基于GP-IB总线的加速度计测试系统设计

　　加速度计是惯性导航系统中的重要敏感元件，在高精度定位定向系统中，其性能的好坏起着关键作用，为此需对加速度计进行严格的测试[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、容易出错，在大批量加速度计的检测过程中，其弊端日益明显。随着自动测试技术、计算机技术日益普及，GPIB( IEEE488) 接口和总线技术日趋成熟，GPIB 技术逐渐显示出用于针对加速度计测试的适应性，这种传感器具有测试数据采集、数据流量适中、实时性要求较高、具有可扩展性与易用性的特点，测试人员可以方便地通过高级语言编程开发出实用的加速度计自动测试系统。因此，为有效提高测试效率和自动化水平，设计实现了基于 GP - IB 的测试数据采集处理系统，为加速度计的稳定性分析、精度分析和性能评估及预测提供了理论基础。

　　1 数据采集系统的组成及工作原理

　　数据采集是将加速度计的输出经过适当转换后，经信号调理、采样、量化等步骤送到主控计算机进行数据处理的过程。由于对加速度计的精度要求越来越高，相应地，对其数据采集系统的设计也提出了很高的要求，其诸多性能参数的测试也必须在稳定的环境中经过严密地检测过程来完成。

　　1. 1 数据采集方案

　　对于石英挠性加速度计，它是典型的模拟反馈加速度计，通常以电流或电压的方式输出，其标定测试主要是测量反馈回路的电流信号，但反馈电流信号比较弱，精确采集比较困难。一般高精度的惯导系统对加速度计的精度要求要达到 10- 5g，这样就需要转换器的精度要达到 10- 6g。目前对于模拟反馈加矩方式的加速度计，若采用常规的 A/D 转换技术采集，A/D板的转换位数需达到 24 位( 分辨率 1/224) 。但当转换速度很快时，在低端精度会有所损失，达不到 24 位的标准，这使其在转换过程中的速度、量程以及精度不能同时兼顾　　[2]。

　　目前，对加速度计的测试通常采用基于 PC104 总线的测试系统[3]，或者基于 PXI 总线技术的测试系统[4]。前者的优点在于，能同时进行多通道测量，测量速度快，容易实现加速度计的动态误差系数标定; 后者优点在于通用性强，模块化程度高，软件编程兼容性好。但是两者都存在一定的缺点: 基于 PC104 总线的测试方案需要采用高精度的模数转换板，并且要增加相关的信号调理电路; 而基于 PXI 总线技术的测试方案成本较高。目前，随着总线技术的日趋成熟，由于接口编程方便、开发使用灵活，GPIB 通用接口总线成为了目前应用较为广泛的测试总线。基于上述原因，为有效提高测试效率和自动化水平，设计采用基于GPIB总线的加速度计自动化测试系统。