惯性测量单元的零位自校准电压频率转换装置

摘要

本发明公开了一种惯性测量单元的零位自校准电压频率转换装置，属于惯性导航技术领域。该装置通过三个开关和三个电压频率转换电路构成了与惯性测量单元三个输出相对应的三个独立采样通道，通过另三个开关和另一个电压频率转换电路构成了惯性测量单元三个输出共用的采样通道；在六个采样周期中，通过置入导航计算机的采样模块在不同的采样周期对六个开关进行不同的断开和闭合控制，使三个独立采样通道分别在共用采样通道的配合下依次进行各自通道的零位自校准。本发明不仅能够对惯性测量单元的输出信号进行不间断采样，而且不再需要在环境变化时进行电压频率转换通道零位的重新标定，具有使用范围广，稳定性好、采样精度和可靠性高的特点。

主权项

一种惯性测量单元的零位自校准电压频率转换装置，包括第一至第三电压频率转换电路，其特征在于：还包括第四电压频率转换电路、第一至第六开关(K1～K6)和置入导航计算机的采样模块，第一开关(K1)、第二开关(K2)的一端均与惯性测量单元的X通道输出端相连，第三开关(K3)、第四开关(K4)的一端均与惯性测量单元的Y通道输出端相连，第五开关(K5)、第六开关(K6)的一端均与惯性测量单元的Z通道输出端相连；第一开关(K1)、第三开关(K3)和第五开关(K5)的另一端与第一、第二和第三电压频率转换电路的输入端一一对应相连且分别构成采样通道X、采样通道Y和采样通道Z；第二开关(K2)、第四开关(K4)和第六开关(K6)的另一端均与第四电压频率转换电路的输入端相连并构成采样通道A；第一至第六开关(K1～K6)的控制端均与导航计算机的控制端口相连；第一至第四电压频率转换电路的输出端均与导航计算机的信号采集端口相连；所述采样模块的功能是：在进入第一采样周期时，控制第一至第六开关(K1～K6)为断开状态，统计本周期内所述采样通道X、采样通道Y、采样通道Z和采样通道A采集到的内部信号；在进入第二采样周期时，控制第一开关(K1)、第三开关(K3)和第五开关(K5)由断开状态变为闭合状态，计算所述采样通道X、采样通道Y、采样通道Z和采样通道A在前一采样周期中内部信号的平均值并将平均值作为各自通道的零位值，将本采样周期内所述采样通道X、采样通道Y、采样通道Z采集到的各外部信号分别扣除各自通道的零位值后实时送入导航解算模块中，统计本周期所述采样通道A采集到的内部信号；在进入第三采样周期时，控制第一开关(K1)由闭合状态变为断开状态、第二开关(K2)由断开状态变为闭合状态，计算上一周期采样通道A内部信号的均值并用该值更新该通道的零位值，统计本周期内所述采样通道X自第一个信号之后采集到的内部信号，将采样通道Y和采样通道Z中的采样信号分别扣除各自通道的零位值后实时送入所述导航解算模块中，将采样通道X和采样通道A在本周期分别采集的第一个信号扣除各自通道的零位值再求和后送入所述导航解算模块，将采样通道A在本周期第一个信号之后采集到的所有采样信号分别扣除自身通道零位值后依次送入所述导航解算模块；在进入第四采样周期时，控制第一开关(K1)由断开状态变为闭合状态、第二开关(K2)由闭合状态变为断开状态，计算上一周期采样通道X内部信号的均值并用该值更新该通道的零位值，统计本周期内所述采样通道A自第一个信号之后采集到的内部信号，将采样通道Y和采样通道Z中的采样信号分别扣除各自通道的零位值后实时送入所述导航解算模块中，将采样通道X和采样通道A在本周期分别采集的第一个信号扣除各自通道的零位值再求和后送入所述导航解算模块，将采样通道X在本周期第一个信号之后采集到的所有采样信号分别扣除自身通道零位值后依次送入所述导航解算模块；在进入第五采样周期时，控制第三开关(K3)由闭合状态变为断开状态、第四开关(K4)由断开状态变为闭合状态，计算上一周期采样通道A内部信号的均值并用该值更新该通道的零位值，统计本周期内所述采样通道Y自第一个信号之后采集到的内部信号，将采样通道X和采样通道Z中的采样信号分别扣除各自通道的零位值后实时送入所述导航解算模块中，将采样通道Y和采样通道A在本周期分别采集的第一个信号扣除各自通道的零位值再求和后送入所述导航解算模块，将采样通道A在本周期第一个信号之后采集到的所有采样信号分别扣除自身通道零位值后依次送入所述导航解算模块；在进入第六采样周期时，控制第三开关(K3)由断开状态变为闭合状态、第四开关(K4)由闭合状态变为断开状态，计算上一周期采样通道Y内部信号的均值并用该值更新该通道的零位值，统计本周期内所述采样通道A自第一个信号之后采集到的内部信号，将采样通道X和采样通道Z中的采样信号分别扣除各自通道的零位值后实时送入所述导航解算模块中，将采样通道Y和采样通道A在本周期分别采集的第一个信号扣除各自通道的零位值再求和后送入所述导航解算模块，将采样通道Y在本周期第一个信号之后采集到的所有采样信号分别扣除自身通道零位值后依次送入所述导航解算模块；在进入第七采样周期时，控制第五开关(K5)由闭合状态变为断开状态、第六开关(K6)由断开状态变为闭合状态，计算上一周期采样通道A内部信号的均值并用该值更新该通道的零位值，统计本周期内所述采样通道Z自第一个信号之后采集到的内部信号，将采样通道X和采样通道Y中的采样信号分别扣除各自通道的零位值后实时送入所述导航解算模块中，将采样通道Z和采样通道A在本周期分别采集的第一个信号扣除各自通道的零位值再求和后送入所述导航解算模块，将采样通道A在本周期第一个信号之后采集到的所有采样信号分别扣除自身通道零位值后依次送入所述导航解算模块；在进入第八采样周期时，控制第五开关(K5)由断开状态变为闭合状态、第六开关(K6)由闭合状态变为断开状态，计算上一周期采样通道Z内部信号的均值并用该值更新该通道的零位值，统计本周期内所述采样通道A自第一个信号之后采集到的内部信号，将采样通道X和采样通道Y中的采样信号分别扣除各自通道的零位值后实时送入所述导航解算模块中，将采样通道Z和采样通道A在本周期分别采集的第一个信号扣除各自通道的零位值再求和后送入所述导航解算模块，将采样通道Z在本周期第一个信号之后采集到的所有采样信号分别扣除自身通道零位值后依次送入所述导航解算模块；反复重复第三周期至第八周期的操作，直到断电为止。