【摘要】本文为实现对某设备中光纤陀螺的维修测试，设计了基于ARM9、具备快速检测该型光纤陀螺的功能的装置，并可通过速率转台等辅助设备对其进行性能测试的功能。
【关键词】光纤陀螺;测试;ARM9
引言
光纤陀螺是一种基于萨格纳克（Sagnac）效应的传感器件。与机电陀螺相比具有精度高、动态范围宽、性能稳定、寿命长、价格少等优点，因此被广泛应用于现代航空、航海、航天和国防工业中。随着光纤陀螺应用越来越多，在设备维护过程中迫切需要具有快速检测陀螺功能及性能的便携式检测设备。本文针对某型设备中的光纤陀螺，采用基于ARM9的Samsung S3C2440设计了一种具有快速检测该型光纤陀螺的功能的便携测试装置，通过速率转台、隔振平台等辅助设备可进行光纤陀螺性能指标的测试。
1.测试对象及功能定义
测试的对象是俄罗斯Fizoptika公司生产的高性能、微型化的光纤陀螺VG910，该陀螺具有比例因子大的特点，常常用于天线伺服控制系统中。VG910是模拟输出的陀螺仪，其对外接口定义如表1所示。
表1 VG910接口定义
序号 定义 描述
1 +5V 供电电压，+5V偏差0.25V内
2 +12V 输入电源，范围+9V～+16V，10mA
3 OUTPUT 输出电压（55mV/deg/sec）
4 -12V 输入电源，范围-9V～-16V，10mA
5 AGND 信号地
6 GND 地
7 KEY /
8 GND 地
9 NO 保留
10 NO 保留
对光纤陀螺测试的功能定义只为在设备维修过程中快速检测陀螺是否故障，为增加该测试装置的应用范围，同时定义了对标度因素、零偏等性能指标的测试。即提供与速率转台的接口，根据光纤陀螺测试规范设计一套自动测试的程序。对光纤陀螺测试的功能定义如下：
（1）有无数据输出，该项可判断陀螺是否工作。
（2）数据是否有效，看数据输出是否在正常范围内。
（3）数据输出量，通过实际输出量与标准量对比看陀螺正常工作与否。
（4）性能指标测试，配合速率转台对性能指标进行测试。
图1 测试装置设计原理框图
2.硬件设计
硬件設计上采用基于ARM9的的Samsung S3C2440作为主处理器，AD采样模块采用研华的USB-4716，内存采用2片32M SDRAM芯片HY57V561620FTP;FLASH存储系统采用128M Nand Flash设计，采用芯片为K9F1G08，USB接口模块采用FTDI公司的FT245BM设计，串口模块采用串口芯片ST16C554和接口芯片MAX232设计。同时提供1路标准串口与速率转台连接获取速率转台的数据和对速率转台进行控制。其原理结构如图1所示。
对光纤陀螺进行测试时，测试装置对VG910进行供电， USB4716模块对VG910的输出电压进行采样后通过USB接口输送至主处理器处理。主处理器通过UART接口将控制数据写入速率转台，使速率转台按测试要求进行控制，同时也可通过UART获取速率转台的运动参数。
图2 光纤陀螺测试装置软件原理框图
3.软件设计
光纤陀螺测试装置软件基于Wince开发，软件主要分为三个部分。一是驱动部分，包括Uart模块、USB模块、AD模块和GPIO的驱动，这部分软件实现对光纤陀螺输出数据的采集以及与速率转台的通信控制;二是测试程序集（TPS），测试程序集根据定义的测试功能进行软件编制，其中性能测试还包括对速率转台的控制，测试程序集可根据应用层的需要进行调用;三是用户交互程序部分，该部分提供光纤陀螺测试用户接口以及数据输出、结果显示等功能。测试的结果保存在数据库中，可形成测试报告进行存档输出。软件的原理框图如图2所示。
4.结束语
设计的光纤陀螺测试装置，对设备上的光纤陀螺VG910进行了测试试验，试验分别选取了故障和正常的陀螺各一个。对故障陀螺，测试装置准确测出数据输出量超出范围，判断故障;对正常的陀螺连接一台双轴速率转台进行了标度因素、零偏等性能进行了测试，均在正常范围内。该光纤陀螺测试装置的设计，可有效应用于设备维修过程的快速检测及设备修复后的功能、性能验证，在工程应用上具有实际意义。
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作者简介：王安伟，男，工程师，研究方向：通信工程。