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。

　　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，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。