专利名称：Mems陀螺的评估装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于导航控制领域，特别是涉及一种评估陀螺性能的装置。
背景技术：
目前，MEMS陀螺(微机械)是一种新型的低价位陀螺，可应用于航空、航天、航海、兵器、汽车、生物医学、环境监控等领域，并且MEMS陀螺相比传统的陀螺有明显的优势， 体积小、重量轻、寿命长和适于批量生产，能测量载体的角速度，然而它的精度较光纤陀螺低。在已公开的发明专利“光纤陀螺用的光纤耦合器性能测试方法及装置”(专利号 CN101216368)，公开了一种光纤陀螺用的光纤耦合器振动性能测试方法及装置，其方法是由测试系统提供的高稳定光源，经耦合注入需要测量的光纤耦合器，测量器件的损耗、分光比等指标；然后将被测量的光纤耦合器通过夹具固定到电控振动台上，通过振动控制器按测试要求设置好振动参数后对耦合器施加振动，经光电探测器及前置放大器把受到振动调制的光强信号转换为电信号，经过信号解调输出到计算机进行数据采集，得到光纤耦合器分光比对振动的动态响应特性。该方法仅适用于与光纤陀螺相关的器件的性能测试方法， 该方法不适用于MEMS陀螺，一般说来MEMS陀螺所能获得的精度较光纤陀螺要低，其测量精度不仅与MEMS陀螺本身有关，而且与信号采集电路有关，因此有必要对使用的MEMS陀螺进行评估。而本实用新型提供了一种评估MEMS陀螺性能的装置。
发明内容为了克服现有评估MEMS陀螺电路性能的测试装置较少的现状，本实用新型提供一种新型的MEMS陀螺评估装置，该测控装置结构简单、测控精度高，可以评估MEMS陀螺的输出角速度的测量误差。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是由PC机、RS232串口线、测控 ECU、MEMS陀螺、光电编码器、联轴器、圆盘、框架、直流电机和电机驱动器组成的评估MEMS 陀螺性能的装置。通过一只联轴器把电机的输出轴和编码器的转轴连接起来，在联轴器的一端安装一只圆盘使之可随电机输出轴转动，陀螺固定在圆盘上，光电编码器的本体与ECU 安装在与电机固定的框架上，光电编码器的输出引线连接到ECU的计数器端口，陀螺的模拟输出(角速度)引脚连接到E⑶的A/D采集端口，E⑶的数字输出端口连接电机控制器端口。PC机通过RS232串口线连接E⑶，E⑶启动电机的正反往复转动，同时以一定的采样频率采集陀螺的模拟输出(角速度)信号和编码器的脉冲信号数目，在每次采样结束之后立即通过RS232串口把采集到的数据发送到PC机。在进行10 15次不同旋转速度的测试之后，运用数学统计的均方根(冊幻方法，计算出陀螺的测量误差，达到能够评估MEMS陀螺及相关电路的性能的目的。本实用新型的有益效果是，可以评估MEMS陀螺的性能，该测控装置结构简单、测控精度高，可以评估MEMS陀螺的输出角速度的测量误差。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是陀螺评估装置的一个实施例的机械结构图。图2是图1的俯视图。图3是陀螺评估装置的一个实施例的电气连接图。图中1.电机，2.减速箱，3.联接螺钉，4.框架，5.圆盘，6.联轴器，7.紧定螺钉 8.紧定螺钉，9.联接螺栓，10.光电编码器，11.测控E⑶，12.陀螺模块，13.RS232串口线， 14. PC计算机15.电机驱动器
具体实施方案在图1中，电机(1)固定在底座上，通过联轴器(6)把电机(1)的输出轴和光电编码器(10)的转轴连接起来，在联轴器(6)的一端安装一只圆盘( 使之可随电机输出轴转动，陀螺模块(12)固定在圆盘(5)上，光电编码器(10)的本体与测控ECU(Il)安装在与电机⑴固定的框架⑷上，光电编码器(10)的输出引线连接到ECU(Il)的计数器端口，陀螺模块(12)的模拟输出(角速度)引脚连接到ECU(Il)的A/D采集端口，ECU(11)的数字输出端口连接电机控制器(15)端口。PC计算机(14)通过RS232串口线(13)连接E⑶(11)， ECU(Il)启动电机(1)的正反往复转动，同时以一定的采样频率采集陀螺(12)的模拟输出 (角速度)信号和光电编码器(10)的脉冲信号数目，在每次采样结束之后立即通过RS232 串口把采集到的数据发送到PC计算机(14)。假设采样频率为f，则每一个采样周期为T = Ι/f ；光电编码器每转1圈输出地脉冲数目为M，第k次采集得到光电编码器的脉冲数目为m，则前一时间段的圆盘的角速度为
360.1
_3]巧二〒(1)陀螺的比例系数为η mV/deg/s，零速率输出为2. 5V，假设E⑶提供给AD采集电路的参考电压为5V，AD的采样精度为10位，测得的读数为d，则由陀螺测得的角速度为
1000-(^^-2.5)5 。、 ωα =--(2)
η在进行10 15次不同旋转速度的测试之后，每一个传感器获得数据的总数目为 N，把所有由光电编码器获得的角速度构成一组序列X，把所有由陀螺获得的角速度构成另一组序列Y，则陀螺的测量误差(RMS)为 ems =JM^Z(3) 因此本装置可以计算出陀螺的测量误差，达到能够评估MEMS陀螺及相关电路的性能的目的。
权利要求1. 一种评估MEMS陀螺性能的装置，由PC机、RS232串口线、测控ECU、MEMS陀螺、光电编码器、联轴器、圆盘、框架、直流电机和电机驱动器组成，其特征在于通过一只联轴器把电机的输出轴和编码器的转轴连接起来，在联轴器的一端安装一只圆盘使之可随电机输出轴转动，陀螺固定在圆盘上，光电编码器的本体与ECU安装在与电机固定的框架上，光电编码器的输出引线连接到ECU的计数器端口，陀螺的模拟输出(角速度)引脚连接到ECU的A/ D采集端口，E⑶的数字输出端口连接电机控制器端口。
专利摘要本实用新型提供了一种评估MEMS陀螺性能的装置，由PC机、RS232串口线、测控ECU、MEMS陀螺、光电编码器、联轴器、圆盘、框架、直流电机和电机驱动器组成。RS232串口线把PC机与ECU连接起来，ECU的1个AD采集端口分别连接陀螺的角速度信号端口，ECU的计数器端口连接光电编码器的输出信号，ECU的数字输出端口连接电机控制器端口。ECU启动电机的正反往复转动，同时以一定的采样频率采集陀螺的模拟输出(角速度)信号和编码器的脉冲信号数目，在每次采样结束之后立即通过RS232串口把采集到的数据发送到PC机，在PC机上运行的软件把编码器的脉冲数转化为角速度值、把陀螺的输出值转化为角速度值，运用均方根的计算方法就可以评估陀螺的性能。
文档编号G01C25/00GK202048923SQ20102068099
公开日2011年11月23日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者张方明 申请人:宁波市鄞州麦谷农业科技有限公司