微波開(kāi)關(guān)壽命試驗(yàn)設(shè)備的測(cè)控儀設(shè)計(jì)
主要介紹了微波開(kāi)關(guān)壽命試驗(yàn)設(shè)備中測(cè)控儀的設(shè)計(jì)。測(cè)控儀的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)微波開(kāi)關(guān)的控制指令傳送、狀態(tài)遙測(cè)參數(shù)采集,對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的各種真空泵、加熱器進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)真空室壓力、溫度的采集與控制,并提供相關(guān)的人機(jī)交互界面,完成非正常情況的保護(hù)處理等。測(cè)控儀的設(shè)計(jì)采用了TI 公司的DSP組成核心控制單元,實(shí)現(xiàn)參數(shù)的實(shí)時(shí)控制和采集;采用WINCE觸控一體機(jī)提供人機(jī)交互界面,實(shí)現(xiàn)通訊數(shù)據(jù)的接收、顯示、及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
引言
微波開(kāi)關(guān)壽命試驗(yàn)設(shè)備用于模擬微波開(kāi)關(guān)星上在軌長(zhǎng)期貯存過(guò)程中的真空環(huán)境條件,采用渦輪分子泵和機(jī)械泵機(jī)組獲得初始真空度,在長(zhǎng)期工作過(guò)程中,采用濺射離子泵維持系統(tǒng)真空度。試驗(yàn)設(shè)備可以長(zhǎng)時(shí)間不間斷工作,具有無(wú)污染、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲的優(yōu)點(diǎn)。微波開(kāi)關(guān)壽命試驗(yàn)設(shè)備的測(cè)控儀(簡(jiǎn)稱(chēng)測(cè)控儀)是該試驗(yàn)設(shè)備的重要組成部分,測(cè)控儀的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)微波開(kāi)關(guān)的遙控指令傳送、狀態(tài)遙測(cè)參數(shù)采集,對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的各種泵、加熱器進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)真空室壓力、溫度的采集與控制,并提供相關(guān)的人機(jī)交互界面,完成非正常情況下的保護(hù)處理。
1、測(cè)控儀的技術(shù)要求
測(cè)控儀是微波開(kāi)關(guān)壽命試驗(yàn)設(shè)備的關(guān)鍵部分,不僅要實(shí)現(xiàn)微波開(kāi)關(guān)的遙控、遙測(cè),還要完成試驗(yàn)設(shè)備中各類(lèi)輔助儀器的自動(dòng)控制,并提供相關(guān)的人機(jī)交互界面。
1.1、微波開(kāi)關(guān)遙測(cè)遙控要求
通過(guò)面板上的開(kāi)關(guān)發(fā)送9 條微波開(kāi)關(guān)切換指令,指令類(lèi)型為28 V正脈沖,脈寬可調(diào);面板帶電壓指示和調(diào)節(jié)旋鈕;通過(guò)面板上的發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)對(duì)9路開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合狀態(tài)的指示,并對(duì)該狀態(tài)進(jìn)行存儲(chǔ)。
1.2、輔助儀器測(cè)控要求
1.2.1、控制對(duì)象
控制對(duì)象為1臺(tái)機(jī)械泵、1臺(tái)分子泵、1臺(tái)濺射離子泵、一路電加熱器。采用繼電器的方式控制3 臺(tái)泵的電源,通過(guò)分子泵和濺射離子泵的控制接口自動(dòng)控制泵的啟停。儀器具備如下安全保護(hù)策略:當(dāng)系統(tǒng)壓力高于10 Pa時(shí),不能啟動(dòng)分子泵;當(dāng)系統(tǒng)壓力高于1×10-3 Pa時(shí),不能啟動(dòng)濺射離子泵。通過(guò)面板開(kāi)關(guān),控制加熱器的開(kāi)啟,加熱系統(tǒng)采用反饋控制,溫度信號(hào)由鉑電阻傳感器反饋,通過(guò)環(huán)帶加熱器實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)帶表面的加熱控溫,控溫范圍為50 ℃±5 ℃,加熱器供電為交流,電壓可調(diào)節(jié)。測(cè)控儀具有聲音報(bào)警功能,在濺射離子泵單獨(dú)工作時(shí),如果系統(tǒng)壓力高于1×10-3 Pa,則自動(dòng)停止濺射離子泵,啟動(dòng)聲音報(bào)警器,進(jìn)行壓力超范圍報(bào)警;并且測(cè)控儀具有斷電隔離功能,當(dāng)異常斷電后,應(yīng)使總電源開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài),避免來(lái)電后設(shè)備自動(dòng)加電。
1.2.2、測(cè)量對(duì)象
測(cè)控儀的測(cè)量對(duì)象為四路溫度信號(hào)和一路真空室壓力信號(hào)。溫度測(cè)量采用鉑電阻傳感器,測(cè)量范圍為0~60 ℃,對(duì)所測(cè)量的溫度值進(jìn)行采集顯示;壓力信號(hào)由真空計(jì)測(cè)量給出壓力數(shù)據(jù),并進(jìn)行顯示;測(cè)控儀能對(duì)各路溫度和壓力測(cè)量值進(jìn)行存貯和查詢(xún)。
2、測(cè)控儀的設(shè)計(jì)
測(cè)控儀采用了由TI公司的DSP芯片組成的運(yùn)算處理單元,實(shí)現(xiàn)微波開(kāi)關(guān)的遙控遙測(cè)功能、各種泵的控制和加熱控溫功能;采用工業(yè)級(jí)嵌入式觸控一體機(jī)提供人機(jī)交互界面,該機(jī)具有17.8 cm(7寸)高清觸摸屏,完成各種數(shù)據(jù)的顯示及存儲(chǔ)。測(cè)控儀組成原理圖如圖1所示。
圖1 測(cè)控儀組成原理圖
3、測(cè)控儀的應(yīng)用
測(cè)控儀設(shè)計(jì)完成后,進(jìn)行了產(chǎn)品的加工制造及調(diào)試,經(jīng)測(cè)試,各項(xiàng)功能指標(biāo)都能滿(mǎn)足微波開(kāi)關(guān)壽命試驗(yàn)的要求。測(cè)控儀隨微波開(kāi)關(guān)壽命試驗(yàn)設(shè)備交付用戶(hù),成功應(yīng)用于微波開(kāi)關(guān)的壽命驗(yàn)證試驗(yàn),測(cè)控儀自動(dòng)化程度高,人機(jī)交互界面合理,操作簡(jiǎn)單,使用方便,可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期無(wú)人值守試驗(yàn),目前已累計(jì)無(wú)故障運(yùn)行3年多,各項(xiàng)指標(biāo)正常,試驗(yàn)仍在進(jìn)行。