[发明专利]一种石英挠性加速度计网络化自主测试系统

说明书

技术领域

本发明属于惯性导航系统领域，具体地是一种石英挠性加速度计网络化自主测试系统。

背景技术

石英挠性加速度计是惯性导航系统的关键部件之一，其性能直接影响导航系统的精度与可靠性。石英挠性加速度计在静态贮存的环境下，其性能会发生退化，因此，监测加速度计输出特性，建模并分析加速度计性能具有重要意义。在实际生产过程中对加速度计的测试大多采用手动测试，这种测试方法误差大、效率低，且人力成本大。

一种基于PCI数据采集卡，设计了加速度计自动测试系统，能够实时测量加速计等输出电压，设计了集成加速度计姿态控制、数据采集与处理于一体的系统，可同时对多只加速度计进行标定；一种基于GPIB总线的一种加速度计性能分析平台，集成了数据采集、处理及性能参数模型建立与误差预测估计。上述系统极大程度地提高了加速度计测试的可靠性与效率，同时提供了一种加速度计输出采集、数据处理、误差分析与性能预测集成系统的可行方案。但是大多布线比较复杂，系统组建难度比较大。

发明内容

本发明就是针对石英挠性加速度计在生产和贮存过程中性能测试的需求，以提高加速度计测试效率和精度为目的，弥补现有技术的不足，提供一种石英挠性加速度计网络化自主测试系统；本发明具有采样误差低至0.049mV，可同时对40只加速度计进行长时间自主数据采集，并完成简单数据分析；系统可用于加速度计性能分析与建模研究中。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种石英挠性加速度计网络化自主测试系统，本发明采用基于ZigBee技术的分簇树形拓扑网络和自主测试上位机控制终端，其中包括加速度计无线采集节点、智能无线控制终端、无线网关；其结构要点是：所述加速度计无线采集节点包括采样电阻器、A/D转换单元、射频单元、电源转换单元，所述智能无线控制终端包括射频单元、电源转换单元、电源控制单元；所述电源控制单元包括开关单元和隔离电源模块。

作为本发明的一种优选方案，所述射频单元采用以CC2530芯片为核心。

作为本发明的另一种优选方案，所述A/D转换单元采用A/D转换器AD7734，实现加速度计输出信号A/D转换。

进一步地，所述采样电阻器采用40Ω的高精密度采样电阻器。

作为本发明的另一种优选方案，所述开关单元采用ADG5212，所述隔离电源模块采用SWH05-28D15A。

进一步地，所述SWH05A—28D15A为单路±15V隔离电源DDC模块，采用28V工作电压，5V电平信号即可驱动其使能端INH，为被测的加速度计提供相互独立的电源输入。

另外，本发明所述智能无线控制终端的射频单元CC2530作为ZigBee路由节点。

本发明的有益效果是。

本发明针对在石英挠性加速度计性能检验与监测、退化机理等研究中，对加速度计输出信号快速准确采集的需求，设计一种高精度自主测试系统。提出了基于ZigBee无线自组网的网络化测控方案，设计了适用于测控环境相对分散的分簇拓扑网络结构，以CC2530为核心设计了加速度计无线采集节点与智能无线控制终端，基于AD7734设计了加速度计高精度A/D转换电路。基于Z-Stack协议栈实现无线网络节点组网控制、数据传输程序设计，基于C#实现上位机终端控制台设计，针对大规模节点数据设计了一种高速数据帧结构，并采用了握手传输机制。

本发明针对石英挠性加速度计在生产和贮存过程中性能测试的需求，以提高加速度计测试效率和精度为目的，采用网络通信技术设计一种加速度计批量网络化自主测试系统；系统不需复杂的布线，降低测试系统组建的复杂度，已应用到某型石英挠性加速度计性能研究中。经实际应用证明:系统采样误差低至0.049mV，可同时对40只加速度计进行长时间自主数据采集，并完成简单数据分析。系统可用于加速度计性能分析与建模研究中。

附图说明

图1是本发明一种石英挠性加速度计网络化自主测试系统的加速度计无线采集节点结构框图。

图2是本发明一种石英挠性加速度计网络化自主测试系统的智能无线控制终端结构框图。

图3是本发明一种石英挠性加速度计网络化自主测试系统的软件功能程序结构图。

具体实施方式