[发明专利]一种带故障诊断的三浮惯性仪表自动化湿对中系统

说明书

本发明公开了一种带故障诊断的三浮惯性仪表自动化湿对中系统，属于惯性仪表技术领域。该系统包括三浮仪表陀螺摆、控制器、矩阵开关、磁悬浮前放解调电路、程控电阻电路、采集模块。系统通过矩阵开关控制整个流程，采用PXI数据采集模块对输出数据自动采集，依据经验设计调配算法，程序控制电阻进行迭代调配，用以完成三浮惯性仪表的湿对中调试，确定10路惠斯顿电桥程控电阻，实现浮子机械零位与电气零位的重合。本发明实现了湿对中自动化、智能化调配，调配精度高，并具有故障诊断功能，对机械本体工作状况给出及时判断，对提高装配效率、及早发现精密仪表装配故障意义重大。

技术领域

本发明涉及一种三浮惯性仪表湿对中系统，特别是一种带故障诊断的三浮惯性仪表自动化湿对中系统，属于惯性仪表技术领域。

背景技术

三浮惯性仪表正常工作时，通过磁悬浮控制系统实现浮子位置精确定中。由于两两相对磁悬浮元件参数(尺寸精度、线圈匝数、磁性能等)不可能理想对称，磁悬浮电气零位与机械零位存在偏差。所以，需要调整磁悬浮电气零位，消除磁悬浮电气零位与机械零位的偏差。

目前，传统消除磁悬浮电气零位与机械零位的偏差的做法，涉及(1)人工调整电位计进行配调，调试繁琐，其输出值受环境影响大，准确度低；(2)调配过程数据判读、执行、换算均由人工完成，智能化水平低，且过度依赖工人熟练程度，测量结果受环境及人为因素影响较大，因人为因素导致的错误时有发生；(3)三浮惯性仪表浮子处于高温浮液中，浮子被拉至极限位置后，需断电，断仪表与电路连接，并迅速测量浮子处于极限位置时磁悬浮线圈电感。因整个断开并测量过程需要一定时间，浮子此时不受力，会产生缓慢漂移，影响电感测量准确度。

另外，三浮仪表因其结构精密，磁悬浮元件装配及诊断极为重要。当前三浮仪表生产线仅采集了极限位置电感，没有系统的分析评价体系，并生成有效诊断结果来指导装配生产。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种带故障诊断的三浮惯性仪表自动化湿对中系统，采用智能化控制方法，替代人工操作，迭代调配程控电阻，消除磁悬浮电气零位与机械零位的偏差，实现高效、准确、基本实现一键式自动调配。

本发明的技术解决方案是：一种带故障诊断的三浮惯性仪表自动化湿对中系统，该系统包括三浮仪表陀螺摆、程控电阻电路、控制器、矩阵开关、磁悬浮前放解调电路、采集模块，其中：

三浮仪表陀螺摆，包括5对磁悬浮线圈，每对磁悬浮线圈在加力电流的驱动下产生磁悬浮电磁力，驱动浮子实现五个自由度方向的运动；

程控电阻电路，包括5对阻值可调的程控电阻，每对程控电阻与三浮仪表陀螺摆的各方向上的每对磁悬浮线圈串并联连接，形成的5个慧斯顿电桥；

控制器，根据预设的开关控制流程，向矩阵开关输出开关控制指令和选通控制指令；针对每个方向对应的慧斯顿电桥，接收采集模块发送的磁悬浮前放解调电路输出电压值、三浮仪表陀螺摆内磁悬浮线圈的正、负极限位置电感值；根据磁悬浮线圈处于极限位置时磁悬浮前放解调电路输出电压值，计算机械零位偏差和目标电压值，根据机械零位偏差和目标电压值，调整慧斯顿电桥中程控电阻阻值，直至磁悬浮前放解调电路的输出电压与目标电压值之差在预设的范围内；同时，测量记录浮子从正极限位置移动到负极限位置的运动时间，根据该运动时间和磁悬浮线圈处于极限位置时两个线圈的电感值，进行故障检测；

矩阵开关，响应开关控制指令，将轴向加力电源或者径向加力电源与相应的磁悬浮线圈连接，为指定的磁悬浮线圈供电；将慧斯顿电桥差动电压信号接入至磁悬浮前放解调电路；根据选通控制指令，生成选通信号，输出至磁悬浮前放解调电路；将磁悬浮前放解调电路的输出电压端或者磁悬浮线圈电感检测端与采集模块电压检测端连通，进行相应的信号采集；