[發明專利]一種靜電懸浮加速度計調制及偏置電壓的加載系統及方法

有效

• 申請號: 202110754695.2
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113484539B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 陳光峰;李云鵬;王佐磊
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: G01P15/08
• 分類號: G01P15/08;G01V7/16;H01B11/10
• 代理公司: 北京之于行知識產權代理有限公司 11767
• 代理人: 呂曉蓉

本發明屬于航空航天技術領域，具體公開了一種靜電懸浮加速度計調制及偏置電壓的加載系統及方法，加載系統包括偏置信號、檢測高阻模塊、電容、檢測調制信號、雙層屏蔽線、檢驗質量塊，偏置信號從檢測高阻模塊的輸入端進入；檢測調制信號和電容的輸入端連接；電容的輸出端與檢測高阻模塊的輸出端連接于信號混合點；雙層屏蔽線連接檢驗質量塊和信號混合點。本發明的靜電懸浮加速度計調制及偏置電壓的加載系統及方法，實現了偏置信號及檢測調至信號的混合加載，抑制了外界噪聲的干擾，同時防止偏置信號與檢測調至信號的混合信號發生衰減，有益于空間非保守力檢測靈敏度要求高的系統運用，例如基本物理學理論驗證中的引力波探測、等效原理探測等領域。

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域，尤其涉及一種靜電懸浮加速度計調制及偏置電壓的加載系統及方法。

背景技術

靜電懸浮加速度計是高精度非重力測量設備，可應用于空間各類飛行器的非保守力的精密測量、飛行器精密定軌、基本物理學相關理論的空間驗證試驗等領域。這些領域的應用需求，對靜電加速度計系統提出了很高的噪聲需求，為了保證這一需求，系統的各部分都要做嚴格的降噪設計。其中的偏置及檢測信號的加載，一般使用長線加載，是引入噪聲的環節之一。而偏置信號和檢測信號和測量的精度密切相關，因此必須使用特殊的防噪聲措施。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的主要目的是提供一種靜電懸浮加速度計調制及偏置電壓的加載系統及方法。

一種靜電懸浮加速度計調制及偏置電壓的加載系統，包括偏置信號、檢測高阻模塊、電容、檢測調制信號、雙層屏蔽線、檢驗質量塊，其中：

偏置信號從檢測高阻模塊的輸入端進入；檢測調制信號和電容的輸入端連接；電容的輸出端與檢測高阻模塊的輸出端連接于信號混合點；雙層屏蔽線連接檢驗質量塊和信號混合點。

進一步地，還包括運算放大器以及電阻，其中：

運算放大器的正極輸入端與信號混合點連接；電阻連接于運算放大器的負極輸入端和輸出端之間；

運算放大器的輸出端與雙層屏蔽線的內屏蔽層電連接；雙層屏蔽線的外屏蔽層接地。

進一步地，偏置信號為直流偏置電壓信號。

進一步地，檢測高阻模塊為100kΩ的直流電阻。

進一步地，檢測調制信號為100kHz的正弦電壓信號。

進一步地，檢測調制信號由100kHz晶體振蕩電路產生。

進一步地，檢測高阻模塊包括電阻R1、電阻R2、電容C1、電感L1；電阻R1的輸入端接入偏置信號，電阻R1的輸出端與電容C1串聯；電感L1與電阻R1、電容C1的串聯電路相并聯；電阻R2連接在電感L1與信號混合點之間。

進一步地，電容為0.1uF電容。

本發明還提供一種通過上述加載系統實現靜電懸浮加速度計調制及偏置電壓的加載方法，加載方法包括：

在檢測高阻模塊的輸入端施加偏置信號；

在電容的輸入端施加檢測調制信號；

偏置信號和檢測調制信號在信號混合點混合后產生混合信號；

混合信號輸入運算放大器的正極輸入端；

運算放大器的輸出端信號施加在雙層屏蔽線的內屏蔽層；

雙層屏蔽線將信號混合點的混合信號傳輸至檢驗質量塊。