本發(fā)明涉及航天器，尤其涉及一種基于振動(dòng)傳感器的星載振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

衛(wèi)星從發(fā)射到完成飛行任務(wù)的整個(gè)過(guò)程中要經(jīng)歷各種復(fù)雜的力學(xué)環(huán)境作用，為防止衛(wèi)星因主動(dòng)段的振動(dòng)導(dǎo)致的破壞，目前衛(wèi)星在設(shè)計(jì)時(shí)都留有較大的裕度，增加了衛(wèi)星的研制成本及研制周期。另一方面，隨著運(yùn)載火箭技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于火箭上面級(jí)的振動(dòng)量級(jí)的研究仍處于仿真階段，并未得到實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的支撐，理論研究成果并未得到實(shí)踐的驗(yàn)證。為了增加針對(duì)衛(wèi)星主動(dòng)段力學(xué)環(huán)境真實(shí)情況的了解，使衛(wèi)星技術(shù)要求里具有針對(duì)性的抗振指標(biāo)，對(duì)衛(wèi)星主動(dòng)段的力學(xué)環(huán)境進(jìn)行分析研究是急迫需要解決的問(wèn)題，這也是星載振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置研制的主要意義。

隨著航天器性能的提升，微振動(dòng)對(duì)在軌衛(wèi)星主要載荷的性能指標(biāo)的影響越來(lái)越被重視，微振動(dòng)抑制技術(shù)，特別是主動(dòng)式隔振技術(shù)的應(yīng)用需求也日趨顯現(xiàn)和重要，通過(guò)監(jiān)測(cè)為主動(dòng)隔振控制提供數(shù)據(jù)支持，更增加了星載振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置研制的意義。同時(shí)，結(jié)合針對(duì)衛(wèi)星等航天器對(duì)體積、重量和功耗的綜合要求，在滿足力學(xué)環(huán)境監(jiān)測(cè)的同時(shí)，優(yōu)化裝置的體積、重量和功耗也是星載振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的重要方面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種在滿足力學(xué)環(huán)境監(jiān)測(cè)的同時(shí)，優(yōu)化裝置的體積、重量和功耗的基于振動(dòng)傳感器的星載振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種空間信息網(wǎng)絡(luò)天基試驗(yàn)系統(tǒng)，包括：第一振動(dòng)傳感器、第二振動(dòng)傳感器和振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元；其中所述第一振動(dòng)傳感器及所述第二振動(dòng)傳感器分別設(shè)置在衛(wèi)星上；所述振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元設(shè)置在衛(wèi)星的服務(wù)艙內(nèi)；所述第一振動(dòng)傳感器及所述第二振動(dòng)傳感器分別通過(guò)線纜與所述振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元連接。

優(yōu)選地，所述振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元包括機(jī)殼以及設(shè)置在所述機(jī)殼內(nèi)的信號(hào)處理電路板，在所述信號(hào)處理電路板上設(shè)有信號(hào)處理電路。

優(yōu)選地，所述信號(hào)處理電路包括：第一傳感電路和第二傳感電路，所述第一傳感電路和所述第二傳感電路分別與所述第一振動(dòng)傳感器及所述第二振動(dòng)傳感器連接；信號(hào)選通和模/數(shù)采集模塊，所述信號(hào)選通和模/數(shù)采集模塊與所述第一傳感電路和所述第二傳感電路連接；數(shù)字處理模塊，所述數(shù)字處理模塊通過(guò)電平轉(zhuǎn)換模塊與所述信號(hào)選通和模/數(shù)采集模塊連接；綜合電子單元，所述綜合電子單元通過(guò)接口與所述數(shù)字處理模塊連接。

優(yōu)選地，所述第一傳感電路包括相互連接的第一信號(hào)拾取模塊及第一放大濾波器；其中所述第一信號(hào)拾取模塊與所述第一振動(dòng)傳感器連接，所述第一放大濾波器與所述信號(hào)選通和模/數(shù)采集模塊連接。

優(yōu)選地，所述第二傳感電路包括相互連接的第二信號(hào)拾取模塊及第二放大濾波器；其中所述第二信號(hào)拾取模塊與所述第二振動(dòng)傳感器連接，所述第二放大濾波器與所述信號(hào)選通和模/數(shù)采集模塊連接。

優(yōu)選地，還包括第一傳感器供電電路及第二傳感器供電電路，所述第一傳感器供電電路及所述第二傳感器供電電路分別與所述第一振動(dòng)傳感器及所述第二振動(dòng)傳感器連接。

優(yōu)選地，還包括看門狗，所述看門狗與所述電平轉(zhuǎn)換模塊連接。

優(yōu)選地，還包括閃存，所述閃存與所述數(shù)字處理模塊連接。

優(yōu)選地，還包括供電電路，所述供電電路與外界的供配點(diǎn)單元連接。

優(yōu)選地，所述接口為RS422接口。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)：

1)同時(shí)支持三種數(shù)據(jù)處理模式，包括原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和下傳模式，數(shù)據(jù)FFT變換并下傳頻域的頻率、幅值和相位數(shù)據(jù)模式，數(shù)據(jù)挑點(diǎn)并下傳時(shí)域各采集點(diǎn)的最大值數(shù)據(jù)模式；

2)對(duì)振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元，進(jìn)行了限流保護(hù)、防浪涌和看門狗等安全性設(shè)計(jì)；

3)為振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元，設(shè)計(jì)預(yù)留了1路5V/1A外部供電輸出和1路RS422數(shù)據(jù)通信通道。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。

圖1為本發(fā)明基于振動(dòng)傳感器的星載振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置原理圖；

圖2為本發(fā)明基于振動(dòng)傳感器的星載振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元的信號(hào)處理電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明基于振動(dòng)傳感器的星載振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置包括第一振動(dòng)傳感器、第二振動(dòng)傳感器和振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元，如圖1所示。

第一振動(dòng)傳感器和第二振動(dòng)傳感器分別安裝在星體上需要進(jìn)行力學(xué)環(huán)境監(jiān)測(cè)的位置，振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元安裝在衛(wèi)星服務(wù)艙內(nèi)，第一振動(dòng)傳感器和第二振動(dòng)傳感器與振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元之間分別通過(guò)專用線纜連接，振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元的供電接口、RS422通信接口分別與星上供配電單元和綜合電子單元連接。

第一振動(dòng)傳感器和第二振動(dòng)傳感器的重量?jī)H為9.3克，體積僅為14立方毫米，支持膠接和螺紋連接兩者安裝方式。

如圖2所示，振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元由機(jī)殼和信號(hào)處理電路板組成，振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元的機(jī)殼包括框體、上蓋板、下蓋板和螺釘組成；振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元的信號(hào)處理電路板為單板結(jié)構(gòu)，信號(hào)處理電路板安裝和固定在殼體內(nèi)部，并通過(guò)固定在機(jī)殼上的電連接器與外部連接。

振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元的重量?jī)H為1.175千克，體積僅為196毫米×166毫米×35毫米，功耗小于8W，通過(guò)4個(gè)M4的螺釘與星體連接。

振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元中使用的電子元器件質(zhì)量等級(jí)工業(yè)級(jí)比率達(dá)到95％以上，較其他星載振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，極大的降低了裝置的研制成本。

信號(hào)處理電路包括：第一傳感電路和第二傳感電路，第一傳感電路和第二傳感電路分別與第一振動(dòng)傳感器及第二振動(dòng)傳感器連接；信號(hào)選通和模/數(shù)采集模塊，信號(hào)選通和模/數(shù)采集模塊與第一傳感電路和第二傳感電路連接；數(shù)字處理模塊，數(shù)字處理模塊通過(guò)電平轉(zhuǎn)換模塊與信號(hào)選通和模/數(shù)采集模塊連接；綜合電子單元，綜合電子單元通過(guò)接口與數(shù)字處理模塊連接。

第一傳感電路包括相互連接的第一信號(hào)拾取模塊及第一放大濾波器；其中第一信號(hào)拾取模塊與第一振動(dòng)傳感器連接，第一放大濾波器與信號(hào)選通和模/數(shù)采集模塊連接。

第二傳感電路包括相互連接的第二信號(hào)拾取模塊及第二放大濾波器；其中第二信號(hào)拾取模塊與第二振動(dòng)傳感器連接，第二放大濾波器與信號(hào)選通和模/數(shù)采集模塊連接。

第一傳感器供電電路及第二傳感器供電電路分別與第一振動(dòng)傳感器及第二振動(dòng)傳感器連接。

看門狗與電平轉(zhuǎn)換模塊連接；閃存與數(shù)字處理模塊連接；供電電路與外界的供配點(diǎn)單元連接。

接口為RS422接口。

振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元同時(shí)支持三種數(shù)據(jù)處理模式，包括原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和下傳模式，數(shù)據(jù)FFT變換并下傳頻域的頻率、幅值和相位數(shù)據(jù)模式，數(shù)據(jù)挑點(diǎn)并下傳時(shí)域各采集點(diǎn)的最大值數(shù)據(jù)模式。

振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行了限流保護(hù)、防浪涌和看門狗等安全性設(shè)計(jì)。

振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元設(shè)計(jì)預(yù)留了1路5V/1A外部供電輸出和1路RS422數(shù)據(jù)通信通道。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。