一种MEMS陀螺仪测试装置、系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种MEMS陀螺仪测试装置、系统和方法，装置包括高低温箱（4），所述的高低温箱（4）内部设置有转台台面（3）、驱动电机、温度控制系统、滑环和单/多芯片测试板（1），高低温箱（4）的外部设置有转台控制系统；高低温箱（4）内部还设置有数据采集板（2），数据采集板（2）安装在转台台面（3）上；所述的数据采集板（2）接收来自单/多芯片测试板（1）的模拟输出信号，进行模数转换后将转换后的数字信号通过滑环输出至高低温箱（4）外部。本发明专利技术在高低温箱内部设置数据采集板，通过先将被测的单/多芯片的输出信号转换成数字信号，然后再将转换后的数字信号通过滑环传输到上位机，获得误差小、精度高、真实可靠的测量结果。

MEMS gyroscope testing device, system and method

The invention discloses a MEMS gyroscope testing device, system and method, device including low temperature box (4), the high and low temperature test box (4) is arranged inside the mesa (3), a drive motor, a temperature control system, slip ring and single / multi chip test board (1), high and low temperature box (4) are arranged outside the turntable control system; low temperature box (4) is internally provided with a data acquisition board (2), a data acquisition board (2) mounted on the turntable table (3); the data acquisition board (2) received from a single / multi chip test board (1). The analog output signal for analog-to-digital conversion after the digital signal converted by the output high and low temperature box ring (4) external. The invention is provided with data acquisition board in the GDW, converted into digital signals through the output signal will be measured by single / multi chip, and then converted the digital signal through the ring transmitted to the host computer to obtain small error and high precision, reliable measurement results.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种MEMS陀螺仪测试装置、系统和方法。
技术介绍
科氏力即科里奥利力（Coriolisforce），是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。旋转中的陀螺仪会对各种形式的直线运动产生反映，通过记录陀螺仪部件受到的科里奥利力可以进行运动的测量与控制。MEMS陀螺仪在对体积小、重量轻、低功耗、可靠性高、安装容易、维护成本低、抗振动、抗冲击的组合导航、虚拟现实、手机、无人机、机器人等领域大量使用。然而，光纤陀螺、激光陀螺等传统陀螺仪由于体积大、重量重、功耗高、安装复杂、维护成本高等缺点，正受到来自MEMS陀螺仪的市场冲击。生产厂家重视MEMS陀螺仪的出厂质量，在出厂前对MEMS陀螺仪进行大量测试，保证出厂产品的质量。申请号为CN201020181149.1的技术专利公开了一种双轴转台的MEMS陀螺测试系统，将带高低温箱的双轴转台和MEMS陀螺传感器测试单元结合起来，组成一种全自动的MEMS陀螺综合测试系统，温箱为MEMS陀螺测试提供温度环境条件，温度控制范围为-55℃～+120℃，保证测试项目更全，以便在各个温度下对MEMS陀螺进行从标定，以增加其标定的准确性，从而解决了MEMS陀螺测试要求的高速率、测试温控要求等问题，提高了测试效率。然而该专利技术专利具有以下缺点：（1）该测试系统的测试方法是将高低温箱内的被测模拟信号通过转台的滑环输出到外部的数据采集设备进行模数转换，这种方法会在被测信号里引入大的干扰信号，降低了有用信号的信噪比，导致测试结果误差大、精度低，不能得到真实的测量结果；（2）该测试系统的安装MEMS陀螺的方式为在工作台面上沿轴线对称安装MEMS陀螺，当工作台面出现故障导致无法正确获取数据时，不方便更换；（3）该测试系统无法实现远距离的数据传输，同时无法根据上位机的型号更换适应的线路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种MEMS陀螺仪测试装置、系统和方法，解决现有技术将高低温箱内的被测模拟信号通过转台的滑环输出到外部的数据采集设备进行模数转换，会在被测信号里引入大的干扰信号，降低了有用信号的信噪比，导致测试结果误差大、精度低，不能得到真实的测量结果的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种MEMS陀螺仪测试装置，所述的高低温箱内部设置有转台台面、温度控制系统、滑环和单/多芯片测试板，所述的高低温箱的外部设置有驱动电机和转台控制系统，所述的转台控制系统通过驱动电机控制转台台面的转动方向和速率，所述的单/多芯片测试板安装在转台台面上，所述的单/多芯片测试板上设置有芯片夹具，所述的温度控制系统控制高低温箱内部的温度；所述的高低温箱内部还设置有数据采集板，数据采集板安装在转台台面上；所述的数据采集板接收来自单/多芯片测试板的模拟输出信号，进行模数转换后将转换后的数字信号通过滑环输出至高低温箱外部。所述的单/多芯片测试板包括芯片夹具、测试电路和第一信号接口，待测芯片安装于芯片夹具上，待测芯片的输出信号经过测试电路到达第一信号接口；所述的数据采集板包括第二信号接口、模数转换电路和第一数据传输接口，所述的第二信号接口与第一信号接口通过电缆连接，模数转换电路将接收到的模拟信号转换为数字信号通过第一数据传输接口发送出去。所述的单/多芯片测试板和数据采集板通过螺钉固定安装在转台台面。所述的装置还包括设置于高低温箱外部的控制面板，所述的控制面板通过控制温度控制系统来控制高低温箱内的温度。一种MEMS陀螺仪测试系统，包括所述的MEMS陀螺仪测试装置和上位机系统，所述的上位机系统接收来自数据采集板输出的信号，进行数据的存储和分析。所述的上位机系统包括第二数据传输接口、集线器和上位机，所述的第二数据传输接口接受来自数据采集板输出的信号，并传送至集线器，上位机获取集线器传输的数据进行存储和分析。所述的第二数据传输接口和数据采集板的数据传输接口为网络接口、RS422接口、RS232接口、RS485接口中的任意一种；所述的集线器为与第二数据传输接口和数据采集板的数据传输接口对应型号的集线器，包括网络集线器、RS422集线器、RS232集线器、RS485集线器。所述的MEMS陀螺仪测试系统还包括设置于高低温箱外部的电源系统，所述的电源系统包括直流多通道输出电源和第一电源接口；所述的单/多芯片测试板包括第二电源接口，所述的数据采集板包括第三电源接口，所述的第一电源接口通过电缆分别与直流多通道输出电源、第二电源接口和第三电源接口连接。一种MEMS陀螺仪测试方法，包括测试步骤，所述的测试步骤包括：将待测芯片安装到设置于高低温箱内部的单/多芯片测试板的芯片夹具上；设置转台控制系统的角速率参数和方向参数，以控制转台台面的转速和方向；设置高低温箱的内部温度；转台台面带动单/多芯片测试板按照设置的角速率和方向运动；待测芯片的输出信号经过单/多芯片测试板形成模拟信号输出至设置于高低温箱内部的数据采集板；数据采集板将数据进行模数转换后通过滑环传输至上位机系统；上位机系统进行数据的存储和分析。所述的方法还包括安装步骤和更换步骤；所述的安装步骤为在将待测芯片安装到设置于高低温箱内部的单/多芯片测试板的芯片夹具上之前，所述的安装步骤包括以下子步骤：将单/多芯片测试板和数据采集板安装在转台台面上；通过电缆将单/多芯片测试板、数据采集板和上位机系统之间连接所述的更换步骤包括：当需要更换单/多芯片测试板或者数据采集板时，关闭电源；拆卸连接单/多芯片测试板或者数据采集板的电缆；拆卸单/多芯片测试板或者数据采集板；安装新的单/多芯片测试板或者数据采集板；通过电缆将单/多芯片测试板、数据采集板和上位机系统之间连接。本专利技术的有益效果是：（1）为了提高抗干扰能力、提高信噪比、提高测量精度，最终测量得到真实可靠的测量结果，本专利技术在高低温箱内部设置数据采集板，通过先将被测的单/多芯片的输出信号转换成数字信号，然后再将转换后的数字信号通过滑环传输到上位机电脑，最终获得误差小、精度高、真实可靠的测量结果。（2）本专利技术实现了测试系统模块化，便于更换和维护、成本低、操作简便、高效率、高精度和高可靠性：具体的，通过在单/多芯片测试板、数据采集板、上位机系统、电源系统设置多个通过电缆连接的接口，以及通过单/多芯片测试板和数据采集板可通过螺钉固定安装在转台台面两种方式，在即使出现故障的情况下，也可凭借接口方便拆卸以及单/多芯片测试板和数据采集板方便拆卸的优点，实现方便更换。（3）通过高低温箱外部的控制面板，实现方便与快速控制高低温箱内的温度。（4）上位机系统中设置有集线器，对接收到的信号进行再生整形放大，实现测试系统的远传输距离数据传输。（5）根据不同的上位机系统，可选择不同的型号的数据传输接口（选择不同型号的数据采集板）以及对应的集线器，方便了不同接口设备的使用和数据的传输。具体地：接口包括网络接口、RS422接口、RS232接口、RS485接口中的任意一种；所述的集线器为与接口对应型号的集线器，包括网络集线器、RS422集线器、RS232集线器、RS485集线器。（6）本专利技术可同时测试多片芯片，满足批量测试的要求。附图说明图1为本专利技术结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS陀螺仪测试装置，包括高低温箱（4），所述的高低温箱（4）内部设置有转台台面（3）、温度控制系统、滑环和单/多芯片测试板（1），所述的高低温箱（4）的外部设置有驱动电机和转台控制系统（7），所述的转台控制系统（7）通过驱动电机控制转台台面（3）的转动方向和速率，所述的单/多芯片测试板（1）安装在转台台面（3）上，所述的单/多芯片测试板（1）上设置有芯片夹具，所述的温度控制系统控制高低温箱（4）内部的温度；其特征在于：所述的高低温箱（4）内部还设置有数据采集板（2），数据采集板（2）安装在转台台面（3）上；所述的数据采集板（2）接收来自单/多芯片测试板（1）的模拟输出信号，进行模数转换后将转换后的数字信号通过滑环输出至高低温箱（4）外部。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS陀螺仪测试装置，包括高低温箱（4），所述的高低温箱（4）内部设置有转台台面（3）、温度控制系统、滑环和单/多芯片测试板（1），所述的高低温箱（4）的外部设置有驱动电机和转台控制系统（7），所述的转台控制系统（7）通过驱动电机控制转台台面（3）的转动方向和速率，所述的单/多芯片测试板（1）安装在转台台面（3）上，所述的单/多芯片测试板（1）上设置有芯片夹具，所述的温度控制系统控制高低温箱（4）内部的温度；其特征在于：所述的高低温箱（4）内部还设置有数据采集板（2），数据采集板（2）安装在转台台面（3）上；所述的数据采集板（2）接收来自单/多芯片测试板（1）的模拟输出信号，进行模数转换后将转换后的数字信号通过滑环输出至高低温箱（4）外部。2.根据权利要求1所述的一种MEMS陀螺仪测试装置，其特征在于：所述的单/多芯片测试板（1）包括芯片夹具、测试电路和第一信号接口，待测芯片安装于芯片夹具上，待测芯片的输出信号经过测试电路到达第一信号接口；所述的数据采集板（2）包括第二信号接口、模数转换电路和第一数据传输接口，所述的第二信号接口与第一信号接口通过电缆连接，模数转换电路将接收到的模拟信号转换为数字信号通过第一数据传输接口发送出去。3.根据权利要求1或2所述的一种MEMS陀螺仪测试装置，其特征在于：所述的单/多芯片测试板（1）和数据采集板（2）通过螺钉固定安装在转台台面（3）。4.根据权利要求1所述的一种MEMS陀螺仪测试装置，其特征在于：所述的装置还包括设置于高低温箱（4）外部的控制面板，所述的控制面板通过控制温度控制系统来控制高低温箱（4）内的温度。5.一种MEMS陀螺仪测试系统，其特征在于：包括如权利要求1~4中任意一项所述的MEMS陀螺仪测试装置和上位机系统（5），所述的上位机系统（5）接收来自数据采集板（2）输出的信号，进行数据的存储和分析。6.根据权利要求5所述的一种MEMS陀螺仪测试系统，其特征在于：所述的上位机系统（5）包括第二数据传输接口、集线器和上位机，所述的第二数据传输接口接受来自数据采集板（2）输出的信号，并传送至集线器，上位机获取集线器传输的数据进行存储和分析。7.根据权利要求6所述的一种MEMS陀螺仪测试系统，其特征在于：所述的第二数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张珂，罗彬，苟冠鹏，杨荣彬，张剑锋，
申请(专利权)人：成都振芯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51