故障时，不会造成其他通道的加速度计试验失败或产生错误的测试数据，还可消除或降低因连接导线距离较长在加速度计I w加速度计η的DC供电电源输入端的耦合干扰信号，从而提高加速度计15的输出稳定性；滤波器8为两级RC无源滤波器，滤波器8的输入端通过导线及电气接口连接在单路I/U转换单元7输出端，滤波器8的输出端端通过导线及电气接口连接在高精度数字电压表9的输入端，用来滤除来自单路I/U转换器7输出端的干扰信号、提高信噪比。
[0021]信号采集器3的输入端通过导线及电气接口分别与加速度计15的直流电源信号+Vl - +Vn、温度传感器Tl - Τη、实验室温度传感器Ts、温控箱及固定夹具4中的温度传感器Tw、恒温油槽6的温度传感器Ty相连接，信号采集器3的输出端通过数据线与计算机通讯接口相连接，通过对温控箱、环境温度、供电电压等参数的综合监测及软件补偿法进一步提高了加速度计的测试精度，
[0022]本发明测试系统的试验方法及工作步骤:
[0023]将加速度计15依次安装到温控箱及固定夹具4上一开启AV净化稳压电源12的电源开关一依次开启精密恒流源11、多路AC/DC直流电源13、高精度数字电压表9、恒温油槽6、计算机14的交流开关一延时3小时以上(目的使高精度数字电压表9、精密恒流源11处于稳定状态)—运行计算机14的控制采集程序一计算机14使信号采集器3对加速度计15的直流电源信号+Vl - +Vn、加速度计15的内部温度(传感器Tl - Tn)、实验室温度(传感器Ts)、温控箱及固定夹具4中的温度(传感器Tw)、恒温油槽6的温度(传感器Ty)数据采集一这些数据正常情况下一计算机14使精密恒流源11输出一与加速度计输出量级对应的电流信号同时计算机14使顺序控制器10中继电器ZB的常开开关KB闭合而继电器Zl-1 - Zn-1的常开开关Kl-1 wKn-Ι断开，精密恒流源11的输出电流IB经单路I/U转换器7转换生成一个电压信号UO (其中UO = IB*RL)—计算机14使高精度数字电压表9采集数据存入某文件中一通过数据比较精度在误差范围后一依据加速度计的试验内容计算机14控制自动转台2为加速度计15提供稳定的角度信号一计算机14控制多路AC/DC直流电源处于DC工作状态、经电源滤波器16对电源信号滤波后为各加速度计15提供DC直流电源13 —加速度计15便产生一个电流信号Il -1n，该电流信号值与地球重力加速度成正比，顺序控制器10中的继电器Zl-2 - Zn-2未动作其Kl_2 - Kn-2处于闭合状态，力口速度计15的输出电流信号Il w In便经顺序控制器10的常闭开关Kl-2 - Kn-2连接在多路I/U转换单元5输入端，加速度计15处于正常闭环工作状态；计算机14控制顺序控制器10中继电器Zl-1 - Zn-1动作实现常开开关Kl-1 - Kn-1闭合一延时一计算机14依次控制顺序控制器10中继电器Zl-2 - Zn-2动作使常闭开关Kl_2 - Kn-2依次断开，这时加速度计15的输出电流信号Il μ In便依次经顺序控制器10中继电器Zl-1 - Zn-1常开开关Kl-1 - Kn-1连接在单路I/U转换单元7输入端，电流信号Il…In中的一个信号(如II)经单路I/U转换器7转换生成一个电压信号UO (其中UO = I1*RL或UO = In*RL)，该UO电压信号经滤波器8滤波后连接在高精度数字电压表9的输入端，在计算机14对高精度数字电压表9的分时控制下，依次完成对加速度计15输出信号Ul - Un的采集功能一数据采集完成后通过软件补偿法消除阶段性固有误差一关闭多路AC/DC直流电源13—关闭AV净化稳压电源12。
[0024]本发明的一个实施例中，加速度计15选用刻度系数K= 1.5mA/g、灵敏度为16g的加速度计，自动转台2选用精度为0.5"自动转台，精密恒流源选用精度为I μ A的R6161，电压表选用精度为八位半的3458Α(或。。。)，单路I/U转换器7中的RL采用温度系数±lppm/°C、精度±0.005%、阻值RL = 580 Ω的精密RE硅涂敷电阻器，电容CL选用独石电容器CL = 104，多路I/U转换器5中Rl μ Rn选用普通金属膜电阻，Rl = Rn = 580 Ω，Cl - Cn选用独石电容Cl = Cn = 104，多路AC/DC直流电源13为线性电源，每组电压+Vl=15V.-V1 = -15V,电源滤波器 16 中的 RVll = RVnl = 51 Ω、RV12 = RVn2 = 51 Ω XVll=CVnl = 1yF, CV12 ^ CVn2 =1yF,滤波器 8 中的 RSl = RS2 = 20K Ω，CSl 和 CS2 为无极性独石电容器、CSl = CS2 = 5 μ F，恒温油槽6的恒温温度40°C、恒温精度0.05°C、油为硅油，试验结果表明本超高精度加速度计批量性能测试系统及方法可满足精度16g超高精度加速度计的测试需求。
【主权项】
1.一种超高精度加速度计批量性能测试系统，包括隔离地基[I]、自动转台[2]、信号采集器[3]、温控箱及固定夹具[4]、多路I/U转换器[5]、恒温油槽[6]、单路I/U转换器[7]、滤波器[8]、高精度数字电压表[9]、顺序控制器[10]、精密恒流源[11]、AV净化稳压电源[12]、多路AC/DC直流电源[13]、计算机[14]、加速度计产品[15]，电源滤波器[16]，其特征在于: (1)加速度计[15]输出端一路经顺序控制器[10]中的继电器[Zl-2- Zn-2]常闭开关[Kl-2 - Kn-2]连接在多路I/U转换单元[5]输入端，加速度计[15]输出端另一路经顺序控制器[10]中继电器[Ζ1-1 - Zn-1]常开开关[Κ1-1 - Kn-1]连接在单路I/U转换单兀[7]输入端，在继电器[Ζ1-1 Zn-1]常开开关[Κ1-1 Kn-1]中之一闭合而继电器[Zl-2 - Zn-2]对应的常闭开关断开的情况下，电流信号[I1-1n]中的一个信号经单路I/U转换器[7]转换生成一个电压信号UO并连接到滤波器[8]的输入端，滤波器[8]的输出端连接在高精度数字电压表[9]的输入端，在计算机[14]对高精度数字电压表[9]的分时控制下，完成对加速度计[15]输出信号[Ul - Un]的采集功能，单路I/U转换器[7]中的精密电阻[RL]和滤波电容器[CL]浸没在恒温油槽[6]的绝缘油中，恒温油槽[6]的恒温精度优于0.05 0C ； (2)加速度计[15]采用多路线性直流稳压程控AC/DC直流电源[13]，每组DC直流电源(+V/-V)相互独立，在加速度计[15]温控箱及固定夹具[4]上安装有电源滤波器[16]，AC/DC直流电源[13]各组DC直流电源输出端(+V/-V)通过导线及电气接口连接到电源滤波器[16]的输入端，电源滤波器[16]采用RC无源滤波方式其输出端通过导线及电气接口连接到加速度计[15]的电源输入端； (3)精密恒流源[11]的电流输出端与控制继电器[ZB]的常开开关[KB]连接在单路I/U转换单元[7]输入端，在继电器[ZB]常开开关[KB]闭合而继电器[Z1-1 - Zn-1]的常开开关[K1-1 - Kn-1]断开的情况下，精密恒流源[11]的输出电流[IB]经单路I/U转换器[7]转换生成一个电压信号[U0]并连接到滤波器[8]的输入端，滤波器[8]的输出端连接在高精度数字电压表[9]的输入端，在计算机[14]对高精度数字电压表[9]的分时控制下，实现对该[UI]电压信号的采集和存储； (4)滤波器[8]为两级RC无源滤波器，滤波器[8]的输入端通过导线及电气接口连接在单路I/U转换单元[7]输出端，滤波器[8]的输出端通过导线及电气接口连接在高精度数字电压表[9]的输入端。
【专利摘要】本发明属于测试技术领域，涉及一种超高精度加速度计批量性能测试系统，包括隔离地基1、自动转台2、信号采集器3、温控箱及固定夹具4、多路I/U转换器5、恒温油槽6、单路I/U转换器7、滤波器8、高精度数字电压表9、顺序控制器10、精密恒流源11、AV净化稳压电源12、多路AC/DC直流电源13、计算机14、加速度计产品15。
【IPC分类】G01P21/00
【公开号】CN105652038
【申请号】
【发明人】肖卫民, 王淞立
【申请人】中国航空工业第六一八研究所
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年11月14日