[发明专利]一种I/F电路及其校准方法、校准装置

说明书

本发明公开了一种I/F电路的校准方法，包括如下步骤：S1、采集积分电路在放电状态下的Δ′的值；Δ′为相邻两次采样值之差，采样值为积分电容两端的压降值；S2、将Δ′的值作为标准电压U₀以对I/F电路进行校准。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明可以实现在没有外部激励电流的条件下，通过采集处理电路控制放电电路的开关使得积分电路放电，然后通过采集积分电路在放电状态下的Δ′的值，并将Δ′的值直接作为标准电压U₀对I/F电路进行校准，从而避免了由于引入外部激励电流而引起的计算结果不准确的问题。另一方面，本发明可通过嵌入式系统将控制方法及计算方法写入处理器从而实现自动校准，无需将电路板从系统中取出，校准过程十分方便。

技术领域

本发明涉及精密仪器校准领域，具体涉及一种I/F电路及其校准方法、校准装置。

背景技术

捷联惯性导航系统(以下简称为惯导)是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统，该系统根据陀螺的输出建立导航坐标系，根据加速度计输出解算出运载体在导航坐标系中的速度和位置，目前已广泛应用在航天军事领域，其缺点在于：随时间的推移，惯导系统各单板中的相关硬件参数不可避免会产生漂移，I/F电路的关键参数U₀也会随之改变。若不及时对U₀值进行校准，将会导致惯导的使用精度下降，从而影响相关武器装备的可靠性。

I/F电路为电荷平衡式的积分电路，如图2所示，I/F电路包括积分电路、AD芯片1、采集处理电路和放电电路；其中放电电路分为正向放电电路及负向放电电路，由采集处理电路产生放电电路开关控制信号K1、K2，当开关处于关闭状态时，放电电路的电流将会流向地。

传统校准方法是使用恒流源设备对积分电路输入一个较小的激励电流(0.01mA)，随即积分电容进行充电存储激励电流源电荷，AD芯片1检测积分电容两端的电压变化，并产生AD值传给采集处理电路，当采集到的AD值达所规定的阈值时，采集处理电路将会根据输入电流的方向产生放电电路开关控制信号K1或K2使放电电路的电流流入积分电路(若恒流源设备的输入电流为正电流，则采集处理电路产生反向放电电路开关控制信号K2，使反向放电电路的电流流入积分电路)，由于设计的放电电路所产生的电流远大于恒流源设备的输入电流，保证在一次采样周期内将积分电路的电荷放完。为了有效的观察I/F电路的测量精度，现有公式1、式2为我们提供脉冲运算的理论基础。

其中，式1为I/F电路充电时的脉冲计算公式，式2为I/F电路打开放电电路开关时，进行放电的脉冲计算公式。相邻两次采样值之差(上次采样值-本次采样值)为积分电容两端的AD值，U₀为标准电压，B₀为倍率，a为值为1的常量。当外界输入为一个恒流时，为了使数字脉冲更易观察，需要使脉冲数1等于脉冲数2，采样值为测量值，计算出合适的标准电压U₀即可保证脉冲输出的稳定性。

经过推导验证可得：

可得：

U₀＝Δ-Δ′或U₀＝Δ′-Δ (4)

Δ为充电状态下的相邻两次采样值之差，由恒流源设备加入的激励电流产生；Δ′为放电状态下的相邻两次采样值之差，由放电电路的电流及恒流源设备加入的激励电流共同产生。

这种传统校准方法的缺点在于：U₀值受到恒流源设备本身激励电流精度的影响而产生计算误差，使得计算结果不准确，惯导组件精度下降。

发明内容