应用场景

硬件选型

• 数据采集模块：选用采样率可调（最高支持 1kHz）的模块，确保原始脉冲信号无失真采集，满足国军标法与 Allan 方差法对高频数据的需求；

• 恒温控制装置：维持陀螺工作环境温度波动≤±0.1℃，减少温度漂移对输出信号的干扰；

• 低噪声电源模块：供电纹波≤1mV，避免电源噪声引入额外误差。

软件架构

• 数据采集层：通过 LabVIEW 的 DAQ 模块与硬件通信，实时采集陀螺输出的脉冲信号，按 1s 间隔存储为时间序列数据，支持数据断点续存，确保 8 小时以上连续测试的数据完整性；

• 数据处理层：内置两大核心算法子 VI（虚拟仪器模块）：

• • 国军标法子 VI：实现样本重构（按\(T_k=2^{k-1}T\)生成新样本）、零偏稳定性计算（基于公式\(B_K(T_k)\)）、最小二乘拟合（拟合公式\(B_K^2(T_k)=a_0+a_1(1/T_k)+a_2(1/T_k)^2\)），最终输出 RWC=\(\sqrt{a_1}\)；

  • Allan 方差法子 VI：完成样本分组（按\(\tau= m\tau_0\)重构样本）、方差计算（基于定义式\(\sigma^2(m\tau_0)\)）、多误差项拟合（拟合公式\(\sigma^2(\tau)=\sum_{n=-2}^2 A_n\tau^n\)），解析角随机游走系数\(N=\sqrt{A_{-1}}\)；

• 结果展示层：通过 LabVIEW 的波形图表、数值指示器实时显示拟合曲线、误差分析结果（如拟合精度、系数值），支持数据导出为 Excel 格式，便于后续分析。

架构优点

1. 开发高效：LabVIEW 的图形化编程（G 语言）将算法流程转化为直观的框图连线，无需复杂代码编写，工程师可通过拖拽模块快速搭建系统，开发周期缩短 30% 以上；

2. 模块化复用：核心子 VI（如 “求数组均值.vi”“Allan 方差.vi”）可独立调用，便于后续扩展其他陀螺型号的测试功能；

3. 实时性强：支持多线程并行处理，数据采集与处理同步进行，8 小时连续测试的总延迟≤1s；

4. 兼容性佳：可直接驱动主流品牌的采集卡、恒温箱等硬件，无需额外开发驱动程序。

架构特点

• 对比文本编程（如 C++）：LabVIEW 的图形化界面使算法调试更直观，可实时观察样本重构、拟合过程中的中间变量，快速定位计算异常；

• 对比专用测试仪器：支持自定义算法参数（如国军标法的样本间隔、Allan 方差法的分组数），可根据陀螺型号调整处理逻辑，无需受限于固定功能；

• 支持二次开发：通过 LabVIEW 的 API 接口可与 MATLAB 等工具联动，便于引入更复杂的误差建模算法，扩展系统功能。