[实用新型]陀螺模拟器

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及一种陀螺模拟器，具体涉及一种用于再平衡电路的老化、振动等试验过程中的液浮速率积分陀螺模拟器。

背景技术

在陀螺仪再平衡电路的老化、振动等应力筛选试验中，为了保证再平衡电路工作在零位附近，需要借助于实物陀螺，并通过陀螺与再平衡电路的闭合来实现。因此，在闭合过程中需要大量实物陀螺，并需给陀螺提供相关的电源、信号等，从而导致试验设备组成部件多、连接复杂、试验安全性差、陀螺易损坏、价格昂贵等质量隐患，并导致了生产效率低的显著问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种陀螺模拟器代替真实的液浮陀螺，实现与再平衡电路的闭合，并将该模拟器扩展到老化设备和测试设备中进行使用，在满足实验要求的同时减少实物陀螺的使用，减少损耗。

本实用新型是这样实现的：一种陀螺模拟器，陀螺模拟器的输入信号为再平衡电路的力矩器低端采样电阻上电压信号和激磁电源信号，输出信号为再平衡电路的解调器输入信号；

其中，由4个运算放大器、1个乘法器及电阻、电容组成；具体包括：连接在陀螺力矩器输出端的高端和低端之间的模拟陀螺力矩器负载线圈的电阻R、输入端与力矩器输出端的低端连接的积分环节、输入端与积分环节输出端连接的惯性环节、一个输入端与惯性环节的输出端连接的乘法器，乘法器的另一个输入端连接经过比例放大环节处理过后的激磁电源，乘法器的输出经过反向电压跟随器后输出至再平衡电路；

所述的积分环节包括：电阻R202、电容C201、电阻R205、运算放大器N3A，电阻R205连接在运算放大器N3A正向输入端与电源地之间，电容C201连接在运算放大器N3A负向输入端与运算放大器N3A输出端之间，电阻R202一端连接运算放大器N3A负向输入端，一端连接力矩器输出端的低端；传递函数为：-1/(R202*C201*s)；

所述的惯性环节包括：电阻R203、电阻R204、电容C202、电阻R206、运算放大器N3B，电阻R206连接在运算放大器正向输入端与电源地之间，电容C202与电阻R204并联，此并联电路连接在运算放大器N3B负向输入端与运算放大器N3B输出端之间；电阻R203一端连接运算放大器N3B负向输入端，一端连接积分环节的输出端；传递函数为：-(R204/R203)/(R204*C202*s+1)；

所述的比例放大环节包括：电阻R207、电阻R208、电阻R209、运算放大器N3D，电阻R209连接在运算放大器正向输入端与电源地之间，电阻R208连接在运算放大器N3B负向输入端与运算放大器N3B输出端之间；电阻R207一端连接运算放大器N3B负向输入端，一端连接激磁电源；其放大倍数为：-Ku＝-R208/R207；

并且R204*C202＝Jx/Kc；R202*R203*C201＝R204*Rc*Kc/(K_T*Kp)；

式中：Jx是浮子绕输出轴转动惯量；

Kc是陀螺阻尼系数；

Kp是传感器标度系数；

K_T是力矩器标度系数；

Rc是再平衡电路板上的采样电阻；

具体值与陀螺相关，为事先给定的具体值；

在实际取值时，允许：R204*C202＝Jx/Kc±10％；

R202*R203*C201＝R204*Rc*Kc/(K_T*Kp)±10％；

电阻值在1M以下的范围内取值；

Ku值通过将模拟器与真实陀螺进行比较，取经验值而得到。

如上所述的一种陀螺模拟器，其中，所述的4个运算放大器由1个F147芯片提供、乘法器为AD532。

本实用新型的优点是：再平衡电路板的负载即陀螺模拟器，以及力矩器高低端的电阻。当再平衡电路在实际使用所带的负载为陀螺，在静态工作时，由于电路工作在零位附近，采样电阻、陀螺力矩器上电流几乎为零。

而再平衡电路在此老化设备中老化时，再平衡电路板送给采样电阻的电流和送给负载电阻电流均在零附近，再平衡电路板上各元器件上电压、电流信号的大小、强弱均与在实际静态使用时相似。

因此能有效的对再平衡电路进行通电老化或振动等试验。

采用本发明的陀螺模拟器技术，在实际生产应用中，制成了一个能老化10块再平衡电路的老化台、一个通用于两个型号最多能老化24块电路的再平衡电路通用老化台、一个用于电路工艺振动的再平衡电路通用老化振动筛选台。