[发明专利]一种基于FPGA的石英加速度计I/F转换电路温控系统

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的石英加速度计I/F转换电路温控系统，包括：石英加速度计I/F模块、温度采集模块、温度传感器组合、第一光耦隔离模块、第二光耦隔离模块、A/D转换模块、FPGA控制模块、加热电阻和温控功率级模块。本发明保证了高精度石英加速度计I/F转换电路脉冲输出精度。

技术领域

本发明属于惯性导航技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的石英加速度计I/F转换电路温控系统。

背景技术

石英加速度计是惯性平台的重要仪表，用于测量载体的视加速度。石英加速度计I/F转换电路将石英加速度计输出的电流信号转换为脉冲信号，其脉冲输出精度直接影响惯性平台系统的初始对准和飞行导航的精度。影响石英加速度计I/F转换电路输出精度最主要外部因素为温度变化，为提高脉冲输出精度，采用温控方式将石英加速度计I/F转换电路温度保持恒温。传统石英加速度计I/F转换电路温控方式一般采用“MF11热敏传感器+模拟PID运算电路”，MF11热敏传感器是基于贵金属铂材料随绝对温度的变化而变化的基本特性制作的，其阻值与温度成线性关系，使用时需配套电阻搭建电桥测量电路；PID控制采用模拟电路设计，PID参数及温控点参数通过电阻设置，在工厂生产过程中，调试电阻调试步骤复杂繁琐，操作不灵活；且温控精度仅为1℃左右，影响输出电路精度。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于FPGA的石英加速度计I/F转换电路温控系统，保证了高精度石英加速度计I/F转换电路脉冲输出精度。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种基于FPGA的石英加速度计I/F转换电路温控系统，包括：石英加速度计I/F模块、温度采集模块、温度传感器组合、第一光耦隔离模块、第二光耦隔离模块、A/D转换模块、FPGA控制模块、加热电阻和温控功率级模块；其中，所述石英加速度计I/F模块接收石英加速度计电流，将石英加速度计电流转换为模拟脉冲信号，经第一光耦隔离模块后发送给所述FPGA控制模块；所述温度采集模块采集温度传感器组合的电流输出信号，并对电流输出信号进行运算放大处理后得到测温电压信号，并将测温电压信号传输给所述A/D转换模块；所述A/D转换模块将测温电压信号通过模拟/数字转换为测温电压数字信号，并将测温电压数字信号传输给所述FPGA控制模块；所述FPGA控制模块根据测温电压数字信号，经过温度控制算法，产生调宽波加温信号，并将调宽波加温信号通过第二光耦隔离模块后发送给所述温控功率级模块；所述温控功率级模块根据隔离后调宽波加温信号控制加热电阻加温，从而实现温控回路闭环控制；所述FPGA控制模块根据所述模拟脉冲信号得到脉冲计数；所述FPGA控制模块通过数字并行总线接收平台主控电路板输出控制指令，所述FPGA控制模块根据控制指令将脉冲计数上传给平台主控电路板。

上述基于FPGA的石英加速度计I/F转换电路温控系统中，所述温度传感器组合包括温度传感器A和温度传感器B；其中，所述温度采集模块采集温度传感器A的第一电流输出信号，并对第一电流输出信号进行运算放大处理后得到第一测温电压信号，并将第一测温电压信号传输给所述A/D转换模块；所述A/D转换模块将第一测温电压信号通过模拟/数字转换为第一测温电压数字信号，并将第一测温电压数字信号传输给所述FPGA控制模块；所述温度采集模块采集温度传感器B的第二电流输出信号，并对第二电流输出信号进行运算放大处理后得到第二测温电压信号，并将第二测温电压信号传输给所述A/D转换模块；所述A/D转换模块将第二测温电压信号通过模拟/数字转换为第二测温电压数字信号，并将第二测温电压数字信号传输给所述FPGA控制模块；所述FPGA控制模块根据第一测温电压数字信号和第二测温电压数字信号，经过温度控制算法，产生调宽波加温信号，并将调宽波加温信号通过第二光耦隔离模块后发送给所述温控功率级模块；所述温控功率级模块根据隔离后调宽波加温信号控制加热电阻加温，从而实现温控回路闭环控制。