[发明专利]石英挠性加速度计二元调宽电路量程自动切换方法

说明书

本发明涉及一种石英挠性加速度计二元调宽电路量程自动切换方法，其技术特点是：步骤1、FPGA电路采集加速度计数据并读取当前量程状态；步骤2、如果是小量程状态，并且当前加速度计值大于6g或小于‑6g，则进入步骤3；如果是大量程状态并且，当前加速度计值小于6g且大于‑6g，则进入步骤4；步骤3、FPGA向量程切换电路发送控制信号开关导通；步骤4、FPGA向量程切换电路发送控制信号开关断开；步骤5、量程切换电路控制恒流源输出电流进行量程切换。本发明设计合理，实现了大小量程的自动切换功能，解决了高精度和大量程之间的矛盾，不仅满足了小量程下高精度的需求，同时也实现了大量程实时加速度数据采集和抗冲击振动的性能。

技术领域

本发明属于捷联式惯性导航技术领域，涉及石英挠性加速度计为核心的控制技术，尤其是一种石英挠性加速度计二元调宽电路量程自动切换方法。

背景技术

加速度计是捷联式惯导系统中重要元件之一，其用于测量运载体的加速度，为惯导系统提供精确的加速度信息，加速度计的性能指标直接影响惯导系统的精度。传统的二元调宽电路控制的石英挠性加速度计，在小量程下能够获得较高的精度，满足了高精度、小量程的船用导航领域的应用。但在加速度输入超出量程后数据饱和，无法获取短时间内冲击、振动的加速度信息，更不能提高加速度计的抗过载性能，这导致其不能应用于陆用和航空领域。这一问题所反映出的高精度和大量程之间的矛盾，成为二元调宽石英挠性加速度计推广应用的瓶颈。因此，如何提高二元调宽电路控制下的加速度计的测量范围并兼顾高精度的性能，是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种石英挠性加速度计二元调宽电路量程自动切换方法，解决二元调宽电路控制下的加速度计的测量范围并兼顾高精度的问题。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种石英挠性加速度计二元调宽电路量程自动切换方法，包括以下步骤：

步骤1、FPGA电路采集加速度计数据并读取当前量程状态；

步骤2、如果当前量程状态是小量程状态，并且当前加速度计值大于6g或小于-6g，则进入步骤3，否则返回步骤1；如果当前量程状态是大量程状态并且，当前加速度计值小于6g且大于-6g，则进入步骤4，否则返回步骤1；

步骤3、FPGA电路等待同步时序，并向量程切换电路发送控制信号开关导通，进入步骤5；

步骤4、FPGA电路等待同步时序，并向量程切换电路发送控制信号开关断开，进入步骤5；

步骤5、量程切换电路控制二元调宽控制电路中的恒流源输出电流进行量程切换。

所述步骤5的实现方法为：量程切换电路控制高速模拟开关闭合，将大量程所需的精密电阻R₂并联到小量程的精密电阻R₁上，实现小量程到大量程的自动切换功能；量程切换电路控制高速模拟开关断开，将精密电阻R₂和小量程的精密电阻R₁断开，实现大量程到小量程的自动切换功能。

本发明的优点和积极效果是：

本发明通过FPGA电路实时采集加速度计信息，判断加速度数据是否达到预设量程的阈值，达到阈值后由FPGA电路控制高速模拟开关，进行高精度恒流源输出电流的切换，进而完成大小量程的自动切换功能。从而保证惯导系统在小量程下加速度采集的高精度性能；同时，根据实时的加速度数据采集进行判断，在大过载情况下快速切换至大量程，保证大量程时获取有效的加速度计信息。解决了高精度和大量程之间的矛盾。不仅满足了小量程下高精度的需求，同时也实现了大量程实时加速度数据采集和抗冲击振动的性能。

附图说明

图1为本发明的电路原理图；

图2为本发明的处理流程图。