航天领域小信号测量的应用与研究宋涛

航天领域小信号测量的应用与研究宋涛

宋涛

（中国电子科技集团公司天津300384）

摘要：本文主要论述小信号测量在航天领域的应用场景，通过对小信号测量自身固有难点的分析与研究，结合航天领域可靠性、低风险的系统要求，创新性的提出了一种简单有效的微小信号测量放大电路。试验结果与数据验证了设计的合理性与正确性。

关键词：微小信号测量；可靠性

Abstract：Thispapermainlydiscussestheapplicationofthesmallsignalmeasurementinthefieldofaerospacefield,throughtheanalysisandresearchoftheinherentdifficultiesofthesmallsignalmeasurement,combinedwiththesystemrequirementsofthereliability,lowrisk,innovativeputforwardasimpleandeffectivesmallsignalamplifiercircuit.Theexperimentaldataandresultsverifytherationalityandcorrectnessofthedesign.

Keywords：Thesmallsignalmeasurement;Reliability

1小信号测量在航天领域的应用

航天工程是典型的系统工程，无论是飞机、火箭，还是卫星、空间站，从表征航天产品功能健康的各项遥控遥测参数，到压力传感器、光电传感器等各种监控信号的放大与测量，小信号所涉及的领域无处不在。本文以航天领域中压力传感器产生的小信号测量为例，提出了一种简单有效的放大电路。

2小信号测量的难点

小信号测量存在着一些自身固有的难点，主要表现在以下两个方面：

（1）小信号测量容易受到周围电子产品的噪声干扰；

（2）放大电路电子器件自身的“温漂”与“零漂”影响测试精度；

3一种简单有效的小信号放大测量电路

航天工程中，以氢镍蓄电池为电源的卫星系统，电源控制设备（PCU）需要实时监控蓄电池组的电池压力，并以此为依据对整星负载的用电情况进行控制。蓄电池组的电池压力通过粘连在其表面的压力应变片发生形变而产生，测量电路将应变片引起的电阻变化转化为电压信号，范围通常在0mv-20mv，后续电路再将这一微小信号放大测量，传送至遥控遥测接口，供电源控制设备（PCU）使用。

氢镍蓄电池压力应变片选用电阻箔式应变片，测量采用惠更斯全桥式电路(见图1)。由于航天系统的可靠性要求，我们采用2路相互独立的电路设计，电路形式与功能完全相同，对同一信号源进行测量，也可以互相验证测试数据的正确性。当其中一路发生故障时，不会影响控制器对蓄电池的压力控制。压力传感器和压力测量电路关系如图2所示。

由实验数据以及拟合曲线可知，两路放大电路一致性较好，两路独立备份的电路相互佐证器测试数据的正确性，完成了小信号测量的目的，满足精度要求。

参考文献：

[1]OP放大电路设计〔日〕冈村廸夫著科学出版社.

[2]模拟技术应用技巧101例.〔日〕稻叶保著科学出版社

[3]晶体管电路设计〔日〕铃木雅臣著科学出版社.

作者简介：宋涛（1985-），男，山西省人，工程师，硕士，主要研究方向为航天电源系统设计及航天电源控制技术。