一种静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统及方法技术方案

本发明专利技术属于航空航天技术领域，具体公开了一种静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统及方法，加载系统包括偏置信号、检测高阻模块、电容、检测调制信号、双层屏蔽线、检验质量块，偏置信号从检测高阻模块的输入端进入；检测调制信号和电容的输入端连接；电容的输出端与检测高阻模块的输出端连接于信号混合点；双层屏蔽线连接检验质量块和信号混合点。本发明专利技术的静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统及方法，实现了偏置信号及检测调至信号的混合加载，抑制了外界噪声的干扰，同时防止偏置信号与检测调至信号的混合信号发生衰减，有益于空间非保守力检测灵敏度要求高的系统运用，例如基本物理学理论验证中的引力波探测、等效原理探测等领域。等效原理探测等领域。等效原理探测等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统及方法


[0001]本专利技术涉及航空航天
，尤其涉及一种静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统及方法。

技术介绍

[0002]静电悬浮加速度计是高精度非重力测量设备，可应用于空间各类飞行器的非保守力的精密测量、飞行器精密定轨、基本物理学相关理论的空间验证试验等领域。这些领域的应用需求，对静电加速度计系统提出了很高的噪声需求，为了保证这一需求，系统的各部分都要做严格的降噪设计。其中的偏置及检测信号的加载，一般使用长线加载，是引入噪声的环节之一。而偏置信号和检测信号和测量的精度密切相关，因此必须使用特殊的防噪声措施。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术的主要目的是提供一种静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统及方法。
[0004]一种静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统，包括偏置信号、检测高阻模块、电容、检测调制信号、双层屏蔽线、检验质量块，其中：
[0005]偏置信号从检测高阻模块的输入端进入；检测调制信号和电容的输入端连接；电容的输出端与检测高阻模块的输出端连接于信号混合点；双层屏蔽线连接检验质量块和信号混合点。
[0006]进一步地，还包括运算放大器以及电阻，其中：
[0007]运算放大器的正极输入端与信号混合点连接；电阻连接于运算放大器的负极输入端和输出端之间；
[0008]运算放大器的输出端与双层屏蔽线的内屏蔽层电连接；双层屏蔽线的外屏蔽层接地。
[0009]进一步地，偏置信号为直流偏置电压信号。
[0010]进一步地，检测高阻模块为100kΩ的直流电阻。
[0011]进一步地，检测调制信号为100kHz的正弦电压信号。
[0012]进一步地，检测调制信号由100kHz晶体振荡电路产生。
[0013]进一步地，检测高阻模块包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电感L1；电阻R1的输入端接入偏置信号，电阻R1的输出端与电容C1串联；电感L1与电阻R1、电容C1的串联电路相并联；电阻R2连接在电感L1与信号混合点之间。
[0014]进一步地，电容为0.1uF电容。
[0015]本专利技术还提供一种通过上述加载系统实现静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载方法，加载方法包括：
[0016]在检测高阻模块的输入端施加偏置信号；
[0017]在电容的输入端施加检测调制信号；
[0018]偏置信号和检测调制信号在信号混合点混合后产生混合信号；
[0019]混合信号输入运算放大器的正极输入端；
[0020]运算放大器的输出端信号施加在双层屏蔽线的内屏蔽层；
[0021]双层屏蔽线将信号混合点的混合信号传输至检验质量块。
[0022]本专利技术的静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统及方法，实现了偏置信号及检测调至信号的混合加载，通过双层屏蔽线有效抑制了噪声的干扰，并引入运算放大器和电阻，和双层屏蔽线的内屏蔽层相连接，进一步的抑制了外界噪声的干扰，同时防止偏置信号与检测调至信号的混合信号发生衰减，有益于空间非保守力检测灵敏度要求高的系统运用，例如基本物理学理论验证中的引力波探测、等效原理探测等领域。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例的静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统的结构示意图；
[0024]其中：1
‑
偏置信号、2
‑
检测调制信号、3
‑
检测高阻模块、4
‑
电容、5
‑
信号混合点、6
‑
运算放大器、7
‑
电阻、8
‑
双层屏蔽线、9
‑
检验质量块。
[0025]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]本专利技术提供一种静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统，如图1所示，包括偏置信号(1)、检测高阻模块(3)、电容(4)、检测调制信号(2)、双层屏蔽线(8)、检验质量块(9)，其中：偏置信号(1)从检测高阻模块(3)的输入端进入；检测调制信号(2)和电容(4)的输入端连接；电容(4)的输出端与检测高阻模块(3)的输出端连接于信号混合点(5)；双层屏蔽线(8)连接检验质量块(9)和信号混合点(5)。
[0028]具体的，如图1所示，本专利技术实施例的加载系统还包括运算放大器(6)以及电阻(7)，其中：运算放大器(6)的正极输入端与信号混合点(5)连接；电阻(7)连接于运算放大器(6)的负极输入端和输出端之间；运算放大器(6)的输出端与双层屏蔽线(8)的内屏蔽层电连接；双层屏蔽线(8)的外屏蔽层接地。
[0029]具体的，本专利技术实施例的加载系统中偏置信号(1)为直流偏置电压信号。
[0030]具体的，本专利技术实施例的加载系统中检测高阻模块(3)为100kΩ的直流电阻。
[0031]具体的，本专利技术实施例的加载系统中检测调制信号(2)为100kHz的正弦电压信号。
[0032]具体的，本专利技术实施例的加载系统中检测调制信号(2)由100kHz晶体振荡电路产生。
[0033]具体的，本专利技术实施例的加载系统中检测高阻模块(3)包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电感L1；电阻R1的输入端接入偏置信号(1)，电阻R1的输出端与电容C1串联；电感L1与电
阻R1、电容C1的串联电路相并联；电阻R2连接在电感L1与信号混合点(5)之间。本实施例不限定电阻R1、电阻R2、电容C1、电感L1的具体产品参数，只需要整体达到100kΩ的直流电阻效果即可。
[0034]具体的，本专利技术实施例的加载系统中电容(4)为0.1uF电容。
[0035]本专利技术实施例的加载系统通过标准电压产生的偏置电压VP——偏置信号(1)，通过直流电阻100kΩ的检测高阻模块(3)，同时，100kHz晶体振荡电路产生的正弦信号Vd——检测调制信号(2)，通过0.1uF电容(4)后，正弦信号Vd与偏置电压Vp混合，通过双层屏蔽线(8)连接到检验质量块(9)上，完成了检测和偏置信号的加载。将正弦信号Vd与偏置电压Vp的混合信号引入运算放大器(6)，将输出连接双层屏蔽线的内屏蔽层，抑制了外界噪声的干扰，同时防止双层屏蔽线(8)对正弦信号Vd与偏置电压Vp的混合信号的衰减。电阻(7)连接于运算放大器(6)的负极输入端和输出端之间，保证了运算放大器(6)工作在合适的电压幅度上。由于检验质量块(9)对地的直流电阻很大，有数百兆欧，而检测高阻模块(3)只有直流电阻100kΩ，因此偏置电压V本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统，其特征在于，包括偏置信号、检测高阻模块、电容、检测调制信号、双层屏蔽线、检验质量块，其中：所述偏置信号从所述检测高阻模块的输入端进入：所述检测调制信号和所述电容的输入端连接；所述电容的输出端与所述检测高阻模块的输出端连接于信号混合点；所述双层屏蔽线连接所述检验质量块和所述信号混合点。2.如权利要求1所述的静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统，其特征在于，还包括运算放大器及电阻，其中：所述运算放大器的正极输入端与所述信号混合点连接；所述电阻连接于所述运算放大器的负极输入端和输出端之间；所述运算放大器的输出端与所述双层屏蔽线的内屏蔽层电连接；所述双层屏蔽线的外屏蔽层接地。3.如权利要求2所述的静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统，其特征在于，所述偏置信号为直流偏置电压信号。4.如权利要求2所述的静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统，其特征在于，所述检测高阻模块为100kΩ的直流电阻。5.如权利要求2所述的静电悬浮加速度计调制及偏置电压的加载系统，其特征在于，所述检测调制信号为100kHz的正弦电压信号。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光峰，李云鹏，王佐磊，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：