[发明专利]一种高效集成光纤陀螺的测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种高效集成光纤陀螺的测试系统，其特征在于，包括正弦速率转台、液氮杯、加热膜、电压采集模块、电流采集模块、温度调节控制模块、低通滤波模块、升压差分模块、高精度A/D转换模块及上位机；

所述正弦速率转台用于为光纤陀螺提供正弦速率，包括内置的A/D转换器以及存储器；加热膜位于正弦速率测试转台底部，正弦速率测试转台的上方放置盛放液氮的液氮杯，通过液氮的蒸发降温和控制加热膜的升温调节正弦速率测试转台的温度；

电压采集模块，用于按照事先设置的频率采集位于正弦速率转台上的光纤陀螺的零偏电压V0和输出电压V″，并传输给低通滤波模块；

电流采集模块，用于按照事先设置的频率采集光纤陀螺的输出电流A，并传输给低通滤波模块；

温度调节控制模块，用于控制加热膜，使正弦速率转台在液氮杯和加热膜的控制下处于不同的测试温度，并将正弦速率转台温度T输出给低通滤波模块；低通滤波模块，用于对接收的零偏电压V0、输出电压V″、输出电流A以及正弦速率转台温度T滤波，并将V0和V″传输给升压差分模块，将A和T传输给所述A/D转换器；

A/D转换器，用于对接收A和T进行模数转换后存储于所述存储器中；升压差分模块，用于将接收的V0和V″由单路正负信号的形式转换成双路正信号差分的形式输出给A/D转换模块；

A/D转换模块，用于对接收的V0和V″进行A/D转换，其中直接将V0存储于所述存储器中，将V″除以正弦速率测试转台的速率得到陀螺的标度因子F并存储于存储器中；

上位机对存储器内存储的数据进行处理和显示，以便工作人员进行判断和处理。

2.根据权利要求1所述的高效集成光纤陀螺的测试系统，其特征在于，所述升压差分模块采用AD706芯片，8个电阻，分别为R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，6个电容，分别为C1、C2、C3、C4、C5、C6；输入信号分别与电阻R3的一端、电容C1的一端分别相连，电容的另一端与AD706的第一正输入端相连并接地；电阻R3的另一端分别与AD706的第一负输入端、电容C2的一端以及电阻R4的一端相连，电容C2的另一端与AD706的第一输出端以及电阻R5的一端分别相连，电阻R5的另一端分别与电阻R6的一端、电阻R4的另一端、电容C4的一端以及电阻R1的另一端相连；电阻R6的另一端与AD706的第二负输入端、电阻R7的一端以及电容C3的一端分别相连，AD706的第二正输入端接地，电容C3的另一端与AD706的第二输出端以及电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端分别与电阻R7的另一端、电容出C4的另一端以及电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端通过电容C6接地并输出，电阻R1的另一端通过电容C5接地并输出。

3.根据权利要求1所述的高效集成光纤陀螺的测试系统，其特征在于，进一步包括阻抗匹配模块，将电压采集模块零偏电压V0和输出电压V″、电流采集模块输出的输出电流A以及温度调节控制模块输出的正弦速率转台温度T，经过高输入电阻的阻抗匹配模块，实现V0、V″、A以及T最大限度的进入输入带通滤波器。

4.一种高效集成光纤陀螺的测试方法，其特征在于，具体步骤为：步骤一：将光纤陀螺置于正弦速率测试转台上，并使正弦速率测试转台按正弦速率进行旋转，其中正弦速率测试转台底部贴有加热膜且上方放置盛放液氮的液氮杯，通过液氮的蒸发降温和控制加热膜的升温调节正弦速率测试转台使其处于-30℃时；停止正弦速率测试转台的旋转，按照事先设定的频率采集多组光纤陀螺的零偏电压、正弦速率测试转台温度以及光纤陀螺消耗电流，并进行加权平均获得光纤陀螺的零偏电压V0、正弦速率测试转台温度T以及光纤陀螺消耗电流A；

步骤二：保持正弦速率测试转台处于-30℃，并使其按照正弦速率旋转，在10秒内按照事先设定的频率采集多组陀螺输出电压，并进行加权平均获得陀螺输出电压V″；

步骤三：将经过阻抗匹配电路输出的V0、V″、A以及T输入到有源低通滤波器电路中，消除信号中混有的高频噪声信号；

步骤四：采用正弦速率测试转台内置的A/D转换器中对A和T进行AD转换，然后存储到正弦速率测试转台内置的存储器中；由于需要高精度的V0和V″，因此将V0和V″从单路正负信号转换成双路正信号差分信号，再经外部A/D转换芯片来实现模拟/数字转换，陀螺零偏电压V0不经过任何处理直接读取后存储，将V″除以正弦速率测试转台的速率得到陀螺的标度因子F，然后存储所述存储器中；

步骤五：将存储在正弦速率测试转台存储器内的陀螺零偏电压V0、标度因子F、正弦速率测试转台温度T和消耗电流A传输到上位机上，上位机软件获取控制器发送的数据并保存并显示；

步骤六：调节正弦速率测试转台的温度从-30℃-+70℃并重复步骤一至步骤五完成对各温度点信号数据的采集和显示。