QUID读出电路9所有通道的信号响应延迟。
[0044]如图7所示，为单独标定GPS组合惯导SPAN LCI 7中PPS信号与位置姿态信号的同步误差t5，首先将定制的ADXL203加速度计最小系统14和GPS组合惯导SPAN LCI 7固定于标准的振动测试台13上；然后将ADXL203加速度计最小系统14在Z轴方向的模拟输出连接至在图3所示CompactR1开发平台中的SAR型ADC模块NI 9223 11，而GPS组合惯导SPAN LCI 7则保持原样连接对应的串口通讯模块NI 9871 5和数字1模块NI 94026 ；随后使用数字锁相环将PPS信号倍频至GPS组合惯导的输出频率作为SAR型ADC模块NI9223 11的采样时钟，并在指定的时间触发采集标准的振动测试台13产生的Z轴方向正弦振动信号，其频率应为20Hz或以下；最后将ADXL203加速度计最小系统14和GPS组合惯导SPAN LCI 7所测振动信号经GPS时间戳同步后，测量两者的相位差，经换算成时间信息后，由SAR型ADC模块NI 9223 11的采样延迟t7和ADXL203加速度计最小系统14的响应延迟时间t6的代数和减去该时间值，即得GPS组合惯导SPAN LCI 7中PPS信号与位置姿态信号的同步误差t5。
[0045]至此，所有影响航空超导磁测量系统同步精度因素的延迟已被测出，然后将SQUID读出电路的信号响应延迟tl、Delta-Sigma型ADC NI 9239A 3和Delta-Sigma型ADC NI9239B 4单通道的过采样延迟t2、CompactR1可重配置机箱NI CR1 9118 2进行重采样后的时间延迟t3、接收PPS信号的数字1模块NI 9402 6的时间延迟t4以及GPS组合惯导SPAN LCI 7中PPS信号与位置姿态信号的同步误差t5进行代数和运算即可获得所测航空超导磁测量系统的同步精度，从而完成标定工作。
[0046]综合所述，采用所述方法构建的装置包括高速示波器10、函数发生器12、ADXL203加速度计最小系统14、SAR型ADC模块NI 9223 11、标准的振动测试台13以及图1所示航空超导磁测量系统的测控装置。
[0047]以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种航空超导磁测量系统同步精度的标定装置，其特征在于包括高速示波器、函数发生器、模拟输出的加速度计、SAR型高速ADC、标准的振动测试台以及被测系统的测控装置，其中SAR型高速ADC与被测系统的测控装置兼容，并具有同步采集功能；所述的模拟输出的加速度计和标准的振动测试台通过螺栓刚性连接，SAR型高速ADC则作为扩展模块在需要时插在测控装置的空余槽位中，其他均通过线缆连接；所述的测控装置是由SQUID读出电路、数据采集与通讯组件、飞行位置与姿态信息记录组件、工作环境监测组件以及人机界面组件组成；GPS组合惯导提供的飞行位置姿态数据与磁测量数据的同步是利用秒脉冲信号PPS数字锁相后的倍频时钟对原始信号进行重采样，并在接收到PPS信号时由串口通讯接口读取此时GPS的精确授时时间，然后再与GPS组合惯导中存储的带有时间戳的位置和姿态信息融合后来实现的。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于: ①所述的测控装置主要由CompactR1控制器NICR1 9025 (I)、CompactR1可重配置机箱 NI CR1 9118(2)、Delta-Sigma 型 ADC NI 9239A(3)、Delta-Sigma 型 ADCNI 9239B(4)、串口通讯模块 NI 9871 (5)、数字 1 模块 NI 9402 (6)、GPS 组合惯导 SPANLCI (7)、工作环境监测组件(8)以及SQUID读出电路(9)组成，其中Delta-Sigma型ADCNI 9239A(3)、Delta-Sigma 型 ADC NI 9239B (4)、串口通讯模块 NI 9871(5)以及数字 1模块NI 9402(6)插入CompactR1可重配置机箱NI CR1 9118 (2)对应的槽位中，并与CompactR1控制器NI CR1 9025(1) 一起构成完整的CompactR1开发平台；GPS组合惯导SPAN LCI (7)获取超导磁测量组件的飞行位置与姿态信息，输出的秒脉冲信号PPS通过同轴线与数字1模块NI9402(6)的一个端口连接，而其输出授时时间、位置姿态等信息的接口则与串口通讯模块NI 9871(5)的一个RS422端口连接； ②在上述①的测控装置中引入ADXL203加速度计最小系统(14)以及与其配套的SAR型ADC模块NI 9223(11)、函数发生器(12)、标准的振动测试台(13);然后通过对比它们在同时测量同一标准振动测试台(13)产生的振动信号所得的加速度数据可获取到相位延迟信息，再经换算即可获得与之对应的时间信息；最后再将利用高速示波器(10)和函数发生器(12)标定后的SQUID读出电路(9)的响应延迟与引入ADXL203加速度计最小系统(14)的延时和上述时间信息做代数运算即可获得所测系统的同步精度，从而完成相关的标定工作； 其中a)函数发生器(12)中CHl与数字1模块NI 9402(6)相连，函数发生器(12)CH2与SAR型ADC模块NI 9223 (11)相连； b)GPS组合惯导SPANLCI (7)和ADXL203加速度计最小系统(14)插入标准测试台(13)Z方向的对应槽中，且ADXL203加速度计最小系统(14)另一端与Delta-Sigma型ADCNI9239A⑶相连； c)ADXL203加速度计最小系统(14)的output端与高速示波器(10)的CHl端相连，而高速示波器(10)的CH2端则与函数发生器(12)与Set-Test相连，ADL203加速度计最小系统(14)的Set-Test端与函数发生器(12)相连； d)高速示波器(10)中的CHl端与数字1模块NI9402(6)中CH3端相连，高速示波器(10)中的CH2端则与数字1模块NI 9402(6)中的CHl和CH2相连。
3.按权利要求2所述的装置，其特征在于: ①接收秒脉冲PPS信号数字1是采用同步精度高的FPGA架构； ②SAR型高速ADC用于采集加速度计的模拟输出，存在响应时间延迟时间，采用ADXL203型MEMS加速度计； ③MEMS加速度传感器芯片为ADXL203，带宽设置为10Hz。
【专利摘要】本实用新型公开了一种航空超导磁测量系统同步精度的标定装置，包括高速示波器、函数发生器、模拟输出的加速度计、SAR型高速ADC、标准的振动测试台以及被测系统的测控装置，其中SAR型高速ADC与被测系统的测控装置兼容，并具有同步采集功能；所述的模拟输出的加速度计和标准的振动测试台通过螺栓刚性连接，SAR型高速ADC则作为扩展模块在需要时插在测控装置的空余槽位中，其他均通过线缆连接；所述的测控装置是由SQUID读出电路、数据采集与通讯组件、飞行位置与姿态信息记录组件、工作环境监测组件以及人机界面组件组成。所述装置，实现简单，成本低廉，对成功研制航空超导磁测量系统至关重要。
【IPC分类】G05B19-042
【公开号】CN204270072
【申请号】CN201420765765
【发明人】伍俊, 荣亮亮, 孔祥燕, 谢晓明
【申请人】中国科学院上海微系统与信息技术研究所
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年12月8日