卫星热响应测试系统设计

摘要：为实现卫星热控回路热响应关系的快速自动化测量,开发了一种基于虚拟仪器的自动化测试系统。该系统集成了数字万用表、矩阵开关、程控直流电源及转接电缆等硬件,适用于多种卫星接口,最多可实现120个节点测试,阻值测量精度可达0.1+0.01%FS。在LabVIEW平台下使用操作者框架开发了上位机测试操作软件并采用了模块化设计,,通过LXI总线控制开关切换数字万用表及直流电源实现了热控回路节点连接关系、负载阻值及热响应测试功能。软件除了具备常规的数据存储及调用查看功能,还可对比用户设计输入及实际测试结果进行合格性判断并生成测试报表。与人工热响应的对比测试及实际应用表明,该系统硬件集成度高,测试结果精确可靠,效率高,操作使用简单,方便现场使用,具有较高的工程应用价值。     

铁路信号电缆断线故障在线监测与定位方法研究

铁路信号电缆是保证列车安全运营的重要组成部分,其故障严重影响列车的安全运营;由于其经多个分线盒接线柱连接的敷设特点,存在中间接头过多,致使传统的电缆故障检测方法应用受到了极大的限制;为此,通过在电缆中间分线盒的备用芯线对接线柱中接入固定阻值的电阻,将备用芯线对形成闭合回路网络,然后在线监测其电阻阻值,利用回路阻值的变化来反映电缆状态,并以在线监测备用芯线对代替在用芯线对,进而在不影响正常列控信号传输的情况下实现了信号电缆的故障在线监测;经实际测试,有效地解决了铁路信号电缆断线故障的在线监测及定位。     

电机绕组绝缘检测仪的设计

针对电机绕组绝缘阻值实时检测需要,研制了一种基于单片机的数字绝缘检测仪(数字兆欧表),通过手动或远程控制自动检测,可以准确测得电机绕组烘干过程中不断变化的热态绝缘阻值.介绍了该智能仪表硬件部分和软件部分的设计,详述了硬件部分主要模块的功能及软件部分的流程图.在现场高温、高磁环境下测试,当阻值在1M～100G时,误差在±5%;当高于或低于该阻值时,误差在±10%,达到预期目标.     

基于Delphi7.0和FX2N PLC的自动控制液压试验系统研制

自动控制液压试验系统用于对相关试件进行液压爆破试验;针对该试验需求研制了一套试验系统,采用液压系统回路增压和阀控调压的方式,实现系统压力按照设定曲线自动输出;系统实现的关键在于对调压阀的控制和对增压液路的选择;围绕该液压回路,在上位机Delphi 7.0环境下对控制系统和交互软件进行了开发,实现了上位机对调压阀的控制;研究了Delphi 7.0与三菱FX-2N PLC的串口通信方法,通过PLC实现了对液压执行机构控制进行液路切换;试验表明,该液压自动控制系统满足250MPa下压力高精度控制要求;该系统操作简便、控制稳定、压力可调,具有较强的工程应用意义.     

220kV线路发生死区故障时远跳对侧的应用研究

针对220 kV系统不配置单独的远跳装置,发生死区故障时无法利用远跳装置跳对侧开关的问题,以某变电站的220 kV系统为例,详细介绍了利用现有保护装置远跳对侧开关、快速切除故障的设计方案。实际应用表明,该220 kV系统发生死区故障时远跳对侧的相关二次回路运行状况良好,从而验证了该设计方案的正确性。     

基于单总线技术的远程智能开关检测系统设计

针对现有远程开关状态检测方法存在传输线多、施工复杂、可靠性差、成本高等缺点,提出了一种基于单总线技术的远程智能开关检测系统的设计方案。该系统采用DS2405单总线器件和C8051F单片机将128点开关组成单总线传感网络,可直接检测各开关的分合状态。实际应用表明,该系统具有电路简单、抗干扰性强、可靠性高等优点。     

基于虚拟仪器的发射筒开关盖压力检测系统

为准确检测筒盖系统开关盖过程中油路压力,给筒盖系统的调试和安全使用提供依据和保障,研发了基于虚拟仪器技术的发射筒开关盖压力检测系统。该系统主要由压力传感器、数据采集卡和计算机等硬件组成,并应用LabVIEW开发了系统检测平台,实现了筒盖系统主油路的动态压力波形采集与检测。该系统具有较高的测量精度和良好的实用性。     

结露传感器及其应用

本文介绍一种高分子结露型湿度传感器，该传感器采用新型亲水性树脂作为感湿材料，选择特殊结构，其阻值在低湿状态下几乎不随湿度变化；高湿时发生突变，阻值急剧上升，具有开关特性。该传感器可广泛应用于高湿及结露状态诉检测与控制，诸如录像机，摄像机等视频产品配套。     

一种卫星温度自主管理的优化设计

温度自主管理是卫星主动式热控的主要表现形式,温度自主管理系统将接收到的被控设备的温度数据和固化在软件中的温度阈值进行比较后,发出相应的指令控制加热器的通或断,从而确保星上设备或部件的温度始终保持在一个合理的范围内,不会因为温度过高或过低影响卫星的可靠性和安全性,在一些卫星中,部分被控设备的接口发生了变化,传统的自主管理系统在新接口的温度控制上存在一定缺陷,导致地面测试中出现了热控回路报警,采用增加同一加热器回路通断指令的自主重试次数的方法对温度自主管理软件进行了优化,经过实验验证,优化后的温度自主管理系统能够很好地适应新的接口,该系统已经在多个卫星中成功应用,可为后续卫星提供参考。     

基于数字量和阻值融合测量的ATS矩阵开关自检方法

针对目前ATS矩阵开关自检方法存在的自检内容不全、故障诊断效率低等问题,研究和分析了其自检的目的、内容以及基于数字量测量和阻值测量自检方法的特征,并提出了一种基于数字量和阻值融合测量的自检方法,并以某型ATS矩阵开关为例,对其自检资源配置方法、自检流程进行了详细描述。工程实践表明,该方法可实现对矩阵开关监测、测试补偿以及准确故障诊断,具有很高的实用价值。     

基于虚拟仪器的卫星磁测试系统设计

根据卫星剩磁测试及磁矩计算的需求,开发了一种基于虚拟仪器的磁测试系统。该系统利用NI PXI硬件平台,通过数字万用表和开关模块的配合,完成对磁通门传感器信号的采集,相对于并行采集可极大减少实际的通道数,降低硬件成本。在LabVIEW平台下开发了测控软件,实现测试过程控制、磁矩计算及数据分析。该测试系统可用于对卫星、单机等航天器进行剩磁测试,为航天器的轨道控制设计提供重要依据,具有可靠性高、使用方便灵活、开发周期短等优点。     

卫星导航抗干扰射频单板自动化测试系统设计与实现

针对卫星导航抗干扰射频单板人工测试过程较复杂且难以快速批量测试的问题,提出了基于C#与STM32的卫星导航抗干扰射频单板自动化测试系统。首先,通过自动化测试软件与STM32主控制器数据通信控制射频开关电路进行数据采集,然后将采集数据与多次人工测试结果对比分析,形成多项校准参数并应用于测试系统,最后通过批量测试验证系统测试结果准确性。通过批量试验数据证明各项测量指标误差均小于2.5%,测试效率较人工测试提升至少3.3倍,具有较高测量精度和效率。同时,该自动化测试系统对测试单板有过压过流保护功能,能有效保护被测单板不被损坏,综合整体性能具有良好的应用前景。     

氮化铝陶瓷与铜界面热阻回归分析仿真模型

固体界面热阻是航空航天、低温与超导、微电子技术等领域中关注解决的基本科学问题，氮化铝陶瓷和金属铜被广泛应用于低温超导装置和集成电路芯片。该文基于氮化铝陶瓷与金属铜样品之间界面热阻的低温实验，应用MATLAB软件对实验数据进行回归分析，建立了氮化铝陶瓷与铜之间界面热阻与温度、压力等参数的回归分析仿真模型，仿真结果与实验数据有较好的一致性。该文研究结果对氮化铝陶瓷、铜应用于超导装置和集成电路芯片的传热设计、空间热控制具有重要意义。     

基于DDS的BJT放大器特性测试系统的设计

由BJT构成的放大器电路目前广泛应用于各类电子电路,而输入、输出电阻,增益,截止频率,幅频特性等作为BJT放大器的重要性能指标,对电路特性的测量和工作状况的判断具有重要意义。本文设计了一种基于STM32和DDS的BJT放大器特性测试系统,其中包括硬件电路搭建和软件设计。系统通过按键实现多种测量模式的切换,利用采样电路完成数据采集,通过STM32进行数据处理并将相应性能指标参数显示在OLED上。测试结果证明,在误差允许范围内系统实现了对BJT放大器电路特性的有效自动测量。     

基于恒流源的陀螺仪测温丝电阻测量电路的设计

陀螺仪是一种广泛应用的惯性器件,针对陀螺仪测试效率低的现状,设计和实现了一种基于恒流源的陀螺仪测温丝电阻测量电路;采用恒流源测量电阻,能有效消除引线电阻带来的测量误差,显著地提高了测量精度;详细描述了系统的功能和总体结构,给出了系统硬件设计方法、软件结构图及实验数据分析;该系统还包括单片机控制的数据采集电路、液晶显示单元、报警输出单元;该测试系统已经成功运用于陀螺仪的温后电阻测量中,实践表明,系统运行稳定可靠,具有较高的测试精度。     

多路数字绝缘电阻测试仪的设计

为了准确可靠地实现电气设备绝缘电阻多路巡回检测,提出了基于PC/104总线的数字绝缘电阻测试仪的结构和系统硬件、软件设计方案;系统选择反激式单片开关电源设计方案,产生250V直流测试电压;采用光电微电子继电器开关电路,检测24路绝缘电阻;采用线性隔离放大电路,提高系统安全性;实现了多路绝缘电阻的巡回检测和自动量程转换功能,绝缘故障时准确报警;实验结果表明,该仪表满足测量多路绝缘电阻的要求,缩短了测试时间,提高了测试效率,运行性能良好.     

基于ADG1607十六通道湿度测量电路设计

为了解决多路湿度测量各个通道系统误差一致性以及简化ADC电路的问题,采用两片ADG1607电子模拟开关和一片AD7792数模转换器构成信号测量电路,通过MCU控制模拟开关阵列进行切换,实现十六路湿度模拟信号的采集,按照预设的顺序分时送入AD转换为数字量输出,通道切换需要稳定时间,经验值采取10ms。在输入电路加入合适的电阻和电容组成RC滤波电路消除开关切换带来一些毛刺干扰,同时引入正确的放电回路,防止电荷积累而影响测量精度。对电路进行测试,结果表明,各通道之间最大误差为0.17%,通道一致性评价为,相对误差0.003,平均绝对离差0.002475,标准差为0.095。该电路已经在实际的自动气象站中长期应用,无机械触点的模拟电子开关能够很好地适应频繁切换,其整体测量性能指标满足气象观测设备对湿度测量准确度的要求。     

基于电阻反馈的 SMA 控制系统设计

形状记忆合金（SMA）驱动器在生物医疗中得到了广泛应用。目前,SMA 驱动器的控制器多采用外部传感反馈方式,体积大,应用受到限制。提出一种基于 SMA 内部电阻反馈的嵌入式控制电路。使用 ATMEGA16单片机搭建了 SMA 驱动器加热控制电路及恒流源电桥方法的电阻测量采集电路。实验表明：该控制系统可以产生可控 PWM,恒流源电桥方法测 SMA 电阻可以得到足够的测量精度,系统可用于 SMA 驱动器的控制。     

基于开关矩阵的卫星通信测控站多路频谱监测系统设计

针对目前人工监测方法受到干扰信号影响而导致监测精准度低的问题,提出了基于开关矩阵的卫星通信测控站多路频谱监测系统设计。设计监测系统总体结构,通过接入基带上行中频信号,获取遥控信号频谱,采用USB接口将计算机与频谱分析仪连接,实现频谱分析器下的四个下行载波信号分时显示,利用串行EEPROM器件,内集成总线为双线串行进行数据传输,选用MAX3232芯片进行电平转换,运用视窗2000作为载体,实现PC机与频谱仪之间交互,分析发射信号、传输信号延时时间和其对应的时间差,利用开关矩阵控制干扰信号,设计基于开关矩阵的多路频谱监测系统软件流程,实现多路频谱监测控制。实验结果表明,该系统监测信号强度与实际值偏差较小,监测精准度较高,能够实现卫星通信信号高效监测。     

多通道压力传感器多参数自动测试系统设计

设计了一种压力传感器自动测试系统,可实现对多路传感器和多个参数的自动切换测量.通过设计的多功能矩阵开关电路配合一台高精度数据采集器,实现选通切换与测量;采用LabVIEW设计上位机软件,实现标定数据、温度补偿数据、时漂数据显示以及计算、报表功能.实验证明：该系统可同时进行90只压力传感器的桥路电压、电阻、电流等参数测量,满足精度为1％～0.1％压力传感器批量产品检测与检定的多种测试需要.