微慣性器件離心機標定與動態(tài)測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研制.pdf

1、精密離心機是連續(xù)提供大于1g加速度的一種環(huán)境模擬設備，用于測定慣性器件(加速度計、陀螺等)在大加速度條件下的性能。試驗中能否實時、準確地采集被測器件的輸出，將直接影響器件標定及仿真測試結果的準確性。本文根據(jù)微慣性器件的研制需求，完成了分別應用于靜態(tài)(恒加速度)離心機(用于傳感器標定)和動態(tài)(變加速度)離心機(用于傳感器實際應用環(huán)境的動態(tài)仿真試驗)的兩套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制。
　　 根據(jù)靜態(tài)離心機標定試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計指標，完成

2、系統(tǒng)設計和硬件選型。采用數(shù)字三用表PXI-4071結合開關選通模塊PXI-2530，實現(xiàn)多路信號的采集，精度最高可達7位半；系統(tǒng)綜合測量精度分析表明，綜合測量精度優(yōu)于10-4V量級。
　　 根據(jù)動態(tài)離心機仿真測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計指標，尤其是采樣同步性的要求，采用PXI-6358、PXI-6221數(shù)據(jù)采集卡，配合信號調理模塊，完成多路模擬信號及標準g值信號的采集；采用數(shù)字信號接口卡PXI-6584及可編程FPGA模塊等，實現(xiàn)RS

3、422、RS485等串口的通信協(xié)議轉換，同時對數(shù)字信號寫入時戳，方便在數(shù)據(jù)處理及誤差對比時提供精準時間節(jié)點，保證數(shù)字信號采集的實時同步性要求。系統(tǒng)綜合測量精度的分析表明，綜合測量精度優(yōu)于10-3V量級，采樣時間寬度不大于0.5ms，采樣信號與離心機提供標準信號的同步性誤差小于0.1ms。
　　 根據(jù)兩套系統(tǒng)不同要求，利用LabVIEW平臺完成基于虛擬儀器架構的系統(tǒng)軟件開發(fā)工作。采用模塊化的程序設計方法，設計了通道參數(shù)設置、數(shù)據(jù)采

4、集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存取及回放模塊，實現(xiàn)軟件的復用性、擴展性和開放性，便于用戶維護、調試與升級。在動態(tài)測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，解決數(shù)據(jù)采集卡PXI-6358與PXI-6221共用時鐘源，同步采集的問題；根據(jù)數(shù)據(jù)存儲格式的差異，分別完成基于TDMS和數(shù)據(jù)庫存儲的兩種軟件方案。
　　 以某型微加速度計為測試對象，將新研制的靜態(tài)標定試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與原有的基于KEITHLEY2001數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行性靜態(tài)標定試驗對比，驗證了新研制的系統(tǒng)不僅