一种激光陀螺测试系统及其测试方法与流程

本发明属于仪器仪表测试设备及其方法及技术领域，具体涉及一种激光陀螺测试系统及其方法。

背景技术：

陀螺仪的发展一直影响着全球导航定位系统和惯性导航系统，而它们又是航空平台或精确制导武器常用的精确导航器件，因此自激光陀螺仪问世以来，由于它的特点就一直作为航空器、导弹、灵巧炸弹等测控系统的核心部件。激光陀螺捷联系统的效能明显得到提高，在其应用于火箭系统之后。以前，由于箭机运算速度的制约，火箭的实时速度和位置一直得不到精确的计算，使得地面处理数据的工作量大大增加同时也导致设计以及事后报轨的工作量增大，自从采用激光陀螺之后，火箭的实时速度和位置可以在飞行过程中不断的进行计算，利用提供的这些实时速度以及位置进行火箭制导方程的运算，从而使火箭将载荷送入预定轨道的成功率大大的增加。这样，简化了设计的同时又可以完成快速报轨的要求。

以上说的种种优点无一不涉及到激光陀螺的精度问题，只有激光陀螺的精度达到了设计要求，才能将应用激光陀螺的优点凸显出来。因此，激光陀螺惯导系统性能的测试就显得尤其重要，研究并开发激光陀螺组合测试设备也就显得格外重要。

二频机抖激光陀螺是目前中高精度惯性导航系统应用中主流的陀螺惯性器件之一，目前市场应用的二频机抖激光陀螺主要有50型、70型和90型。在实际工程应用当中，根据实际情况，在生产环节和入厂验收环节，需对激光陀螺本体、激光陀螺组件或激光陀螺仪进行标定和测试。目前的测试系统未对激光陀螺整个系统进行检测，需要人工配合给予辅助检测，测试精度不高，测试复杂程度高，需要大量的人力和物力。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于：保证激光陀螺仪测量数据精准、适用于不同型号和类型的激光陀螺，保护激光陀螺仪测试设备。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种激光陀螺测试系统，用于对激光陀螺进行测试和标定，其特征在于：包括三组测试位，其分别用于测试陀螺本体、陀螺组件和陀螺仪，还包括一公用的基础单元、用于陀螺本体和陀螺组件的抖稳控制单元和高压供电单元、用于陀螺本体的放大单元，所述基础单元包括上位机、通讯板、电源板和采集板，所述上位机通过通讯接口与通讯板相连，所述通讯板同时还与采集板、抖稳控制单元和电源板电性连接，所述放大单元通过切换控制电路与采集板电性连接，所述切换控制电路用于切换输入采集板的三组测试位的信号，所述抖稳控制单元与电源板电性连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述上位机包括至少三组显示模块，所述显示模块包括型号区、种类区、方式区、状态显示区。型号区用于显示产品的型号，其型号包括常用激光陀螺仪的50、70和90三种，种类区包括激光陀螺仪的三种状态，激光陀螺本体、激光陀螺组件和激光陀螺仪，由于现有厂家是单独生产，激光陀螺生产过程主要为以上三种状态，针对于不同厂家有不同的检测设备，对于总装厂和实验来说提供一种适用于多状态激光陀螺仪检测设备尤为重要，方式区用于显示采用压电检抖或是电磁检抖，状态区用于显示工作电流、高压启辉时间等。

所述采集板包括鉴相区、计数区、通讯区。鉴相区用于将待测产品产生的正弦信号转换为ttl信号，计数区用于对所待测产品产生的数据进行统计，通讯区用于给通讯板输出信号，同时利用无线模式采集和接收激光陀螺的信号。

所述放大单元包括前放电路和转化电路。激光陀螺本体在通电过程中身产生的数据无法直接由采集板接收，需要经前放电路放大，同时进行转化，转化为采集板能接收的信号。

所述高压供电单元包括计数器、高压发生器和切断控制器。计数器采用以mcu为核心定时计数控制电路。当高压发生器启动，电路上电后，接收到抖动ok高电平信号，启动计数器计时，当收到高压ok信号后停止计时，计时结束后，面板表显示计时时间，该时间为高压启辉时间；当陀螺故障或测试设备故障导致陀螺不能正常启辉时，为保护高压电路不始终工作于启辉状态，导到电路损坏，将计时上限设为一个预定值，当计时超过预定时间仍不能收到高压ok信号，切断控制器切断高压，关闭高压电源，达到保护高压电路目的。

所述切换控制电路包括三种状态，分别为：截止状态、组件导通状态、本体导通状态。截止状态为电路不导通状态，此时用于测试激光陀螺仪，组件导通用于测试激光陀螺组件，本体导通用于测试激光陀螺本体。

所述抖稳控制单元包括压电检抖电路、电磁检抖电路和选通控制电路。陀螺本体和陀螺组件不含抖稳控制单元，无法提供抖频，测试系统外加抖稳控制单元，使测量结果精度提高。

所述选通控制电路包括三种状态，分别为：截止状态、压电导通状态、电磁导通状态。陀螺本体选择压电导通状态，陀螺本体在压电反馈闭环抖动环境中工作。陀螺组件选择电磁导通状态，陀螺组件在电磁反馈闭环抖动环境中工作。

为了实现对于不同状态的陀螺仪的测试，提供提供如下技术方案：一种基于激光陀螺测试系统的测试方法，包括以下步骤：

s1.将待检测的产品放入检测位，在上位机上选择被测产品型号和种类，其型号分为50、70和90三种，其种类分为陀螺本体、陀螺组件、陀螺仪三种；

s2.通讯板通过上位机的输入信息，启动电源板工作：

若为陀螺本体则选择切换控制电路至本体导通状态，同时选择选通控制电路至压电导通状态，同时启动高压发生器，为陀螺本体提供工作电源，陀螺本体输出信号经前放电路和转化电路的放大切换将正弦信号转化为ttl信号送入采集板进行数据统计，通讯板将采集板的数据输出给上位机，进行数据处理和分析；

若为陀螺组件则选择切换控制电路至组件导通状态，同时选择选通控制电路至电磁导通状态，同时启动高压发生器，为陀螺组件提供工作电源，陀螺组件输出信号经组件内部自带放大单元，直接输出ttl信号至采集板，完成数据采集，通讯板将采集的数据输出给上位机，进行数据处理和分析；

若为陀螺仪则选择切换控制电路至截止状态，同时选择选通控制电路至截止状态，陀螺仪输出ttl信号给采集板，进行数据采集，同时陀螺仪将温度信号直接输送给通讯板，通讯板将采集的数据输出给上位机，进行数据处理和分析。

作为上述技术方案的进一步改进：

还包括高压启辉时间的控制，当高压发生器启动，抖稳控制板开始工作时，计数器开始计时，当抖稳控制单元工作达到正常工作状态时，计数器停止计时，所计得时间为正常高压启辉时间，高压发生器工作时，若超时抖稳控制单元仍未达到正常工作状态，切断控制器便关闭高压发生器。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明的激光陀螺测试系统采用三组检测位的结合，可以同时对不同状态的陀螺仪进行检测，运用上位机控制的自动化测试技术在获得需要的所有测试量的同时又使测试所需的人力、物力、复杂程度得以大大的降低，这样也降低了以前测试过程中人为误差的影响，使测试的精度、可靠性得以大大的提高，也使测试所花费的时间大量减少。通过切换控制电路和选通控制电路对不同状态使用不同的检测方法，以提高检测精度。此案有以mcu为核心的计数器和切断控制器，对高压启辉时间进行监控，及时切断高压对高压电路进行保护。

附图说明

图1为本发明整体测试系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。

实施例1

如图1所示，本实施例的激光陀螺测试系统，用于对激光陀螺进行测试和标定，其特征在于：包括三组测试位，其分别用于测试陀螺本体、陀螺组件和陀螺仪，还包括一公用的基础单元、用于陀螺本体和陀螺组件的抖稳控制单元和高压供电单元、用于陀螺本体的放大单元，所述基础单元包括上位机、通讯板、电源板和采集板，所述上位机通过通讯接口与通讯板相连，所述通讯板同时还与采集板、抖稳控制单元和电源板电性连接，所述放大单元通过切换控制电路与采集板电性连接，所述切换控制电路用于切换输入采集板的三组测试位的信号，所述抖稳控制单元与电源板电性连接。

上位机包括至少三组显示模块，显示模块包括型号区、种类区、方式区、状态显示区。

采集板包括鉴相区、计数区、通讯区。采集板用于采集数据和记录数据同时将数据一串口形式输出至通讯板。

放大单元包括前放电路和转化电路。放大单元仅用于陀螺本体的测试，由于陀螺本体不具备数据转化功能，所产生的的数据无法被采集板进行收集，故选用放大单元进行转化和放大。

高压供电单元包括计数器、高压发生器和切断控制器。高压供电单元用于给陀螺本体和陀螺组件进行负高压供电，使其正常工作。计数器和切断控制器用于对高压启辉时间进行监控，放置启辉时间过长，保护高压电路。

切换控制电路包括三种状态，分别为：截止状态、组件导通状态、本体导通状态。截止状态时，陀螺本体和陀螺组件的信号无法输出至采集板，采集板只能获取陀螺仪的检测信号，组件导通状态时陀螺组件信号导通，陀螺仪和陀螺本体信号截止，无法导通，采集板获取陀螺组件的检测信号，本体导通状态时，陀螺组件和陀螺仪信号被截止，采集板获取陀螺本体的检测信号，通过切换控制电路对采集板的输入信号，进行选择和切换，实现对多状态的陀螺进行检测。

抖稳控制单元包括压电检抖电路、电磁检抖电路和选通控制电路。

选通控制电路包括三种状态，分别为：截止状态、压电导通状态、电磁导通状态。切换控制电路和选通控制电路用于切换陀螺仪、陀螺组件和陀螺本体之间检测模式，陀螺本体采用压电检抖模式，陀螺组件采用电磁检抖模式。

本发明的激光陀螺测试系统通过合理设计三种检测模式，适用范围广，所测得的数据精准，同时又使测试所需的人力、物力、复杂程度得以大大的降低。

实施例2

本实施例的基于激光陀螺测试系统的测试方法，包括以下步骤：

s1.将待检测的产品放入检测位，在上位机上选择被测产品型号和种类，其型号分为50、70和90三种，其种类分为陀螺本体、陀螺组件、陀螺仪三种；由于生产厂家生产的产品各不相同，因此存在多种种类，但主要分为陀螺本体、陀螺组件和陀螺仪三类。

s2.通讯板通过上位机的输入信息，启动电源板工作：

若为陀螺本体则选择切换控制电路至本体导通状态，同时选择选通控制电路至压电导通状态，同时启动高压发生器，为陀螺本体提供工作电源，陀螺本体输出信号经前放电路和转化电路的放大切换将正弦信号转化为ttl信号送入采集板进行数据统计，通讯板将采集板的数据输出给上位机，进行数据处理和分析；

若为陀螺组件则选择切换控制电路至组件导通状态，同时选择选通控制电路至电磁导通状态，同时启动高压发生器，为陀螺组件提供工作电源，陀螺组件输出信号经组件内部自带放大单元，直接输出ttl信号至采集板，完成数据采集，通讯板将采集的数据输出给上位机，进行数据处理和分析；

若为陀螺仪则选择切换控制电路至截止状态，同时选择选通控制电路至截止状态，陀螺仪输出ttl信号给采集板，进行数据采集，同时陀螺仪将温度信号直接输送给通讯板，通讯板将采集的数据输出给上位机，进行数据处理和分析。

还包括高压启辉时间的控制，当高压发生器启动，抖稳控制板开始工作时，计数器开始计时，当抖稳控制单元工作达到正常工作状态时，计数器停止计时，所计得时间为正常高压启辉时间，高压发生器工作时，若超时抖稳控制单元仍未达到正常工作状态，切断控制器便关闭高压发生器。

本发明的激光陀螺测试系统通过以上测试方法，可以对高压启辉时间进行监控，使整个系统的高压电路得到有效保护，同时可以对不同种类的产品进行测试，使测试所需的人力、物力、复杂程度得以大大的降低。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。