專利名稱:一種衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器地面供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明衛(wèi)星技術(shù)領(lǐng)域,具體地涉及衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器地面供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置。
背景技術(shù):
我國(guó)衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)重量一般約占衛(wèi)星總重量的20%,普遍大于國(guó)外衛(wèi)星。如日本ETS衛(wèi)星采用板式結(jié)構(gòu),整星重量3800kg,橫向基頻13. 4Hz,而結(jié)構(gòu)重量只占整星的7. 1%。相比之下,我們的衛(wèi)星顯得比較笨重,其原因是多方面的,有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化問題(整體設(shè)計(jì)不平衡,局部強(qiáng)度、剛度過(guò)于保守),也有材料和工藝技術(shù)相對(duì)落后等因素,但力學(xué)試驗(yàn)條件(包括單機(jī)試驗(yàn)條件)過(guò)于保守也是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度設(shè)計(jì)過(guò)于保守的主要原因。為了真實(shí)了解不同運(yùn)載發(fā)射的不同衛(wèi)星在主動(dòng)段飛行過(guò)程中的實(shí)際振動(dòng)環(huán)境,獲得加速度監(jiān)測(cè)點(diǎn)在主動(dòng)段飛行過(guò)程中低頻的響應(yīng)遙測(cè)值,在衛(wèi)星星體上設(shè)置加速度監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在通過(guò)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析、星箭耦合力學(xué)分析以及整星振動(dòng)試驗(yàn)后,確定的衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)響應(yīng)最大處 與質(zhì)心位置附近布置主動(dòng)段振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn),以獲取其在主動(dòng)段的力學(xué)響應(yīng)數(shù)據(jù)。所選取的測(cè)點(diǎn)位置,盡量與整星力學(xué)試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)位置一致,以便兩者數(shù)據(jù)的比對(duì)分析。星體上設(shè)置3個(gè)(或更多)加速度監(jiān)測(cè)點(diǎn),共4個(gè)(或更多)通道。加速度傳感器選用某型內(nèi)裝式壓電加速度計(jì),測(cè)量頻率范圍為5 100Hz,測(cè)量幅值范圍0 10g。每只傳感器配一束電纜,帶電纜插頭座型號(hào)為某型(頭孔帶尾罩),接點(diǎn)分配如表I所示表I傳感器電纜接點(diǎn)分配表
接點(diǎn)號(hào)I r~2 ri ri ~+15V 1Tsv M運(yùn)載火箭提供六路遙測(cè)波道,作為衛(wèi)星在主動(dòng)段力學(xué)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)。低頻振動(dòng)遙測(cè)信號(hào)接點(diǎn)分配表見表2。表2低頻振動(dòng)遙測(cè)信號(hào)接點(diǎn)分配表
衛(wèi)星低頻振動(dòng)傳感器見表3。表3衛(wèi)星低頻振動(dòng)傳感器
衛(wèi)星發(fā)射后ー個(gè)月內(nèi),由運(yùn)載方提供上述4個(gè)通道及星箭連接處低頻振動(dòng)遙測(cè)數(shù)據(jù)。為了驗(yàn)證傳感器在星上安裝及信號(hào)傳輸?shù)恼_性,計(jì)劃于整星振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證。本發(fā)明涉及此種衛(wèi)星主動(dòng)段加速度傳感器地面振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中的供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置,目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說(shuō)明或報(bào)道,也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類似的資料。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題,驗(yàn)證主動(dòng)段傳感器的安裝及信號(hào)傳輸?shù)恼_性,比對(duì)力學(xué)試驗(yàn)條件(包括單機(jī)試驗(yàn)條件)制定的合理性,本發(fā)明的目的在于提供一種衛(wèi)星地面振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中主動(dòng)段傳感器的供電與數(shù)據(jù)傳輸裝置。利用本發(fā)明,可以實(shí)現(xiàn)在地面振動(dòng)試驗(yàn)時(shí),同時(shí)對(duì)主動(dòng)段傳感器的加速度響應(yīng)進(jìn)行采集分析。為了達(dá)到上述發(fā)明目的,本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種衛(wèi)星地面振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中主動(dòng)段傳感器的供電與數(shù)據(jù)傳輸裝置,該裝置包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器地面供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置,包括為主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)供電的穩(wěn)壓直流電源、加速度響應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)接口,其特征在于所述主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)從衛(wèi)星上法蘭插頭處、與匹配的對(duì)接插座連接并 經(jīng)延長(zhǎng)線接入穩(wěn)壓直流電源以及加速度響應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)接口,穩(wěn)壓直流電源把220V交流電變換成需要的+15V與-15V直流電分別施加到法蘭插頭的第15、16以及12、13號(hào)端,并把I 4號(hào)端需要測(cè)量的加速度信號(hào)接到法蘭插頭面板上的對(duì)應(yīng)接頭(BNC型式),所述主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)測(cè)試電纜把要測(cè)量的加速度通道接入到振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器輸入端。優(yōu)選地,其輸入口與主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)在衛(wèi)星上的法蘭連接,輸出為4個(gè)BNC接口的加速度信號(hào)端。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,還提供一種衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器地面振動(dòng)試驗(yàn)的同步監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包括衛(wèi)星、振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng),還包括權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器地面供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置,其中,所述衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器地面供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置連接在衛(wèi)星與振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)之間,其用于先為主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)供電,在確保主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)能正常工作的前提下,再將其輸出的加速度響應(yīng)信號(hào)連接到振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)采前端。根據(jù)本發(fā)明提供的衛(wèi)星地面振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中主動(dòng)段傳感器的供電與數(shù)據(jù)傳輸裝置,由于采取上述的技術(shù)方案,因此,解決了衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器不能在地面振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中同步采集加速度響應(yīng)的問題,主要涉及該專用主動(dòng)段傳感器與常規(guī)地面力學(xué)試驗(yàn)加速度傳感器不同的供電及數(shù)據(jù)接口兩個(gè)方面。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明提供的所述裝置的轉(zhuǎn)接,將傳統(tǒng)的只能在發(fā)射階段由運(yùn)載供電并且經(jīng)遙測(cè)獲取的響應(yīng)數(shù)據(jù),在地面試驗(yàn)中也能同步獲取并與遙測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)。這樣,可以修正地面力學(xué)試驗(yàn)條件,使衛(wèi)星的地面力學(xué)試驗(yàn)考核變得更加接近衛(wèi)星在運(yùn)載整流罩內(nèi)的真實(shí)動(dòng)力學(xué)環(huán)境,為優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供支撐,為星箭耦合分析帶來(lái)第一手的數(shù)據(jù)。因此,本發(fā)明可以滿足衛(wèi)星主動(dòng)段監(jiān)測(cè)用加速度傳感器對(duì)供電及加速度響應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅诨ㄙM(fèi)很小的情況下,有效解決了主動(dòng)段傳感器地面振動(dòng)試驗(yàn)同步監(jiān)測(cè)的接口問題,具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明取得了如下的有益效果⑴解決了衛(wèi)星主動(dòng)段監(jiān)測(cè)用加速度傳感器地面振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中的供電與數(shù)據(jù)傳輸問題;⑵為星箭耦合分析及改進(jìn)力學(xué)試驗(yàn)條件(包括單機(jī)試驗(yàn)條件)提供依據(jù),為優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、降低衛(wèi)星結(jié)構(gòu)重量提供支撐;⑶應(yīng)用該設(shè)備,可以對(duì)主動(dòng)段傳感器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及校準(zhǔn)。
圖I為主動(dòng)段傳感器接口裝置工作流程簡(jiǎn)圖。
圖2為主動(dòng)段傳感器接ロ輸入面。圖3為主動(dòng)段傳感器接ロ輸出面。
具體實(shí)施例方式為獲取衛(wèi)星在星箭耦合力學(xué)環(huán)境中的實(shí)際力學(xué)輸入條件以及衛(wèi)星主傳カ路徑上各處在主動(dòng)段的力學(xué)響應(yīng)數(shù)據(jù),在星箭連接處、衛(wèi)星主傳カ路徑上布置主動(dòng)段振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。對(duì)應(yīng)每只傳感器加工ー只過(guò)渡插頭,引出4根散線,該過(guò)渡插頭與傳感器電纜插頭對(duì)接。4只傳感器共16根散線分別連接到衛(wèi)星法蘭的對(duì)應(yīng)接點(diǎn)。經(jīng)延長(zhǎng)線與衛(wèi)星的法蘭連接并接入該裝置。該裝置把220V交流電變換成需要的+15V與-15V直流電分別施加到第15、16以及12、13號(hào)端,并把I 4號(hào)端需要測(cè)量的加速度信號(hào)接到面板上的對(duì)應(yīng)接頭(BNC型式),再經(jīng)過(guò)長(zhǎng)測(cè)試電纜把要測(cè)量的加速度通道接入到振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器輸入端,按出廠或計(jì)量的傳感器靈敏度指標(biāo)設(shè)置數(shù)據(jù)采集主控軟件的通道參數(shù)。開啟根據(jù)本發(fā)明提供的所述裝置的電源,此時(shí)所述裝置開始工作,把主動(dòng)段的響應(yīng)測(cè)量通道當(dāng)作ー個(gè)普通的振動(dòng)試驗(yàn)加速度響應(yīng)通道,按振動(dòng)試驗(yàn)大綱進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)采集到的主動(dòng)段響應(yīng)數(shù)據(jù)與臨近振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較。綜上所述,本發(fā)明由于采取了上述的技術(shù)方案,在衛(wèi)星與振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)之間應(yīng)用主動(dòng)段傳感器地面供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置,在振動(dòng)試驗(yàn)加速度響應(yīng)采集器前,通過(guò)本發(fā)明提供的所述裝置,先為主動(dòng)段傳感器供電,在確保傳感器能正常工作的前提下,再將其輸出的加速度響應(yīng)信號(hào)連接到振動(dòng)試驗(yàn)加速度響應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)采前端。因此,本發(fā)明可以滿足衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器地面振動(dòng)試驗(yàn)的同步監(jiān)測(cè)需求,在花費(fèi)很小的情況下,有效解決了主動(dòng)段傳感器地面振動(dòng)試驗(yàn)同步監(jiān)測(cè)的接ロ問題,具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器地面供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置,包括為主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)供電的穩(wěn)壓直流電源、加速度響應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)接口,其特征在于所述主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)從衛(wèi)星上法蘭插頭處、與匹配的對(duì)接插座連接并經(jīng)延長(zhǎng)線接入穩(wěn)壓直流電源以及加速度響應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)接口,穩(wěn)壓直流電源把220V交流電變換成需要的+15V與-15V直流電分別施加到法蘭插頭的第15、16以及12、13號(hào)端,并把I 4號(hào)端需要測(cè)量的加速度信號(hào)接到法蘭插頭面板上的對(duì)應(yīng)接頭,所述主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)測(cè)試電纜把要測(cè)量的加速度通道接入到振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器地面供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置,其特征在于,其輸入口與主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)在衛(wèi)星上的法蘭連接,輸出為4個(gè)BNC接口的加速度信號(hào)端。
3.一種衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器地面振動(dòng)試驗(yàn)的同步監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包括衛(wèi)星、振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng),其特征在于,還包括權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器地面供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置,其中,所述衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器地面供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置連接在衛(wèi)星與振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)之間,其用于先為主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)供電,在確保主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)能正常工作的前提下,再將其輸出的加速度響應(yīng)信號(hào)連接到振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)采前端。
全文摘要
本發(fā)明提供衛(wèi)星主動(dòng)段傳感器地面供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置,包括為主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)供電的穩(wěn)壓直流電源、加速度響應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)接口,其特征在于所述主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)從衛(wèi)星上法蘭插頭處、與匹配的對(duì)接插座連接并經(jīng)延長(zhǎng)線接入穩(wěn)壓直流電源以及加速度響應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)接口,穩(wěn)壓直流電源把直流電分別施加到法蘭插頭的第15、16以及12、13號(hào)端,并把1~4號(hào)端需要測(cè)量的加速度信號(hào)接到法蘭插頭面板上的對(duì)應(yīng)接頭,所述主動(dòng)段內(nèi)裝式壓電加速度計(jì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)測(cè)試電纜把要測(cè)量的加速度通道接入到振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器輸入端。本發(fā)明有效解決了主動(dòng)段傳感器地面振動(dòng)試驗(yàn)同步監(jiān)測(cè)的接口問題,具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)G01M7/02GK102778342SQ20121028555
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者宗益燕, 張利, 洪利, 閔小峰 申請(qǐng)人:上海衛(wèi)星工程研究所