加速度计自动测试系统的设计与实现

　　 引 言

　　加速度计是惯导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，对高精度导航加速度的性能提出了更高的要求，为此需要对加速度计进行严格的测试和筛选。由于生产任务日益增加，因此对加速度计测试系统的性能提出了更高的要求，同时应尽可能地加大自动测试功能，减少测试人员的劳动强度。第一代测试设备主要由手动多齿分度头、加速度计控制回路、可逆计数器及打印机组成，所有的测试数据需要手录并用计数器计算出结果。这种方式效率最低，劳动强度大，易出错误。第二代测试设备设计了数据采集接口线路，通过计算机总线传递信息，由测试人员通过计算机进行逐点运算。但仍需人工操纵转台进行多点翻转，在每一个测试节点人工干预程序运行，监视测试结果，这样重复几个小时才能完成一块加速度计表的测试。在加速度计表需求多时，需用多人长达数月昼夜加班测试，工作效率需亟待提高。

　　为改善这种情况，我们引进了程控自动转台，设计了通用的设备通讯接口和数据采集模块，用VC++6.0 编制了运行于 Windows 操作系统下的加速度计自动测试程序，由程序自动控制转台转动与加速度计输出信号的采集及处理。这种方式最大限度地将人从机械性重复工作中解脱出来，实现了加速度计表的自动测试。经过实际运行，该系统性能良好，测试结果正确。

　　2 自动测试系统方案设计

　　2.1 加速度计的测试机理

　　理想的加速度计,应该仅仅敏感沿其输入轴方向的加速度, 且输出与输入之间呈线性关系。然而,实际它的输出中不仅主要的反映输入轴方向的加速度,而且也反映沿其它两个轴方向的加速度及其耦合的影响,同时还要受到构成力平衡回路中各个元、部件性能和回路参数的影响。因此,加速度计在重力场的测试中，它的静态数学模型方程通常表示为：

　　利用转台在 1g 重力场中的翻滚试验可以确定加速度计模型方程中各系数的大小及其重复性精度和稳定性精度。通常我们只对其中的 K0、K1、K2等参数的大小、重复性精度、稳定性精度进行较详细的测试。通过分度头转动不同的角度，来给加速度计提供 1g 以内不同的输入。

　　利用 12 点试验来标定方程系数的数值。将表头安装在分度头上，输入轴对准零位，顺时针转动分度头，使其停留在 30°等角分量位置上，在每一停留位置记录 4 个输出数据并对其求平均，然后逆时针做相同的转动。这样顺时针和逆时针做三个循环，对记录下的数据进行处理，按模型方程的定义求取模型方程系数的大小。