一种线加速度传感器自动测试系统的制作方法

本发明涉及传感器测试，尤其涉及一种线加速度传感器自动测试系统。

背景技术：

1、加速度传感器顾名思义就是一种能够测量出产品加速度的一种设备，它是惯性导航、惯性制导和控制检测设备的惯性敏感元件,其输出与运载体(飞机、导弹、汽车等)的运动加速度成比例或成一定函数关系,广泛用于航空、航海、宇航及武器的制导与控制中。在惯性测量和导航系统中,对加速度传感器的精度指标要求相当高，通常要求加速度传感器的灵敏度极高,各种性能系数的稳定性也极高，所以传感器的测试过程十分重要。针对线加速度传感器，传统测试一般使用标准仪器测量（信号发生器、万用表、示波器、分度头等），测试不同的项目需要不同的仪器组合进行测量，每一项测量均需要人工参与，仪表数据需要人工读取，测试报告需要人工填写，几乎没有自动化；传统测试一般都是单只测试，测试效率不足；传统测试因人工参与多，不同人之间对测试结果的一致性偏差较大，所以传统测试存在测试流程繁琐、测试效率低下等不足。

技术实现思路

1、为解决现有技术不足，本发明提供一种线加速度传感器自动测试系统，可以提高测试效率，提高测试准确性。

2、为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

3、一种线加速度传感器自动测试系统，包括传感器工装、硬件系统。

4、传感器工装安装于转台，包括安装箱和安装方向一致的8个传感器；

5、硬件系统包括计算机模块、四个恒流源驱动模块、模拟量采集模块、io控制模块、动态信号分析模块、电源模块，电源模块用于给硬件系统和传感器提供电源；io控制模块用于控制各路电源输出、恒流源驱动模块输出、动态信号分析模块输出；计算机模块用于控制恒流源驱动模块、动态信号分析模块向传感器提供各类驱动信号，用于操作模拟量采集模块采集传感器输出信号和监控传感器电压电流信号；动态信号分析模块向传感器提供驱动信号后还用于采集驱动信号和传感器的输出信号，并计算测试结果，测试结果包括交流信号零位、动态阻尼比，其中交流信号零位通过传感器在交流模式工作状态下采集其输出信号分析得出，根据傅里叶信号分析，表达式如下：

6、

7、其中n为谐波的次数；为任意信号函数；为任意信号的直流分量；为n次谐波的幅值；为固有频率；为初始相位；

8、系统在采集传感器的输出信号后调用谐波失真分析模块，通过设置谐波次数得到对应的电平和固有频率，零次谐波电平就是交流信号的零位输出。

9、进一步的，动态信号分析模块的驱动信号为起始频率1hz,终止频率400hz，幅值3v的正弦扫频信号。

10、进一步的，动态信号分析模块同时采集驱动信号和传感器的输出信号之后，利用波特图计算动态阻尼比：传感器是二阶系统，二阶系统的传递函数设为，表达式为：

11、

12、其中为阻尼比，为固有频率；设，表示复变量，为角频率，为虚数单位，计算得到：；

13、根据驱动信号和传感器输出信号的对应关系画出被测信号的波特图；

14、在相频特性图中，查找相位从初始相位反转 90°后对应的频率，该频率是传感器的固有频率；

15、在幅频特性图中，查找幅值最大时对应的频率，该频率是传感器的谐振频率；

16、l将和代入，计算出传感器的动态阻尼比。

17、进一步的，动态信号分析模块同时采集驱动信号和传感器的输出信号之后，利用奈奎斯特图计算动态阻尼比：传感器是二阶系统，二阶系统的传递函数设为，表达式为：

18、

19、其中为动态阻尼比，为固有频率；设，则传感器的振幅响应为：

20、

21、其中k为传感器的增益比；表示复变量，为角频率，为虚数单位；

22、当=0时，即=0，此时传感器的角频率为零，振幅输出无变化，其振幅响应为；

23、当=1时，即=，此时传感器的角频率为固有频率，其振幅响应为，当传感器以固有频率运行时，其相位与初始相位反转 90°，获得交点的纵坐标绝对值为b；

24、根据=1时，，获得动态阻尼比。

25、进一步的，计算机模块包括人员管理模块、被测产品管理模块、电源管理模块、转台控制模块、测试任务管理模块、测试过程监控模块、测试数据查询模块、知识库管理模块、测试报告管理模块，人员管理模块用于将所有操作人员按照级别和权限划分为管理者、测试者、开发者、其他，按照各级的管理权限和操作权限设置对应参数；被测产品管理模块用于按照产品类别和型号划分，用户可新增、修改、删除被测产品；电源管理模块用于完成产品电源的加电、断电的远程控制，并实时监视产品电源相关信息；转台控制模块用于驱动转台，同时显示转台各轴的相关信息；测试任务管理模块用于配置被测产品、测试场景、测试人员信息，完成测试任务的创建及测试相关信息的记录，测试任务创建完成后，测试任务内的测试数据存储于当前任务下；测试过程管理模块用于测试任务的启停控制、测试流程的启停控制以及测试过程信息的展示；测试过程监控模块用于实时监控传感器的各测试项的测试过程信息，对测试过程中的错误信息快速查看和定位，实时监测相关的测试结果；测试数据查询模块用于支持用户按照测试任务和产品两个维度进行数据的查询；知识库管理模块用于管理系统的操作指南、测试作业流程说明、测试故障代码解释、故障原因列表、专家知识库信息；测试报告管理模块用于用户自主配置相关的测试报告模板，自动关联测试数据，依托相关的报表模板，实现测试报告的生成和管理。

26、进一步的，计算机模块为cpci-3510d。

27、进一步的，每个恒流源驱动模块输出2路恒流源，每路输出范围-200ma~+200ma，采用16位dac保证恒流源驱动模块的精度达到±10ua。

28、进一步的，传感器供电为±15vdc，硬件系统的各个模块供电为24v、12v、5v其中之一。

29、进一步的，电源模块还用于采集传感器电压电流信号进行监控，当传感器超范围供电时给出警示并切断电源，其中，电压监控采用运放的比例电路，电流监控采用专用芯in282。

30、进一步的，安装箱四周设置保温棉。

31、本发明的有益效果在于：首先，测试系统可以同时测量8个同类型传感器，从数量上提升测试效率；其次，实现自动化测试，将繁琐的测试流程进行工艺整合，缩短测试时间，一个测试流程可以在6.4分钟全部完成，从流程上提升测试效率；第三，在传感器动态性能测试方法上引入波特图测试法和奈奎斯特图测试法，在交流零位测试方法上引入傅里叶变换，这些测试方法的引入提升了测试准确性，精确度得到保障；第四，完成了信息化处理，不仅所有的测试数据长久保存，而且系统中包括了测试人员管理、被测产品管理、测试报告管理等模块，为测试后的数据处理也提供了基础。

技术特征：

1.一种线加速度传感器自动测试系统，其特征在于，包括传感器工装、硬件系统；

2.根据权利要求1所述的线加速度传感器自动测试系统，其特征在于，动态信号分析模块的驱动信号为起始频率1hz,终止频率400hz，幅值3v的正弦扫频信号。

3.根据权利要求2所述的线加速度传感器自动测试系统，其特征在于，动态信号分析模块同时采集驱动信号和传感器的输出信号之后，利用波特图计算动态阻尼比：传感器是二阶系统，二阶系统的传递函数设为，表达式为：

4.根据权利要求2所述的线加速度传感器自动测试系统，其特征在于，动态信号分析模块同时采集驱动信号和传感器的输出信号之后，利用奈奎斯特图计算动态阻尼比：传感器是二阶系统，二阶系统的传递函数设为，表达式为：

5.根据权利要求1所述的线加速度传感器自动测试系统，其特征在于，计算机模块包括人员管理模块、被测产品管理模块、电源管理模块、转台控制模块、测试任务管理模块、测试过程监控模块、测试数据查询模块、知识库管理模块、测试报告管理模块，人员管理模块用于将所有操作人员按照级别和权限划分为管理者、测试者、开发者、其他，按照各级的管理权限和操作权限设置对应参数；被测产品管理模块用于按照产品类别和型号划分，用户可新增、修改、删除被测产品；电源管理模块用于完成产品电源的加电、断电的远程控制，并实时监视产品电源相关信息；转台控制模块用于驱动转台，同时显示转台各轴的相关信息；测试任务管理模块用于配置被测产品、测试场景、测试人员信息，完成测试任务的创建及测试相关信息的记录，测试任务创建完成后，测试任务内的测试数据存储于当前任务下；测试过程管理模块用于测试任务的启停控制、测试流程的启停控制以及测试过程信息的展示；测试过程监控模块用于实时监控传感器的各测试项的测试过程信息，对测试过程中的错误信息快速查看和定位，实时监测相关的测试结果；测试数据查询模块用于支持用户按照测试任务和产品两个维度进行数据的查询；知识库管理模块用于管理系统的操作指南、测试作业流程说明、测试故障代码解释、故障原因列表、专家知识库信息；测试报告管理模块用于用户自主配置相关的测试报告模板，自动关联测试数据，依托相关的报表模板，实现测试报告的生成和管理。

6.根据权利要求1所述的线加速度传感器自动测试系统，其特征在于，计算机模块为cpci-3510d。

7.根据权利要求1所述的线加速度传感器自动测试系统，其特征在于，每个恒流源驱动模块输出2路恒流源，每路输出范围-200ma~+200ma，采用16位dac保证恒流源驱动模块的精度达到±10ua。

8.根据权利要求1所述的线加速度传感器自动测试系统，其特征在于，传感器供电为±15vdc，硬件系统的各个模块供电为24v、12v、5v其中之一。

9.根据权利要求1所述的线加速度传感器自动测试系统，其特征在于，电源模块还用于采集传感器电压电流信号进行监控，当传感器超范围供电时给出警示并切断电源，其中，电压监控采用运放的比例电路，电流监控采用专用芯in282。

技术总结
本发明公开了一种线加速度传感器自动测试系统，涉及传感器测试技术领域，包括传感器工装、硬件系统。传感器工装安装于转台，包括安装箱和8个传感器；硬件系统中：电源模块用于提供电源；IO控制模块用于控制各路输出；计算机模块用于控制恒流源驱动模块、动态信号分析模块向传感器提供驱动信号，用于操作模拟量采集模块采集传感器输出信号和监控传感器电压电流信号；动态信号分析模块还用于采集驱动信号和传感器的输出信号，并计算测试结果，其中根据傅里叶信号分析可知：；调用谐波失真分析模块，零次谐波电平就是交流信号的零位输出。本方案可以提高测试效率，提高测试准确性。

技术研发人员：贺宏宇,次先存,汤浩,刘洋,聂瑞千,王瑞,王婷
受保护的技术使用者：北京轩宇空间科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15