專利名稱：衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及振動測試領域，具體是一種衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)。
背景技術：
微振動，即微小量級的振動，一般為加速度，由于航天器在軌運行時處于失重狀態(tài)，其自身及其有效載荷動作會引起微小振動，振動的來源主要包括推進器工作、活動部件工作等，其振動頻率在O. 01 300Hz，振動幅度為10_5 10_2g量級。隨著我國新一代高分辨率對地觀測衛(wèi)星技術不斷發(fā)展，星上敏感載荷以及結構分系統(tǒng)等逐漸認識到微振動對敏感載荷的嚴重影響。 由于地面重力環(huán)境下的整星微振動試驗和在軌狀態(tài)有比較大的差別，單純地地面微振動試驗無法精確評估地面的微振動環(huán)境，因此，有必要開展衛(wèi)星在軌的微振動測量工作。經(jīng)過對現(xiàn)有技術的檢索發(fā)現(xiàn)，國內目前還沒有成熟有效的在軌微振動測試系統(tǒng)，大多都是針對主動段的振動進行監(jiān)測，持續(xù)時間比較短，測試系統(tǒng)的精度要求低，但這些系統(tǒng)不能滿足在軌的高精度測量，其在軌長時間運行的可靠性也不能保證。技術指標本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供了一種衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)。本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的。一種衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)，包括高靈敏加速度傳感器、高模數(shù)轉換率采集器和高精度控制器，所述高靈敏加速度傳感器與高模數(shù)轉換率采集器相連接，所述高模數(shù)轉換率采集器與高精度控制器相連接，其中-高靈敏加速度傳感器，用于準確感知微振動信號和低頻信號；-高模數(shù)轉換率采集器，用于微振動信號和低頻信號的數(shù)據(jù)離散化處理；-高精度控制器，用于離散信號的存儲和傳輸。所述高靈敏加速度傳感器采用高性能屏蔽電纜，以電壓為幅值的時間序列，并轉化為工程單位。所述高模數(shù)轉換率采集器，其DAC (數(shù)模轉換器)為24Bit數(shù)據(jù)采集卡。所述高精度控制器包括電源、傳輸總線、數(shù)據(jù)存儲單元及無線遙控模塊，所述電源通過星上母線電壓供電，并分別與高靈敏加速度傳感器、高模數(shù)轉換率采集器及數(shù)據(jù)存儲單元相連接，所述傳輸總線用于數(shù)據(jù)傳輸，所述無線遙控模塊通過遙測指令控制通電、斷電和數(shù)據(jù)采集，以及通過遙測指令對運行狀態(tài)進行測量。所述傳輸總線通過1553B總線進行數(shù)據(jù)傳輸。所述衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)的技術指標包括-采樣頻率500Hz;-測量量程_0·02 +0. 02g ；-測量精度1.0Xl(T5g;
-重量5kg;-功耗15W;-存儲能力10GB;-工作溫度-20 +45 O ；-電磁兼容性<40mA · m2。具體地，I、高靈敏加速度傳感器選取高靈敏度和高分辨率傳感器，能夠實現(xiàn)微振動信號的準確感知，同時能夠對低頻信號具有很好的感知能力，然后采用高性能屏蔽電纜，提高信號的抗干擾能力和減少信號傳輸過程中的衰減； 2、高模數(shù)轉換率采集器在數(shù)據(jù)模數(shù)轉換過程中采用高A/D的采集器，DAC為24Bit數(shù)據(jù)采集卡，實現(xiàn)數(shù)據(jù)離散化處理；3、高模數(shù)轉換率采集器還能夠同時實現(xiàn)主動段的高頻大量級的振動數(shù)據(jù)的采樣；4、高精度控制器的電源供電是通過星上母線電壓供電，再有振動測量控制單元實現(xiàn)傳感器供電；5、高精度控制器將測量數(shù)據(jù)存于星上的數(shù)據(jù)存儲單元中，并根據(jù)傳輸策略通過1553B總線進行數(shù)據(jù)傳輸。6、本發(fā)明的通斷電和采集控制是通過高精度控制器的無線遙控模塊的遙測指令執(zhí)行，本發(fā)明的運行狀態(tài)是通過遙測指令進行測量。本發(fā)明從整個設計、裝配和測試的過程來看，可以得出以下結論I、在軌衛(wèi)星微振動測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集具有良好的可靠性，系統(tǒng)軟硬件擴展性強；2、在軌衛(wèi)星微振動測量系統(tǒng)，加速度傳感器具有高靈敏度和分辨率能夠實現(xiàn)微振動信號采集；3、在軌衛(wèi)星微振動測量系統(tǒng)具有高抗干擾能力，系統(tǒng)本身電噪聲很低；4、在軌衛(wèi)星微振動測量系統(tǒng)能夠同時實現(xiàn)主動段和在軌段的信號采集工作。本發(fā)明提供的衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)，有效地對在軌的微振動環(huán)境進行測量，對衛(wèi)星在軌微振動環(huán)境分析具有重要意義。本發(fā)明的設計保證高精度和高抗干擾能力，能夠在附近高電噪聲情況下實現(xiàn)微振動信號有效提取工作。實際應用過程中，測量系統(tǒng)可以根據(jù)被測信號的量級進行采集系統(tǒng)的參數(shù)設置，以便獲得更加精確的振動數(shù)據(jù)。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)組成示意圖；圖2為本發(fā)明結構示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。本實施例包括高靈敏加速度傳感器、高模數(shù)轉換率采集器和高精度控制器，所述高靈敏加速度傳感器與高模數(shù)轉換率采集器相連接，所述高模數(shù)轉換率采集器與高精度控制器相連接，其中-高靈敏加速度傳感器，用于準確感知微振動信號和低頻信號；-高模數(shù)轉換率采集器，用于微振動信號和低頻信號的數(shù)據(jù)離散化處理；-高精度控制器，用于離散數(shù)據(jù)的傳輸、存儲及分析。在實施例中，高靈敏加速度傳感器采用高性能屏蔽電纜，以電壓為幅值的時間序列，并轉化為工程單位。高模數(shù)轉換率采集器，其DAC (數(shù)模轉換器)為24Bit數(shù)據(jù)采集卡。高精度控制器包括電源、傳輸總線、數(shù)據(jù)存儲單元及無線遙控模塊，所述電源通過星上母線電壓供電，并分別與高靈敏加速度傳感器、高模數(shù)轉換率采集器及數(shù)據(jù)存儲單元相連接，所述傳輸總線用于離散數(shù)據(jù)傳輸，所述無線遙控模塊通過遙測指令控制通電、斷電及數(shù)據(jù)采集。傳輸總線通過1553B總線進行數(shù)據(jù)傳輸。衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)的技術指標包括
權利要求
1.一種衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)，其特征在于，包括高靈敏加速度傳感器、高模數(shù)轉換率采集器和高精度控制器，所述高靈敏加速度傳感器與高模數(shù)轉換率采集器相連接，所述高模數(shù)轉換率采集器與高精度控制器相連接，其中 -高靈敏加速度傳感器，用于準確感知微振動信號和低頻信號； -高模數(shù)轉換率采集器，用于微振動信號和低頻信號的數(shù)據(jù)離散化處理； -高精度控制器，用于離散信號的存儲和傳輸。
2.根據(jù)權利要求I所述的衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)，其特征在于，所述高靈敏加速度傳感器包括若干個高靈敏度和高分辨率傳感器，采用高性能屏蔽電纜，以電壓為幅值的時間序列，并轉化為工程單位。
3.根據(jù)權利要求I所述的衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)，其特征在于，所述高模數(shù)轉換率采集器，其DAC為24Bit數(shù)據(jù)采集卡。
4.根據(jù)權利要求I所述的衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)，其特征在于，所述高精度控制器包括電源、傳輸總線、數(shù)據(jù)存儲單元及無線遙控模塊，所述電源通過星上母線電壓供電，并分別與高靈敏加速度傳感器、高模數(shù)轉換率采集器及數(shù)據(jù)存儲單元相連接，所述傳輸總線用于數(shù)據(jù)傳輸，所述無線遙控模塊通過遙測指令控制通電、斷電和數(shù)據(jù)采集，以及通過遙測指令對運行狀態(tài)進行測量。
5.根據(jù)權利要求I所述的衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸總線通過1553B總線進行數(shù)據(jù)傳輸。
6.根據(jù)權利要求I所述的衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)，其特征在于，所述衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)的技術指標包括 -采樣頻率500Hz ； -測量量程_0. 02 +0. 02g ； -測量精度:L0X10_5g; -重量5kg ； -功耗15ff ； -存儲能力10GB ； -工作溫度-20 +45 °C ； -電磁兼容性< 40mA m2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種衛(wèi)星在軌微振動測量系統(tǒng)，包括用于準確感知微振動信號和低頻信號的高靈敏加速度傳感器、用于微振動信號和低頻信號的數(shù)據(jù)離散化處理的高模數(shù)轉換率采集器和用于離散信號的存儲和傳輸?shù)母呔瓤刂破?，所述高靈敏加速度傳感器與高模數(shù)轉換率采集器相連接，所述高模數(shù)轉換率采集器與高精度控制器相連接。本發(fā)明能夠全面掌握衛(wèi)星主動段和在軌段狀態(tài)下的振動狀態(tài)，為后期星體結構優(yōu)化提供依據(jù)、制定合適的振動控制策略和環(huán)境考核指標，以期提高衛(wèi)星設計的可靠性以及執(zhí)行任務的準確性，并對衛(wèi)星在太陽陣與磁強計的展開、姿軌控、和其它活動部件運行時進行振動數(shù)據(jù)監(jiān)測。
文檔編號G01H11/06GK102809423SQ20121028548
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權日2012年8月10日
發(fā)明者趙發(fā)剛, 周徐斌, 張威, 申軍烽, 鐵琳, 顧亦磊 申請人:上海衛(wèi)星工程研究所