[發(fā)明專利]基于變介質(zhì)電容橋測量冷氣推力器響應時間的系統(tǒng)及方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011387008.X | 申請日： | 2020-12-01 |
| 公開（公告）號： | CN112729641A | 公開（公告）日： | 2021-04-30 |
| 發(fā)明（設計）人： | 徐偉峰;杭觀榮;余水淋;喬彩霞;李林;李文帥;李永策;金逸舟 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海空間推進研究所 |
| 主分類號： | G01L5/00 | 分類號： | G01L5/00 |
| 代理公司： | 上海段和段律師事務所 31334 | 代理人： | 李佳俊;郭國中 |
| 地址： | 201112 上*** | 國省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 介質(zhì) 電容 測量 冷氣 推力 響應 時間 系統(tǒng) 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種基于變介質(zhì)電容橋測量冷氣推力器響應時間的系統(tǒng)及方法，包括：電容橋電路部件、運放電路部件；所述電容橋電路部件與運放電路部件相連接；所述電容橋電路部件包括：電容C1、電容C2、電容C3、電容C4以及冷氣推力器；所述電容C1的一端與電容C2的一端相連；所述電容C1的另一端與電容C3的一端相連；所述電容C2的另一端與電容C4的一端相連；所述電容C4的另一端與電容C3的另一端相連；所述電容C4的與冷氣推力器相連接。本發(fā)明采用變介質(zhì)電容橋法將推力信號轉(zhuǎn)化為電壓信號并采用運放電路進行信號放大，最后通過示波器可以實現(xiàn)μs級別的信號采集，以此滿足推力響應時間的要求。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及冷氣推力器響應時間測量技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于變介質(zhì)電容橋測量冷氣推力器響應時間的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)
隨著微推進技術(shù)的發(fā)展，配套的性能測量技術(shù)也得到了研究，推力響應時間是推力器重要的性能參數(shù)之一。對于冷氣推進系統(tǒng)而言，推力響應時間包括制動部件供電、響應以及工質(zhì)氣體填充并噴出推力器的時間，其中工質(zhì)的填充以及噴出占主要部分，其大小決定了微推力器啟動時間的快慢。冷氣推進系統(tǒng)的推力響應時間通常在毫秒級，其測量存在著一定的難度。
目前在微推力測量領(lǐng)域內(nèi)仍以使用傳統(tǒng)扭擺式或扭稱式推力架為代表的直接測量法為主，將推力信號轉(zhuǎn)化為其他信號(如光電信號)并進行高頻采集的間接測量法使用較少。
專利文獻CN107091705A公開了一種微推力測量方法，還提供一種單擺微推力測量裝置和一種三絲扭擺微推力測量裝置，在保持重力方向和微推力方向垂直狀態(tài)下，通過機械平衡原理，將微推力物理量轉(zhuǎn)化為位移的物理量，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)存在由于推力與重力在同一個方向或?qū)ν七M器的質(zhì)量變化敏感等因素的影響，從而導致精度低且誤差大的問題。該專利在結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能上仍然有待提高的空間。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于變介質(zhì)電容橋測量冷氣推力器響應時間的系統(tǒng)及方法。
根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于變介質(zhì)電容橋測量冷氣推力器響應時間的系統(tǒng)，包括：電容橋電路部件、運放電路部件；
所述電容橋電路部件與運放電路部件相連接；
所述電容橋電路部件包括：電容C1、電容C2、電容C3、電容C4以及冷氣推力器；
所述電容C1的一端與電容C2的一端相連；
所述電容C1的另一端與電容C3的一端相連；
所述電容C2的另一端與電容C4的一端相連；
所述電容C4的另一端與電容C3的另一端相連；
所述電容C4的與冷氣推力器相連接；
所述運放電路部件能夠?qū)﹄娙輼螂娐凡考敵龅碾妷盒盘栠M行放大。
優(yōu)選地，所述運放電路部件采用同相并聯(lián)三運放結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，所述運放電路部件包括：差分電路、整流電路。
優(yōu)選地，所述電容C1、電容C2、電容C3均采用可調(diào)節(jié)電容。
所述可調(diào)節(jié)電容用于在測量前調(diào)節(jié)兩個電容支路間的電壓平衡，使可調(diào)節(jié)電容在測量前電壓輸出為零。
優(yōu)選地，所述電容C4采用平行板電容。
所述平行板電容用于實現(xiàn)測量前后的電容改變，運放電路用于信號放大，示波器用于信號采集。
優(yōu)選地，還包括：電容支路；所述電容C4的與冷氣推力器一起置于真空環(huán)境中。
優(yōu)選地，所述電容C4兩極板之間的真空介電常數(shù)為1，當冷氣推力器開始工作時，工質(zhì)氣體進入電容的兩極板之間，由此電容C4兩極板間介電常數(shù)；
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