一种感应式极性检测系统校准装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种感应式极性检测系统校准装置与方法，实现了感应式极性检测系统的校准，校准装置包括依次连接的上位机及控制系统、交变电流源、电流测量系统及交变磁场线圈；设备上电后，在上位机及控制系统设定输出电流波形参数，交变电流源根据电流波形参数输出精密目标交流电流源信号；精密目标交流电流源信号经标准电阻转化为电压信号，采集电压信号，得到电压曲线，将电压曲线转化为电流曲线，通过分析及数据处理，得到标准电流参数；电压信号通过交变磁场线圈转换成磁场信号，由感应式极性检测系统进行测量得到测量电流参数，将测量电流参数与标准电流参数进行对比，实现校准。

【技术实现步骤摘要】
一种感应式极性检测系统校准装置与方法
本专利技术涉及一种感应式极性检测系统的校准装置与方法。
技术介绍
航天发动机是保证航天器精确入轨和长期在轨运行的核心部件，要求其动力系统动作准确、响应快速，发动机电磁阀按控制指令要求开启和关断，产生脉冲形式的推力，实现推力的脉宽调制，其工作过程是一个时间要求很严格的动作序列。为满足型号动力系统与控制系统一致性、协调性和匹配性的要求，研究人员研制了感应式极性检测系统(见火箭推进-2011年6月，电磁阀启闭特性非接触测量方法研究)，该系统能够实时检测并显示多种型号动力系统根据控制指令动作的情况。目前，感应式极性检测系统仅能进行功能验证，没有有效的校准系统及方法对其进行校准，导致其检测精度不能达到要求。
技术实现思路
为了解决感应式极性检测系统的校准问题，本专利技术提供一种感应式极性检测系统的校准装置与方法。本专利技术的技术解决方案是提供一种感应式极性检测系统校准装置，其特殊之处在于：包括依次连接的上位机及控制系统、交变电流源、电流测量系统及交变磁场线圈；交变电流源用于根据上位机及控制系统的指令输出精密目标交流电流源信号；电流测量系统包括标准电阻与数字多用表，标准电阻用于将交变电流源输出的精密目标交流电流源信号转化为电压信号；数字多用表用于采集标准电阻上的电压数据；交变磁场线圈用于将电压信号转化为磁场信号；被校对象感应式极性检测系统测量磁场信号，输出测量电流；上位机及控制系统内储存计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：步骤1、控制交变电流源输出精密目标交流电流源信号；步骤2、将数字多用表采集标准电阻上的电压数据换算成标准电流参数，与被校对象感应式极性检测系统测量得到的电流参数作对比，实现校准。进一步地，交变电流源包括ACDC模块、FPGA+DSP主控制器、高精度时钟模块、触摸屏、高精度DAC、可控功率电源、功率耗散MOS阵列、精密线性控流电路与线性反馈及补偿电路；ACDC模块用于将市电电源输出的220V交流电转换成直流电输出给FPGA+DSP主控制器供电；高精度时钟模块用于时钟同步，保证FPGA+DSP主控制器信号时钟频率同步；根据上位机及控制系统发出的指令利用触摸屏向FPGA+DSP主控制器输入电流波形参数，电流波形参数包括上升时间、下降时间、拐点时间、上升阶段幅值、下降阶段幅值及拐点幅值参数；FPGA+DSP主控制器将电流波形参数转化为幅值参数和时间参数，将幅值参数传递给可控功率电源，将时间参数传递给高精度DAC；可控功率电源用于根据FPGA+DSP主控制器发送的幅值参数输出电压至功率耗散MOS阵列；功率耗散MOS阵列用于提升可控功率电源的输出功率；高精度DAC用于根据FPGA+DSP主控制器发送的时间参数输出交流控制信号，作为精密线性控流电路的输入；精密线性控流电路用于接收交流控制信号并控制功率耗散MOS阵列工作在线性工作区，最终输出目标交流电流源信号；线性反馈及补偿电路用于补偿精密线性控流电路信号输出，进而控制精密线性控流电路输出精密目标交流电流源信号。进一步地，交变磁场线圈采用四环Barker线圈。一种感应式极性检测系统校准方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：步骤1、在上位机及控制系统设定输出电流波形参数，包括上升时间、下降时间、拐点时间、上升阶段幅值、下降阶段幅值及拐点幅值参数；步骤2、交变电流源根据电流波形参数输出精密目标交流电流源信号；步骤3、精密目标交流电流源信号经标准电阻转化为电压信号，采集电压信号，得到电压曲线，将电压曲线转化为电流曲线，通过分析及数据处理，得到标准电流参数；步骤4、电压信号通过交变磁场线圈转换成磁场信号，由感应式极性检测系统进行测量得到测量电流参数，测量电流参数与标准电流参数进行对比，实现校准。进一步地，步骤2具体为：ACDC模块将市电电源输出的220V交流电转换成直流电输出给FPGA+DSP主控制器供电；高精度时钟模块发送时钟同步指令，保证FPGA+DSP主控制器信号时钟频率同步；根据上位机及控制系统发出的指令利用触摸屏向FPGA+DSP主控制器输入电流波形参数，电流波形参数包括上升时间、下降时间、拐点时间、上升阶段幅值、下降阶段幅值及拐点幅值参数；FPGA+DSP主控制器将电流波形参数转化为幅值参数和时间参数，将幅值参数传递给可控功率电源，将时间参数传递给高精度DAC；可控功率电源根据FPGA+DSP主控制器发送的幅值参数输出电压至功率耗散MOS阵列；功率耗散MOS阵列提升可控功率电源的输出功率；高精度DAC根据FPGA+DSP主控制器发送的时间参数输出交流控制信号，作为精密线性控流电路的输入；精密线性控流电路接收交流控制信号并控制功率耗散MOS阵列工作在线性工作区，最终输出目标精密交流电流源信号；线性反馈及补偿电路补偿精密线性控流电路信号输出，进而控制精密线性控流电路输出目标精密交流电流源信号。本专利技术的优点是：1、本专利技术通过上位机及控制系统设置目标交变电流参数，并控制交变电流源按照交变电流参数输出精密目标交流电流源信号，再将目标交流电流源信号转化为电压信号通过交变磁场线圈转换成磁场信号，由感应式极性检测系统进行测量得到测量电流参数，将测量电流参数与标准电流参数进行对比，实现校准。通过设置不同的交变电流参数，可实现多种感应式极性检测系统的校准。2、该方案结构简单、可行、有效，具有推广价值。附图说明图1为感应式极性检测系统校准装置原理框图；图2为实施例中交变电流源原理框图。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步地描述。从图1可以看出，本实施例感应式极性检测系统校准装置，包括上位机及控制系统、交变电流源、电流测量系统及交变磁场线圈。上位机及控制系统的输出端与交变电流源的输入端连接，可以控制交变电流源输出需要的精密交流电流源信号。交变电流源原理框图如图2所示，包括ACDC模块、FPGA+DSP主控制器、高精度时钟模块、触摸屏、高精度DAC、可控功率电源、功率耗散MOS阵列、精密线性控流电路与线性反馈及补偿电路；ACDC模块的输入端用于与市电电源连接，ACDC模块的输出端与FPGA+DSP主控制器的输入端连接，可以将市电电源输出的220V交流电转换成直流电输出给FPGA+DSP主控制器供电。高精度时钟模块的输出端与FPGA+DSP主控制器的输入端连接，用于时钟同步，保证FPGA+DSP主控制器信号时钟频率同步。触摸屏与FPGA+DSP主控制器连接，通过触摸屏可以根据上位机及控制系统发出的指令向FPGA+DSP主控制器输入电流波形参数，电流波形参数包括上升时间、下降时间、拐点时间、上升阶段幅值、下降阶段幅值及拐点幅值参数。FPGA+DSP主控制器用于将电流波形参数转化为幅值参数和时间参数，将幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种感应式极性检测系统校准装置，其特征在于：包括依次连接的上位机及控制系统、交变电流源、电流测量系统及交变磁场线圈；/n交变电流源用于根据上位机及控制系统的指令输出精密目标交流电流源信号；/n电流测量系统包括标准电阻与数字多用表，标准电阻用于将交变电流源输出的精密目标交流电流源信号转化为电压信号；数字多用表用于采集标准电阻上的电压数据；/n交变磁场线圈用于将电压信号转化为磁场信号；被校对象感应式极性检测系统测量磁场信号，输出测量电流；/n上位机及控制系统内储存计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：/n步骤1、控制交变电流源输出精密目标交流电流源信号；/n步骤2、将数字多用表采集标准电阻上的电压数据换算成标准电流参数，与被校对象感应式极性检测系统测量得到的电流参数作对比，实现校准。/n

【技术特征摘要】
1.一种感应式极性检测系统校准装置，其特征在于：包括依次连接的上位机及控制系统、交变电流源、电流测量系统及交变磁场线圈；
交变电流源用于根据上位机及控制系统的指令输出精密目标交流电流源信号；
电流测量系统包括标准电阻与数字多用表，标准电阻用于将交变电流源输出的精密目标交流电流源信号转化为电压信号；数字多用表用于采集标准电阻上的电压数据；
交变磁场线圈用于将电压信号转化为磁场信号；被校对象感应式极性检测系统测量磁场信号，输出测量电流；
上位机及控制系统内储存计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：
步骤1、控制交变电流源输出精密目标交流电流源信号；
步骤2、将数字多用表采集标准电阻上的电压数据换算成标准电流参数，与被校对象感应式极性检测系统测量得到的电流参数作对比，实现校准。


2.根据权利要求1所述的感应式极性检测系统校准装置，其特征在于：交变电流源包括ACDC模块、FPGA+DSP主控制器、高精度时钟模块、触摸屏、高精度DAC、可控功率电源、功率耗散MOS阵列、精密线性控流电路与线性反馈及补偿电路；
ACDC模块用于将市电电源输出的220V交流电转换成直流电输出给FPGA+DSP主控制器供电；
高精度时钟模块用于时钟同步，保证FPGA+DSP主控制器信号时钟频率同步；
根据上位机及控制系统发出的指令利用触摸屏向FPGA+DSP主控制器输入电流波形参数，电流波形参数包括上升时间、下降时间、拐点时间、上升阶段幅值、下降阶段幅值及拐点幅值参数；
FPGA+DSP主控制器将电流波形参数转化为幅值参数和时间参数，将幅值参数传递给可控功率电源，将时间参数传递给高精度DAC；
可控功率电源用于根据FPGA+DSP主控制器发送的幅值参数输出电压至功率耗散MOS阵列；
功率耗散MOS阵列用于提升可控功率电源的输出功率；
高精度DAC用于根据FPGA+DSP主控制器发送的时间参数输出交流控制信号，作为精密线性控流电路的输入；
精密线性控流电路用于接收交流控制信号并控制功率耗散MOS阵列工作在线性工作区，最终输出目标交流电流源信号；
线性反馈及补偿...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙新新，常莹，赵华，张永攀，王平，张琪，
申请(专利权)人：西安航天计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61