一种三轴光纤陀螺探测器测试装置及其测试方法与流程

1.本发明涉及三轴光纤陀螺探测器领域，尤其是涉及一种三轴光纤陀螺探测器测试装置及其测试方法。


背景技术：

2.光纤陀螺是实现角速度测量的敏感器件。单轴光纤陀螺只能实现沿光纤环轴向单个方向的角速度测量。实际应用中常把三只敏感环组件按两两正交的方式安装在同一个本体机构上组成陀螺惯组，以实现对空间中三个方向角速度的测量。三轴光纤陀螺光电组装完毕才能进行测试，判断三轴光纤陀螺的探测器输出电压以及有光电压是否合格。
3.现有的探测器测试方法中，需要专门设计相应规格pcb板，将探测器的引脚焊接到该pcb板中，由该pcb板连接供电电源，通过pcb板的电路输出信号进行探测器输出电压以及有光电压的测试。该方法存在以下缺陷：
4.1、每次测试完，需要断开探测器的引脚，容易残留焊丝、造成引脚损耗，影响后续使用，增加器件损耗成本；
5.2、pcb板需要根据探测器的规格专门制备，成本高。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在损耗探测器引脚、需专门定制pcb板的缺陷而提供一种三轴光纤陀螺探测器测试装置及其测试方法。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
8.一种三轴光纤陀螺探测器测试装置，包括供电装置、转接器、内部端口组件和引伸端口组件，所述转接器的一端连接所述供电装置的供电线路，另一端拆分为两套供电子线路分别连接所述内部端口组件和引伸端口组件，所述引伸端口组件用于接插式连接三轴光纤陀螺探测器的引脚，所述内部端口组件用于连接电压测量设备。
9.进一步地，所述供电装置输出有正电压线路、接地线路和负电压线路，所述转接器拆分为两套正电压线路、两套接地线路和两套负电压线路，一套正电压线路、接地线路和负电压线路均连接所述内部端口组件，另一套正电压线路、接地线路和负电压线路均连接所述引伸端口组件。
10.进一步地，所述内部端口组件包括均接入同一套供电子线路的内部x轴供电端口、内部y轴供电端口和内部z轴供电端口，所述内部x轴供电端口、内部y轴供电端口和内部z轴供电端口用于连接电压测量设备；
11.所述引伸端口组件包括均接入同一套供电子线路的引伸x轴供电端口、引伸y轴供电端口和引伸z轴供电端口，所述引伸x轴供电端口、引伸y轴供电端口和引伸z轴供电端口分别用于接插式连接三轴光纤陀螺探测器的引脚。
12.进一步地，所述供电装置还连接有控制开关。
13.进一步地，所述三轴光纤陀螺探测器测试装置还包括支撑整个装置的壳体，该壳
体内部形成容纳室，所述供电装置、转接器、内部端口组件和引伸端口组件均安装在该容纳室内。
14.进一步地，所述供电装置还连接有控制开关，所述壳体设有内部端口组件接线通孔、引伸端口组件接线通孔、转接器安装孔和控制开关安装孔，所述内部端口组件的引线通过内部端口组件接线通孔引出，所述引伸端口组件的引线通过引伸端口组件接线通孔引出，所述转接器安装在转接器安装孔上，所述控制开关安装在控制开关安装孔上。
15.进一步地，所述壳体的底部设有向外延伸的平板，所述引伸端口组件接线通孔分布在该平板上。
16.进一步地，所述壳体的顶部和前部区域与主体分离，形成底板和封装板，所述封装版包括壳体的顶部和前部区域，所述封装板可拆卸连接所述底板。
17.本发明还提供一种采用如上所述的一种三轴光纤陀螺探测器测试装置的测试方法，包括以下步骤：
18.获取待测试三轴光纤陀螺探测器和电压测量设备；
19.将三轴光纤陀螺探测器的引脚接入引伸端口组件中，将电压测量设备的引脚接入内部端口组件中；
20.打开供电装置，通过电压测量设备，记录三轴光纤陀螺探测器的输出电压；
21.将三轴光纤陀螺探测器接入光路，然后通过电压测量设备，记录三轴光纤陀螺探测器的有光电压。
22.进一步地，所述方法还包括根据获取的输出电压和有光电压，推算出接入三轴光纤陀螺探测器的光路的光强变化，推算过程的计算表达式为：
[0023][0024]
式中，p为接入三轴光纤陀螺探测器的光路，vy为有光电压，vw为无光电压，即获取的输出电压，w为探测器响应度。
[0025]
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0026]
本发明通过转接器将供电装置的供电线路拆分为双路供电，同时接入内部端口组件和引伸端口组件，由引伸端口组件连接三轴光纤陀螺探测器的引脚，接入供电线路，通过内部端口组件连接电压测量设备实现电压测量，测量过程中通过对探测器接入光路可进行有光电压的测试，整体上实现了对多种三轴光纤陀螺组件探测器输出电压及有光电压的测试目的；并且通过端口组件接插式地连接三轴光纤陀螺探测器的引脚，还具有拆装方便，器件损耗低等优点。
附图说明
[0027]
图1为本发明实施例中提供的一种三轴光纤陀螺探测器测试装置的结构示意图；
[0028]
图2为本发明实施例中提供的一种端口示意图，图中的数字1-6表示端口脚的接线定义；
[0029]
图3为本发明实施例中提供的一种三轴光纤陀螺探测器测试装置的壳体的结构示意图；
[0030]
图4为本发明实施例中提供的一种底板的结构示意图；
[0031]
图5为本发明实施例中提供的一种封装板的仰视图；
[0032]
图6为本发明实施例中提供的一种封装板的俯视图；
[0033]
图中，1、供电装置，2、转接器，3、内部x轴供电端口，4、内部y轴供电端口，5、内部z轴供电端口，6、引伸x轴供电端口，7、引伸y轴供电端口，8、引伸z轴供电端口，9、底板，10、封装板，11、内部端口组件接线通孔，12、引伸端口组件接线通孔，13、转接器安装孔，14、控制开关安装孔。
具体实施方式
[0034]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0035]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
[0036]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0037]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0038]
实施例1
[0039]
如图1所示，本实施例提供一种三轴光纤陀螺探测器测试装置，包括供电装置1、转接器2、内部端口组件和引伸端口组件，转接器2的一端连接供电装置1的供电线路，另一端拆分为两套供电子线路分别连接内部端口组件和引伸端口组件，引伸端口组件用于接插式连接三轴光纤陀螺探测器的引脚，内部端口组件用于连接电压测量设备，使用的电压测量设备可以为万用表、示波器等。
[0040]
工作原理：本发明通过转接器2将供电装置1的供电线路拆分为双路供电，同时接入内部端口组件和引伸端口组件，由引伸端口组件连接三轴光纤陀螺探测器的引脚，接入供电线路，通过内部端口组件连接电压测量设备实现电压测量，测量过程中通过对探测器接入光路可进行有光电压的测试，整体上实现了对多种三轴光纤陀螺组件探测器输出电压及有光电压的测试目的；并且通过端口组件接插式地连接三轴光纤陀螺探测器的引脚，还具有拆装方便，器件损耗低等优点。
[0041]
下面对各部分进行具体描述。
[0042]
1、供电装置1
[0043]
供电装置1输出有正电压线路、接地线路和负电压线路，本实施例中，正电压线路输出正5v电压，负电压线路输出负5v电压。
[0044]
2、转接器2
[0045]
转接器2拆分为两套正电压线路、两套接地线路和两套负电压线路，一套正电压线路、接地线路和负电压线路均连接内部端口组件，另一套正电压线路、接地线路和负电压线路均连接引伸端口组件。
[0046]
本实施例中，转接器实现将供电装置单组+5v、-5v、gnd供电拆分为+5v、-5v、gnd双路供电，即：+5v
×
2供电线、-5v
×
2供电线、gnd
×
2供电线。
[0047]
利用jy9针串口公母头9孔rs232根据图1接线定义焊接成转接器，使三轴光纤陀螺探测器测试连接供电。
[0048]
2、内部端口组件和引伸端口组件
[0049]
内部端口组件将转接器提供的+5v、-5v、gnd供电进一步拆分，转化为可用于测试三轴陀螺的多端口供电，具体为：
[0050]
如图1所示，图中端口编号以a/b区分，即内部端口a和引伸端口b。内部端口组件包括均接入同一套供电子线路的内部x轴供电端口3、内部y轴供电端口4和内部z轴供电端口5，内部x轴供电端口3、内部y轴供电端口4和内部z轴供电端口5用于连接电压测量设备；
[0051]
内部测试端口ax、ay、az和引伸端口bx、by、bz的接线定义完全一致。
[0052]
引伸端口组件包括均接入同一套供电子线路的引伸x轴供电端口6、引伸y轴供电端口7和引伸z轴供电端口8，引伸x轴供电端口6、引伸y轴供电端口7和引伸z轴供电端口8分别用于接插式连接三轴光纤陀螺探测器的引脚。
[0053]
如图2所示，内部端口组件和引伸端口组件中的各个端口均包括多个连接脚，本实施例中端口接线定义如表1所示。
[0054]
表1端口接线定义表
[0055][0056][0057]
本实施例中，内部端口组件的端口类型为：ic插座集成块直插dip单片机芯片圆孔底座端子8p；引伸端口组件的端口类型为：ic锁紧座活动插座单片机芯片测试底座14p。
[0058]
3、三轴光纤陀螺探测器
[0059]
三轴光纤陀螺探测器为光电探测器组件，将sagnac干涉返回来的光信号转换为电信号，并对该微弱信号进行放大。在光纤通信系统中，光电探测器组件通常作为数字器件使用，而在光纤陀螺中，则作为模拟器件使用。光纤陀螺用探测器与光纤通信用探测器的主要区别是，带宽要求相对较低，但响应度、噪声要求高，尤其是必须在整个工作温度范围、力学
条件和福照等环境下满足要求。实现该功能的主要元件是pin光电二极管，具有较高的响应度和较低的暗电流，电信号处理时需要电压信号，因此需要放大器将电流信号转换为电压信号。将该放大器与pin光电二极管集成后的器件称为光电器件组件。
[0060]
4、控制开关
[0061]
供电装置1还连接有控制开关，本实施例使用kcd4船型开关翘板电源按钮4脚根据图1定义所示作为测试装置开关。
[0062]
5、壳体
[0063]
如图3-6所示，三轴光纤陀螺探测器测试装置还包括支撑整个装置的壳体，该壳体内部形成容纳室，供电装置1、转接器2、内部端口组件和引伸端口组件均安装在该容纳室内。
[0064]
壳体设有内部端口组件接线通孔11、引伸端口组件接线通孔12、转接器安装孔13和控制开关安装孔14，内部端口组件的引线通过内部端口组件接线通孔11引出，引伸端口组件的引线通过引伸端口组件接线通孔12引出，转接器2安装在转接器安装孔13上，控制开关安装在控制开关安装孔14上。
[0065]
壳体的底部设有向外延伸的平板，引伸端口组件接线通孔12分布在该平板上。
[0066]
为便于拆装内部组件，壳体的顶部和前部区域与主体分离，形成底板9和封装板10，封装版包括壳体的顶部和前部区域，封装板10可拆卸连接底板9，可拆卸连接的方式包括但不限于卡接、螺纹连接、铰链连接，本实施例中采用卡接的连接方式。
[0067]
6、测试方法
[0068]
采用上述的一种三轴光纤陀螺探测器测试装置的测试方法，包括以下步骤：
[0069]
获取待测试三轴光纤陀螺探测器和电压测量设备；
[0070]
将三轴光纤陀螺探测器的引脚接入引伸端口组件中，将电压测量设备的引脚接入内部端口组件中；
[0071]
打开供电装置，通过电压测量设备，记录三轴光纤陀螺探测器的输出电压；
[0072]
将三轴光纤陀螺探测器接入光路，然后通过电压测量设备，记录三轴光纤陀螺探测器的有光电压。
[0073]
方法还包括根据获取的输出电压和有光电压，推算出接入三轴光纤陀螺探测器的光路的光强变化，推算过程的计算表达式为：
[0074][0075]
式中，p为接入三轴光纤陀螺探测器的光路，vy为有光电压，vw为无光电压，即获取的输出电压，w为探测器响应度。
[0076]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。