一種微慣性測量單元的測試系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微慣性測量單元的測試系統，屬于微慣性測量單元測試標定技術領域。
【背景技術】
[0002]MEMS慣性測量單元具有傳統慣性器件不具備的優點，MEMS MU應用在空空導彈上需進行一系列的測試和試驗，對性能指標進行相應的驗證，國內尚沒有統一的行業標準，美國、日本和俄羅斯等國均已在這方面展開器件和應用研宄，并取得了一定成績。基于LabView軟件平臺的測試技術在測試設備已經得到應用，但應用于微慣性器件測試還未見使用。國內有關單位都是把測試和數據處理分開，即先進行數據采集記錄，然后將數據導出進行手工處理，或者導入Matlab進行計算，其效率較低。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種微慣性測量單元的測試系統，以解決目前微慣性測量單元的數據采集和處理過程分開所導致的處理效率低的問題。
[0004]本發明為解決上述技術問題而提供一種微慣性測量單元的測試系統，該測試系統包括用于放置微慣性測量單元的三軸轉臺、轉臺控制設備、測試接口和工控機，所述轉臺控制設備通過轉臺控制接口控制連接三軸轉臺，用于控制三軸轉臺按照測試要求進行轉動，所述工控機的輸入端通過測試接口與三軸轉臺上安裝的微慣性測量單元連接，所述工控機設置有基于LabView的MEMS器件性能測試單元用于對微慣性測量單元的性能參數進行測試和標定。
[0005]所述的MEMS器件性能測試單元包括零偏穩定性測試模塊、加速度標定因數測試模塊、陀螺標度因數測試模塊和加速度計非線性測試模塊，所述零偏穩定性測試模塊用于根據零偏穩定性的測試算法計算微慣性測量單元的零偏穩定性，所述加速度標定因數測試模塊用于實現對微慣性測量單元中加速度計標定因數的測試，所述陀螺標度因數測試模塊用于實現對微慣性測量單元中陀螺標定因數和非線性的測試，所述加速度計非線性測試模塊用于實現對微慣性測量單元中加速度計非線性的測試。
[0006]所述零偏穩定性測試模塊在進行零偏穩定性測試時，微慣性測量單元需在三軸轉臺上通電靜止設定的一段時間。
[0007]所述加速度標定因數測試模塊在進行測試時，需采集微慣性測量單元處于所需多個位置時的數據。
[0008]所述陀螺標度因數測試模塊在進行測試時，使微慣性測量單元的被測軸豎直朝天放置，控制三軸轉臺以不同角速度圍繞被測軸轉動，對每一個角速度對應的數據段求平均值，相對于實際的角速度用最小二乘法做直線擬合，擬合直線的斜率即是所求陀螺的標度因數。
[0009]所述加速度計非線性測試模塊的測試過程如下:
[0010]a.找到微慣性測量單元待測軸的微加速度計的機械零位；
[0011]b.將三軸轉臺轉到微加速度計的零度位置；
[0012]c.使微加速度計順時針方向旋轉順次得到設定等間隔角度位置處的測試數據；
[0013]d.將各個角度位置上的測試數據進行計算得到加速度計的非線性。
[0014]所述的MEMS器件性能測試單元還包括計算顯示模塊，該計算顯示模塊的輸入端分別與零偏穩定性測試模塊、加速度標定因數測試模塊、陀螺標度因數測試模塊和加速度計非線性測試模塊連接，用于計算和顯示各模塊的測試參數。
[0015]所述的三軸轉臺為帶高低溫箱的三軸轉臺。
[0016]本發明的有益效果是:本發明將待測的微慣性測量單元安裝在三軸轉臺上，通過轉臺控制設備控制轉臺按照測試要求進行轉動，工控機的輸入端通過測試接口與三軸轉臺上安裝的微慣性測量單元連接，工控機以LabView微軟件平臺，用于對微慣性測量單元的性能參數進行測試和標定，所采用的基于LabView平臺直接將采集得到的數據存儲在文件夾中，從LabView軟件平臺直接讀出進行計算和處理，運算效率高，LabView軟件平臺可實現模塊化，方便快捷，移植性高。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明微慣性測量單元的測試系統的硬件原理圖；
[0018]圖2是工控機內基于LabView的MEMS器件性能測試單元的原理框圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的說明。
[0020]如圖1所示，本發明的微慣性測量單元的測試系統包括用于放置待測微慣性測量單元的三軸轉臺、轉臺控制設備、測試接口和工控機，轉臺控制設備通過轉臺控制接口控制連接三軸轉臺，用于控制三軸轉臺按照測試要求進行轉動，工控機的輸入端通過測試接口與轉臺上安裝的微慣性測量單元連接，工控機以LabView微軟件平臺，用于對微慣性測量單元的性能參數進行測試和標定。
[0021]其中工控機采用帶有PLC745S串口卡的工控機，轉臺采用帶高低溫箱的三軸轉臺，微慣性測量單元MEMS MU通過工裝夾具安裝在三軸轉臺上，±15V和5V電源通過電源線分別連接至工控機和MEMS MU，用于為工控機和MEMS MU提供工作電源，MEMS MU的信號輸出端通過轉換電纜連接至測試接口，經測試接口進入工控機。測試時，MEMS IMU所輸出的422數字數據經轉換電纜、測試接口，進入帶串口卡PCL745S的工控機，工控機基于LabView的MEMS器件性能測試單元根據MEMS IMU的數據協議對采集到的數據進行解算并通過一定的算法實現對MEMS IMU中微加速度計和微陀螺的零偏、零偏穩定性、標度因數、非線性、非正交性以及微陀螺的隨機游走等性能參數的測試和標定。
[0022]工控機內基于LabView的MEMS器件性能測試單元如圖2所示，包括零偏穩定性測試模塊、加速度標定因數測試模塊、陀螺標度因數測試模塊和加速度計非線性測試模塊，為了能實時顯示測試結果，該性能測試單元還包括計算顯示模塊，該計算顯示模塊的輸入端分別與零偏穩定性測試模塊、加速度標定因數測試模塊、陀螺標度因數測試模塊和加速度計非線性測試模塊連接。各測試模塊通過主界面模塊配置測試系統的參數，設置數