数字加速度计多通道测试系统研究

　　加速度计是惯性导航系统中的重要敏感元件,在高精度船用导航系统及陆用定位定向系统中,其性能好坏起着关键性的作用,为此需对加速度计进行严格的测试和筛选[1]。到目前为止,许多加速度计的检测仍然采用人工方法,由多人负责一套测试台,测试数据也由人工读取并记录,这种方法效率低,并且容易出错,在大批量加速度计的检测过程中的弊端日益明显。而把计算机总线通讯技术、模块化设计技术、组态软件技术和抗干扰技术等相结合,开发出一个实用、高效的自动化测试系统,直接对被测参数进行读取和处理,可以大大提高测试效率,减少出现错误的概率,特别适合大批量加速度计生产过程中的检测。

　　1系统测试原理

　　数字加速度计多通道测试系统要求一次老炼几十台加速度计。假设每次老炼80台加速度计。系统测试原理框图如图1所示,上位机控制两台PLC,其中PLC1控制第一组继电器实现对80台加速度计的供电控制, PLC2控制第二组继电器实现对加速度计输出信号的切换,每次切换的加速度计信号通过采集卡采入上位机,上位机对数据进行处理后,按照固定格式生成测试报告[2]。

　　2系统设计过程及方案

　　加速度计老炼实验要求每天老炼10个小时,重复20天,在老炼的过程中要检测加速度计通电后第5秒,第10秒、第1分钟以及第2, 4, 6, 8, 10小时两路输出的波形和频率,对有问题的产品要断电进行返修。

　　加速度计的供电电压为12 V,输出的信号特性是幅值为5V的TTL方波电频,频率在470~880Hz之间,一旦产品的姿态固定,其输出频率和幅值应基本保持不变,一旦有±1 Hz的变化,该产品将视为故障,应进行返修,同时,当第1分钟内检测到幅值超出4. 5~5. 5 V的范围,也将视为产品故障,需返修。同时检测的数据应具有自动存档的功能,以便后查[3, 4]。

　　为达到老炼的要求,同时将软、硬件成本降到最低,拟采用计算机循环控制上电,循环控制采集加速度及输出的方案对80台加速度计进行测试,其实现过程如下。

　　阶梯形上电检测:系统要求测试刚一上电时的频率,观察刚一上电时的波形,并且要检测刚上电到出现信号的延时时间,若此时间大于5秒,则说明它是不合格的,而且加速度计刚上电后1分钟内的参数最重要,必须检测。但是,如果同时给80台加速度计上电检测,必然出现第一台加速度计读数完毕时其他加速度计已经错过了读数的时间,不满足测试的要求。因此,我们必须采用阶梯形上电。自动读取数据:该老炼测试系统要能将测得的频率通过计数器卡读入上位机。

　　自动数据比较:上位机对读入的两路频率的数值能进行处理判断,若两者之间的误差绝对值大于1Hz,则说明此加速度计不合格;只要有一路没有频率信号,则说明此加速度计不合格;若10小时内同一加速度计的频率漂移达到2 Hz,则也说明此加速度计不合格。