[实用新型]速率陀螺仪的动态特性分析设备系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种自动化测试设备，特别是一种速率陀螺仪的动态特性分析设备系统。

背景技术

速率陀螺仪用于感应沿其输入轴方向的角速度，并输出与之成一定比例的模拟信号，被广泛应用于飞行器、船舶以及汽车等交通工具。在某些较苛刻的使用环境下，如导弹的制导，速率陀螺仪通常需要满足一定的动态特性，因此在生产时需要对陀螺仪的动态特性进行测试，如频率特性、阶跃响应等。

常用的测试方法为：使用摇摆试验台模拟正弦摆动，通过频率特性分析仪测试其幅频特性；使用急停台和笔录仪或示波器测试其阶跃响应，得到上升时间、阻尼比等参数。但是这种方法需要购买专用的设备和仪器，投资较大且设备需要场地以及维护。

通过在陀螺仪内部增加自检线圈，并向自检线圈通入电流，可以模拟外界输入的角速度信号，使陀螺沿输出轴方向产生偏转，从而得到输出动态信号。这种方式相对简单，用电流激励的方式代替了摇摆台、急停台等设备，但是仍需信号发生器、笔录仪和频谱分析仪等设备，在转场测试时不易搬运和携带。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种简单、便于携带的对速率陀螺仪的动态特性进行分析的设备系统。

技术方案：一种速率陀螺仪的动态特性分析设备系统，包括装有数据采集卡的电脑、电路板、带有自检线圈的陀螺仪，所述数据采集卡和所述电路板通过电缆连接，所述电路板将所述数据采集卡的输出信号进行功率放大，以产生能够驱动所述陀螺仪的电流，所述陀螺仪的输出信号通过所述数据采集卡的模拟输入端口而被采集。

所述数据采集卡为PCMCIA-6036E。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点是通过电脑、数据采集卡及简单的电路设计实现对速率陀螺仪进行动态特性测试，相对于传统测试方法，具有实现简易，方便携带，测试结果直观等特点。

附图说明

附图为本实用新型系统逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如附图所示，一种速率陀螺仪的动态特性分析设备系统，包括装有PCMCIA-6036E数据采集卡1的电脑2、电路板3、带有自检线圈的陀螺仪4。数据采集卡1和电路板3通过电缆连接，电路板3用于将数据采集卡1的输出信号进行功率放大，以产生足够的电流驱动陀螺仪4的自检线圈，同时数据采集卡1的模拟输入端口对陀螺仪4的输出信号进行采集。

由于PCMCIA-6036E数据采集卡1的模拟输出端更新率为1024样本/秒，不能产生较高频率正弦波，为此使用计数器短口，计数器可输出较高频率方波，经仿真和实际测试验证，使用方波与正弦波作为激励信号，测试效果完全一致。若采用较高更新率的数据采集卡，可使用模拟输出端口直接输出高频率的正弦信号。

实现本实用新型运行的软件使用NI的图形化编程工具LabVIEW进行编写。使用该软件在数据采集卡的计数器端口产生：1、频率为1～500HZ连续变化的方波脉冲信号用于频率特性测试，频率增量可通过软件设置；2、阶跃信号，即方波脉冲的上升沿或下降沿，用于阶跃响应测试。激励信号经过电路板进行功率放大后输入陀螺仪的自检线圈，陀螺仪会产生相应的输出信号，输出信号连接到数据采集卡的模拟输入端口，软件会采集并记录波形并进行分析计算得出幅频、相频曲线，以及系统上升时间、超调量和阻尼比的参数。

该软件包括以下功能模块：

通过DAQmx模块使数据采集卡在指定的计数器端口产生一定频率的脉冲信号，在指定的模拟输入端口获取待测陀螺仪输出的电压信号，通过For或While循环可以进行多个频率的循环扫描；

通过Extract Tone模块从采集的数据中计算出采集信号的频率、幅值和相位，再以频率为横坐标幅值、相位为纵坐标，使用XYGraph模块在软件中绘制频率特性曲线，通过检索，所有频率分量对应的输出信号幅值中最接近0HZ幅值0.707的，即为系统的频带；

通过Transition Measurement模块，可以得到系统的上升时间和超调量，由于系统近似于2阶欠阻尼系统，可根据公式进一步计算得到系统的阻尼比。