用上述第一磁性元件201以及上述第二磁性元件202的磁力吸引擺錘103，讓擺錘103的擺動幅度維持一定。因此，擺錘103在擺動時，不會因為空氣的阻力，使擺動幅度漸漸衰減。此實施例可以用以穩定單擺運動的擺動幅度。使測試更加精準。

另外，在第一實施例中，陀螺儀測試裝置還需要額外拉信號引線給外部的校正/測試儀器。然而，拉信號引線的結果，很容易造成單擺的擺動受到影響而導致測試/校正不準確，因此，在此實施例中，更進一步的增加了一個無線傳輸介面電路203，用以將陀螺儀積體電路最佳樣品104以及多個待測陀螺儀積體電路105所輸出的訊號，傳送給外部的校正/測試儀器(未繪示)。

再者，當擺錘103擺動到左右極限時，角速度等於0，但是仍受到重力的影響，此情況常導致測試不準確。因此，這種情況通常不能拿來作為校正/測試的基準。因此，在此實施例中，排除了左右極限時對陀螺儀積體電路最佳樣品104以及多個待測陀螺儀積體電路105的信號的取樣。為了更加精準，取樣該待測陀螺儀積體電路所輸出的待測陀螺儀信號的範圍為擺錘擺動實質的幅度之70%。

(第三實施例)

由上述實施例，可以整理成一個陀螺儀測試方法，圖3為本發明第三實施例的陀螺儀測試方法的流程圖。請參考第3圖，此方法包括下列步驟：

步驟S301：在一擺錘上，配置一陀螺儀積體電路最佳樣品以及一待測陀螺儀積體電路。

步驟S302：使用擺錘，進行一單擺運動。

步驟S303：取樣陀螺儀積體電路最佳樣品所輸出的一標準陀螺儀信號。

步驟S304：取樣待測陀螺儀積體電路所輸出的一待測陀螺儀信號。

步驟S305：比對上述標準陀螺儀信號以及上述待測陀螺儀信號。

步驟S306：根據比對結果，校正上述待測陀螺儀積體電路。

另外，由上述實施例可知，為了穩定該單擺運動的擺動幅度，可以提供一第一磁性元件以及第二磁性元件，分別的配置於支點的一側與另一側。且，為了更佳穩定單擺運動的擺動幅度以及取樣準確性，上述取樣標準陀螺儀信號以及待測陀螺儀信號的方法可以利用一無線傳輸協定，透過無線傳輸協定，將標準陀螺儀信號以及待測陀螺儀信號傳輸到一測試儀器。另外，由於單擺的擺動，在左極限以及右極限是很不穩定的，會導致輸出訊號不穩定，因此取樣時機可以選擇在擺錘擺動在中間部分實質的幅度之70%上下時，進行取樣。

綜上所述，本發明的精神主要是利用單擺擺動的原理，將待測陀螺儀積體電路配置在單擺上，使其輸出之訊號與陀螺儀積體電路最佳樣品所輸出的訊號作比對，之後，依照兩者的差距，來對待測陀螺儀積體電路進行校正。此方法最大的好處在於，可以大量的測試，自動化的測試，並且可以減少人工測試的使用。

在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為准。

101．．．支點

102．．．動力臂

103．．．擺錘

104．．．陀螺儀積體電路最佳樣品

105．．．多個待測陀螺儀積體電路

201．．．第一磁性元件

202．．．第二磁性元件

203．．．無線傳輸介面電路

S301～S306．．．本發明第三實施例的各個步驟

圖1為本發明第一實施例的陀螺儀測試裝置的裝置結構示意圖。

圖2為本發明第二實施例的陀螺儀測試裝置的裝置結構示意圖。

圖3為本發明第三實施例的陀螺儀測試方法的流程圖。

101．．．支點

102．．．動力臂

103．．．擺錘

104．．．陀螺儀積體電路最佳樣品

105．．．待測陀螺儀積體電路

Claims (14)

1. 一種陀螺儀測試裝置，包括：一主體，包括一支點；一動力臂，包括一第一端以及一第二端，其中，該動力臂的第一端連接該支點；一擺錘，連接該動力臂的第二端，用以做一單擺運動(simple pendulum)；一陀螺儀積體電路最佳樣品，配置於該擺錘上，用以輸出一標準陀螺儀信號；以及一待測陀螺儀積體電路，配置於該擺錘上，用以輸出一待測陀螺儀信號；當該擺錘進行單擺運動時，取樣該待測陀螺儀積體電路所輸出的待測陀螺儀信號，與該陀螺儀積體電路最佳樣品所輸出的標準陀螺儀信號做比對，以校正該待測陀螺儀積體電路。
2. 如申請專利範圍第1項所述的陀螺儀測試裝置，更包括：一第一磁性元件，配置於該支點的一側，其中，該第一磁性元件配置的位置與該支點之距離實質上等於該動力臂之長度，用以穩定該單擺運動的擺動幅度。
3. 如申請專利範圍第2項所述的陀螺儀測試裝置，更包括：一第二磁性元件，配置於該支點的另一側，其中，該第二磁性元件配置的位置與該支點之距離實質上等於該動力臂之長度，用以穩定該單擺運動的擺動幅度。
4. 如申請專利範圍第1項所述的陀螺儀測試裝置，其中，該擺錘上配置有：一標準陀螺儀信號連接線，用以將該標準陀螺儀信號傳輸到一測試儀器；以及至少一待測陀螺儀信號連接線，用以將該待測陀螺儀信號傳輸到該測試儀器。
5. 如申請專利範圍第1項所述的陀螺儀測試裝置，其中，該擺錘上配置有：一陀螺儀積體電路最佳樣品扣具，用以配置該陀螺儀積體電路最佳樣品；以及至少一待測陀螺儀積體電路扣具，用以配置該待測陀螺儀積體電路。
6. 如申請專利範圍第1項所述的陀螺儀測試裝置，其中，該擺錘上配置有：一無線傳輸介面電路，耦接該陀螺儀積體電路最佳樣品以及該待測陀螺儀積體電路，用以將該標準陀螺儀信號以及該待測陀螺儀信號，透過一無線傳輸協定，傳輸到一測試儀器。
7. 如申請專利範圍第1項所述的陀螺儀測試裝置，其中，取樣該待測陀螺儀積體電路所輸出的待測陀螺儀信號的時機為：該擺錘擺動到左極限前；以及該擺錘擺動到右極限前。
8. 如申請專利範圍第7項所述的陀螺儀測試裝置，其中，取樣該待測陀螺儀積體電路所輸出的待測陀螺儀信號的範圍為：該擺錘擺動實質的幅度之70%。
9. 一種陀螺儀測試方法，包括：在一擺錘上，配置一陀螺儀積體電路最佳樣品以及一待測陀螺儀積體電路；使用該擺錘，進行一單擺運動；取樣該陀螺儀積體電路最佳樣品所輸出的一標準陀螺儀信號；取樣該待測陀螺儀積體電路所輸出的一待測陀螺儀信號；比對該標準陀螺儀信號以及該待測陀螺儀信號；以及根據比對結果，校正該待測陀螺儀積體電路。
10. 如申請專利範圍第9項所述的陀螺儀測試方法，其中，該擺錘配置於一動力臂的一端，該動力臂的另一端連接一主體的一支點上，且此方法更包括：提供一第一磁性元件，配置於該支點的一側，其中，該第一磁性元件配置的位置與該支點之距離實質上等於該動力臂之長度。
11. 如申請專利範圍第10項所述的陀螺儀測試方法，更包括：提供一第二磁性元件，配置於該支點的另一側，其中，該第二磁性元件配置的位置與該支點之距離實質上等於該動力臂之長度。
12. 如申請專利範圍第9項所述的陀螺儀測試方法，更包括：提供一無線傳輸協定；透過該無線傳輸協定，將該標準陀螺儀信號傳輸到一測試儀器；以及透過該無線傳輸協定，將將該待測陀螺儀信號傳輸到該測試儀器。
13. 如申請專利範圍第9項所述的陀螺儀測試方法，其中，取樣該待測陀螺儀積體電路所輸出的待測陀螺儀信號的時機為：該擺錘擺動到左極限前；以及該擺錘擺動到右極限前。
14. 如申請專利範圍第13項所述的陀螺儀測試方法，其中，取樣該待測陀螺儀積體電路所輸出的待測陀螺儀信號的範圍為：該擺錘擺動實質的幅度之70%。