MEMS惯性器件及系统发展研究综述

将MEMS惯性系统分为ISA、IMU和INS三级,分别介绍了国内外的研究概况,并对MEMS INS的发展趋势进行了讨论,供广大惯性导航研究人员参考。     

Gravitational wave detection on the Moon and the moons of Mars

The Moon and the moons of Mars should be extremely quiet seismically and could therefore become sensitive gravitational wave detectors, if instrumented properly. Highly sensitive displacement sensors could be deployed on these planetary bodies to monitor the motion induced by gravitational waves. A superconducting displacement sensor with a 10-kg test mass cooled to 2 K will have an intrinsic instrument noise of 10⁻¹⁶ m Hz^−1/2. These sensors could be tuned to the lowest two quadrupole modes of the body or operated as a wideband detector below its fundamental mode. An interesting frequency range is 0.1–1 Hz, which will be missed by both the ground detectors on the Earth and LISA and would be the best window for searching for stochastic background gravitational waves. Phobos and Deimos have their lowest quadrupole modes at 0.2–0.3 Hz and could offer a sensitivity h_min ? 10⁻²² Hz^−1/2 within their resonance peaks, which is within two orders of magnitude from the goal of the Big Bang Observer (BBO). The lunar and Martian moon detectors would detect many interesting foreground sources in a new frequency window and could serve as a valuable precursor for BBO.     

同步轨道遥感器热设计和热分析

为解决遥感器在同步轨道环境温度场分析中热传导与热辐射的综合处理问题,热传导模型温度计算采用控制容积方法建立有限差分方程;热辐射模型采用奥本海姆方法计算设备表面单元之间辐射换热;根据是否被遮挡,辐射换热中表面单元角系数的计算分别采用积分和数值方法。计算结果表明,采用上述方法进行温度场分析能够有效解决热传导模型与热辐射模型的耦合,求解精度较高,遥感器设备部件稳态分析温度分布和在轨瞬态分析温度曲线变化清楚,可作为进一步精密热控设计的依据。     

电介质材料射频电参数校准系统的组建

在介绍电介质材料电参数测量方法的基础上,研究了电介质材料1MHz-1GHz射频电参数量值溯源和测量方案：采用自行研制谐振法校准装置和（射频Ⅰ-Ⅴ法和自动平衡电桥法）商用仪器组建电介质材料射频电参数校准系统。介绍了系统基本原理,阐述了谐振法校准装置电极系统结构设计特点,分析了校准系统的测量不确定度。     

液体火箭发动机试验热电偶传感器测量工艺

热电偶传感器具有性能稳定、结构简单、使用安全、价格低廉、测温范围广等特点,在液体火箭发动机地面试验中得到了广泛应用。由于输出信号小,在发动机试验的恶劣环境中若使用不当,则容易造成测量不准或测不到数据。针对目前测量中存在的问题,提出了热电偶传感器使用中应注意的一些关键技术和使用工艺要求。工程实践表明,按此工艺操作,热电偶的测量可靠性和测量精度明显提高。     

真空热试验的温度测量系统

文章介绍了航天器真空热试验的温度测量系统,包括热电偶测量系统、无线测量系统和红外摄像测量系统,涉及接触测量和非接触测量、有线传输和无线传输。目前热电偶温度测量系统在国内外真空热试验中居主导地位,应用十分普遍。但国外近几年无线测量系统已得到研制,红外摄像测量系统已得到应用,有的空间机构已计划将新型测量系统列入空间环境模拟器的标准配套设备。航天器温度测量系统的这些发展变化值得业内人士关注,进行必要的技术和设备研发工作,更好地适应未来航天器真空热试验的需要。     

双曲梁传感器推力测量技术应用

为提高小推力发动机的测量精度,对原测量误差大、测量结果易受环境情况影响的应变梁推力测量装置进行了改进。改进后采用双曲梁推力测量系统。从安装、校准等方面介绍了系统的改进措施及实际应用情况。试验结果表明,双曲梁推力测量系统测量精度高,内阻输出低、抗电干扰性能好。     

航天器机械臂柔性力控辅助装配方法

文章从装配的实际需求出发,提出一种航天器机械臂柔性力控辅助装配方法:通过在机械臂末端法兰与负载之间安装的六维力传感器感知作用力与力矩信息,人手直接作用于机械臂末端的负载,系统通过负载的重力补偿算法获得人手作用的力与力矩信息,而后以力/力矩信息作为输入来控制机械臂进行移动或转动,使负载柔性跟随人手运动。文章给出了装配方法的详细设计方案与相关算法,并进行了初步试验验证。试验表明,该装配方法可以有效提高在航天器狭小空间内进行大重量工件安装的效率,且安全可靠。     

超声波流量测量中流速计算方法的对比

超声波流量计(UFM,Ultrasonic Flow Meter)通过测量管路中顺流和逆流方向的超声波传播时间变化计算流速,因此超声波传播时间的准确测量对流量计的精度影响至关重要.对超声波流量计的测量方法进行研究,从环境温度的变化、时间测量的准确性、不确定度的计算3个方面,对比超声波传播时间差法和频率差法对流量测量精度的影响.通过超声波流量测量实验,验证了在流量计未校准的情况下,与频率差法相比,时间差法的测量精度更高,且其校准系数曲线的线性度更好,校准后可在全流量范围内获得更高的测量精度.     

基于FPGA的高清CCD视频信号预处理电路的设计

在高清CCD图像传感器KAI-2093和视频信号处理芯片AD9847工作原理的基础上,设计了高清CCD成像系统视频信号处理电路。选用FPGA器件作为硬件设计载体,使用VHDL语言对AD9847的初始化配置和驱动时序发生器进行了硬件描述。采用ISE10．1软件对所做的设计进行了功能仿真。仿真结果表明,所研制的高清CCD视频信号处理电路不仅可以满足高清CCD成像系统视频处理的要求,而且性能可靠,使用灵活。