倉雷廷，張 斌，李兵強(qiáng)

（上海傲世控制科技股份有限公司，上海 201801）

光纖陀螺儀是一種沒有轉(zhuǎn)子的新型全固態(tài)慣性儀表，其基本原理是通過測量角運(yùn)動(dòng)引起的Sagnac 干涉相位差獲得輸入角速度。簡單來說光纖陀螺是一種角速率傳感器，是敏感相對慣性空間角運(yùn)動(dòng)的裝置，是目前用于確定運(yùn)動(dòng)體空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的主要傳感器，可應(yīng)用于海陸空各領(lǐng)域。

1 光纖陀螺儀測試的意義

對光纖陀螺PCBA 進(jìn)行總裝前測試是光纖陀螺總裝的必要過程。測試可通過向光纖陀螺PCBA 模擬真實(shí)的工作環(huán)境，使PCBA 的一些潛在故障提前暴露出來。同時(shí)進(jìn)行PCBA 測試篩選把有故障的產(chǎn)品分揀出來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 改善前的測試流程

（1）光纖陀螺PCBA 板的外觀檢查。

（2）光纖陀螺PCBA 板的測試導(dǎo)線焊接（包括測試需要的連接器導(dǎo)線和模擬的反饋信號線），如圖1所示。

圖1 測試導(dǎo)線焊接

（3）光纖陀螺PCBA 板的程序燒錄（傳統(tǒng)的燒寫器手持燒錄），如圖2所示。

圖2 程序燒錄操作

（4）光纖陀螺PCBA 板的功能測試（單獨(dú)的測試程序），如圖3所示。

圖3 測試軟件界面

3 光纖陀螺儀測試現(xiàn)狀及問題

測試前需要為PCBA 焊接專用的用來測試的信號連接器。需要焊接的焊盤有35處（圖1），焊接過程中須檢查焊接的線序是否正確。焊接一套光纖陀螺需要40 min。

光纖陀螺的電路信號PCBA 測試環(huán)節(jié)，是為測試PCBA 單板的整體功能是否完好。同時(shí)也是對光纖陀螺產(chǎn)品總裝后合格率的保證。為此，對于光纖陀螺的電路信號PCBA 測試環(huán)節(jié)，研發(fā)開發(fā)了單獨(dú)的測試程序。單獨(dú)的測試程序模擬的信號有限，使得可測試的信號點(diǎn)也有限，不能100%真實(shí)地反映光纖陀螺PCBA 的性能好壞。

4 光纖陀螺儀測試方法改善

為針對光纖陀螺探測信號電路程序燒寫和功能測試不足，而開發(fā)了一種新型小成本測試裝置，具體如下。

4.1 結(jié)構(gòu)改善

（1）滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，盡量要求測試裝置尺寸小巧，探針固定牢靠，探針采用可更換式，探針高度一致性好。測試裝置設(shè)計(jì)、實(shí)物，以及探針實(shí)物和測試結(jié)構(gòu)對外連接接口如圖4、圖5、圖6和圖7所示。

圖4 測試裝置設(shè)計(jì)

圖5 測試裝置實(shí)物

圖6 探針實(shí)物

圖7 測試結(jié)構(gòu)對外連接接口

（2）探測信號電路測試裝置使用的氣動(dòng)裝置應(yīng)設(shè)置在0.4 MPa 以內(nèi)，與現(xiàn)場直接匹配使用。

（3）考慮測試時(shí)使用高度是否便于操作，長期操作是否過度勞累。

（4）探測信號電路測試裝置將產(chǎn)品總裝測試時(shí)需要的光路器件都進(jìn)行融合對接。

（5）抗振防滑設(shè)計(jì)，確保測試過程中穩(wěn)定。

（6）用信號隔離開關(guān)隔離燒錄和測試狀態(tài)的信號相互干擾。

（7）設(shè)置防夾手裝置。

4.2 測試信號點(diǎn)的改善

針對測試信號不全，在新測試方法中添加了光纖陀螺的光學(xué)部分（光源組合、耦合器、Y 波導(dǎo)、光纖環(huán)、探測器等），測試結(jié)構(gòu)內(nèi)光纖陀螺光路連接如圖8所示，測試結(jié)構(gòu)內(nèi)部電路連接如圖9所示，可實(shí)現(xiàn)完整的光纖陀螺功能。不需要研發(fā)單獨(dú)設(shè)計(jì)專用測試程序。直接使用光纖陀螺程序進(jìn)行測試，測試的信號點(diǎn)也可涵蓋整個(gè)光纖陀螺需要測試的信號點(diǎn)。

圖9 測試結(jié)構(gòu)內(nèi)部電路連接

5 改善前后的分析對比

新測試方法程序燒錄時(shí)減少了因接觸不良造成的燒錄失敗，且完全不需要焊接測試線，單板測試人工時(shí)間由原來的47 min 降至6 min，節(jié)約了87%。新測試方法融入了光纖陀螺光學(xué)部分，同時(shí)使用了光纖陀螺的產(chǎn)品程序，信號測試點(diǎn)增加了100%。具體分析見表1。

表1 測試方法對比

6 結(jié)束語

文章通過對光纖陀螺電路信號測試方法目前存在的問題進(jìn)行分析，針對性的對于影響光纖陀螺電路信號測試效率的焊接時(shí)間和信號測試點(diǎn)采取相應(yīng)的優(yōu)化措施，提高了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，縮短了測試時(shí)間。