远距离宽范围温度信号测试技术研究

发布时间：2017-12-08 05:25

本文关键词：远距离宽范围温度信号测试技术研究

【摘要】：在火箭发射过程中，发射塔架要承受上千度的高温，这在一定程度上对发射塔架造成了损坏，在经过多次火箭发射任务之后很可能使发射塔架的状态变得不稳定，这会给火箭的发射任务带来不确定的因素，进而可能导致任务的失败，有必要对火箭发射引起的温度环境效应进行监测，温度信号可以为发射塔架的健康评估和寿命预测提供依据。基于此，本文针对火箭发射环境效应的特点设计了温度测试仪，对火箭发射时引起的温度环境效应进行监测。本论文在深入研究需求背景的基础上，设计了发射场发射效应温度测试仪。温度测试仪包括热电偶、变送器，采编存储器三部分。采用了热电偶作为前端温度传感器。热电偶用来感应发射产生的温度变化，将温度信号变化为电压信号；设计了变送器的硬件电路，使热电偶的输出电压信号放大后转变为4mA～20mA的电流信号传送到采编存储器，这样克服了复杂环境对信号的干扰；采编存储器设计了4个采集存储模块，每个采集存储模块有16路采集通道，，共64路采集通道，保证塔架各层各方向能分布测点。各采集存模块由电流转电压模块、抗混叠滤波器、模数转换模块、FPGA控制模块，FLASH模块组成。变送器与采编存储器之间采用了50米长的线缆连接；变送器由热电偶冷端补偿和放大电路，以及0～5V电压转4mA～20mA电流电路组成。由于发射过程中在很短的时间内塔架某些部位温度上升到近千度，所以采用5倍采样率对温度信号进行采样；利用FPGA的并行特性对多片ADC进行同步采样控制；采用了线性拟合和多项式计算对热电偶输出信号进行线性化处理，使测量精度提高。最后对设计的测试仪进行了初步测试。通过测试，本设计的测量精度达到了±5℃，符合设计要求。变送器和采集存储电路可以满足对航天发射场火箭发射时温度环境效应监测的需求。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V553.1

【参考文献】

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