[發(fā)明專利]一種真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量裝置、系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112629429B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發(fā)明（設計）人: 耿洪濱;耿晨曦;張翰興;李興冀;呂鋼
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理有限公司 11473
• 代理人: 徐蘇明

本發(fā)明提供了一種真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量裝置、系統(tǒng)及方法，涉及衛(wèi)星熱變形測量技術領域。本發(fā)明所述的真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量裝置，包括真空罐以及設置在所述真空罐內的石英測試件和激光位移傳感器，所述石英測試件適于安裝在載荷安裝基板上，所述激光位移傳感器安裝在所述石英測試件上，所述激光位移傳感器用于測量所述載荷安裝基板的變形量。本發(fā)明所述的技術方案，通過在地面模擬真空環(huán)境，修正由壓力差效應導致的激光測量光路的偏移、由溫差引起的惠斯通橋電路平衡點的偏移以及時間漂移，調試出具備真空和變溫環(huán)境下使用條件的激光位移傳感器，提高了激光位移傳感器的測量精度，進而有效提高了高分辨率衛(wèi)星的分辨率。

技術領域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星熱變形測量技術領域，具體而言，涉及一種真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量裝置、系統(tǒng)及方法。

背景技術

高分辨衛(wèi)星需要對整星結構體變形量進行精準的設計、測量和有效控制，然而在真空和變溫環(huán)境下還無法對大間距內的微小熱變形進行高精度測量，這是由于用于測量熱變形的激光位移傳感器存在的測量誤差導致的，一是在真空環(huán)境下由于真空度帶來的壓力差效應，可導致激光測量光路發(fā)生偏移，二是在變溫環(huán)境下由溫差引起的惠斯通橋電路平衡點的偏移以及時間漂移，均會影響激光位移傳感器對衛(wèi)星熱變形的測量，因而制約了高分辨衛(wèi)星分辨率的進一步提高。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的問題是如何提高高分辨衛(wèi)星的分辨率。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量裝置，包括真空罐以及設置在所述真空罐內的石英測試件和激光位移傳感器，所述石英測試件適于安裝在載荷安裝基板上，所述激光位移傳感器安裝在所述石英測試件上，所述激光位移傳感器用于測量所述載荷安裝基板的變形量。

本發(fā)明所述的真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量裝置，通過在地面模擬真空環(huán)境，修正由壓力差效應導致的激光測量光路的偏移、由溫差引起的惠斯通橋電路平衡點的偏移以及時間漂移，調試出具備真空和變溫環(huán)境下使用條件的激光位移傳感器，提高了激光位移傳感器對衛(wèi)星熱變形的測量精度，進而有效提高了高分辨率衛(wèi)星的分辨率。

可選地，所述石英測試件包括石英底座、石英桿、石英安裝架和石英靶標，所述石英底座和所述石英靶標安裝在所述載荷安裝基板上，所述石英桿安裝在所述石英底座上且與所述載荷安裝基板平行設置，所述激光位移傳感器通過所述石英安裝架安裝在所述石英桿的兩端。

本發(fā)明所述的真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量裝置，通過調試修正出具備真空和變溫環(huán)境下使用條件的激光位移傳感器，實現(xiàn)了對兩個石英靶標間距的精確測量，提高了激光位移傳感器對衛(wèi)星熱變形的測量精度，進而有效提高了高分辨率衛(wèi)星的分辨率。

可選地，所述激光位移傳感器包括相對設置的第一激光頭和第二激光頭，以及相對設置的第三激光頭和第四激光頭，所述第一激光頭和所述第二激光頭相對所述第三激光頭和所述第四激光頭遠離所述載荷安裝基板設置，所述第一激光頭、所述第二激光頭、所述第三激光頭和所述第四激光頭與所述載荷安裝基板平行設置。

本發(fā)明所述的真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量裝置，通過兩組測量系統(tǒng)對載荷安裝基板的變形量進行測量以及對測量進行校核，提高了激光位移傳感器對衛(wèi)星熱變形的測量精度，進而有效提高了高分辨率衛(wèi)星的分辨率。

可選地，所述第三激光頭和所述第四激光頭與所述載荷安裝基板的距離大于或等于115mm。

本發(fā)明所述的真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量裝置，通過設置強制檢驗點以提高激光位移傳感器和真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量裝置的整體質量，提高了激光位移傳感器對衛(wèi)星熱變形的測量精度，進而有效提高了高分辨率衛(wèi)星的分辨率。

本發(fā)明還提供一種真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量系統(tǒng)，包括依次連接的計算機、數(shù)據(jù)采集器、放大器、測試電纜以及如上所述的真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量裝置。所述真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量系統(tǒng)與上述真空和變溫環(huán)境下整星熱變形測量裝置相對于現(xiàn)有技術所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。