[發明專利]一種多通道電爆管控制回路全電阻檢測系統

在審

• 申請號: 202110975165.0
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113791281A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 鄺奇;左明聰;張藝瑾;張可一;李萬杰;鞠培剛;朱丹波;趙納;趙濤;朱小江
• 申請（專利權）人: 西安航天動力試驗技術研究所
• 主分類號: G01R27/14
• 分類號: G01R27/14
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

本發明屬于液體火箭發動機地面試驗控制技術領域，尤其涉及一種多通道電爆管控制回路全電阻檢測系統。克服現有全電阻測量方法存在檢測精度難以保證的問題。包括恒流輸出電路單元、過流檢測電路單元、電阻測量電路單元、開關驅動電路與ARM主控單元。恒流輸出電路單元在ARM主控單元的控制線輸出高精度恒流，過流檢測電路單元在輸出電流超過保護電流閾值后，關斷恒流輸出通道；電阻測量電路單元采用四線制電阻測試電路。采用恒流源法并通過四線制電阻測試方法進行電爆管電阻測試，將恒流激勵的兩線以及電阻兩端電壓測試的兩線獨立地連接到被測電阻的兩端，可以有效地消除布線和接觸電阻的阻抗，提高測試精度。

技術領域

本發明屬于液體火箭發動機地面試驗控制技術領域，尤其涉及一種多通道電爆管控制回路全電阻檢測系統。

背景技術

液體火箭發動機地面試驗中需要測量電爆管控制回路全電阻阻值(電爆管控制回路，包括電爆管電源、控制微機、驅動繼電器、限流電阻及發動機電爆管)。全電阻包含電爆管電阻、控制線路電阻及限流電阻。目前液體火箭發動機地面試驗中電爆管控制回路全電阻測量常用的方法主要有萬用表測量法、比較電路法及恒流源法。萬用表測量法測試時通常要求采取靜電防護措施，并手動進行測試，操作不方便，判讀誤差大，測量精度低。比較電路法采用標準精密電阻與被測電阻通過同一恒流電路進行采樣得到電壓，通過電壓的比值來判斷被測電阻的電阻值，該方法可以避免恒流源精度問題，因為在比較電路中電流比值后不參與運算，但是如何保證比較電路兩個采樣電路的一致性是很大問題，若兩個采樣電路存在差異，則影響電阻檢測精度；恒流源法主要是給被測電阻提供一個高精度恒流源激勵，通過采集被測電阻兩端電壓，進而由歐姆定律計算出電爆管電阻阻值來，高精度恒流源是影響電阻檢測精度的主要因素，但是如何保證高精度恒流源是一大挑戰。

發明內容

為了克服現有全電阻測量方法存在檢測精度難以保證的問題，本發明提供一種液體火箭發動機地面試驗電爆管控制回路全電阻檢測系統。

為了保證對電爆管電阻測試的安全性，不管用哪種方法，都必須保證通過電爆管的電流限定在安全電流(比如10mA)。本發明采用恒流源法并通過四線制電阻測試方法(開爾文四線電阻檢測法)進行電爆管電阻測試，將恒流激勵的兩線以及電阻兩端電壓測試的兩線獨立地連接到被測電阻的兩端，可以有效地消除布線和接觸電阻的阻抗，提高測試精度。同時為了保證電爆管測試過程的安全性，在測試過程中采用過流保護電路及自鎖電路來進行電爆管電阻的高精度可靠性測試。

本發明的技術方案是提供一種多通道電爆管控制回路全電阻檢測系統，其特殊之處在于：包括恒流輸出電路單元、過流檢測電路單元、電阻測量電路單元、開關驅動電路與ARM主控單元；

恒流輸出電路單元包括DAC、V/I電路、電流監測電路、濾波放大電路及24位ADC采樣電路；其中DAC的輸入端與ARM主控單元的輸出端連接，DAC的輸出端與24位ADC采樣電路的輸出端相連后接V/I電路的輸入端；V/I電路的輸出端經過流檢測電路單元與電流監測電路的輸入端連接，電流監測電路的輸出端通過濾波放大電路與24位ADC采樣電路的輸入端連接，24位ADC采樣電路的另一路輸出端與ARM主控單元連接；DAC用于根據ARM主控單元命令輸出模擬電壓信號；V/I電路用于將電壓信號轉換成設定的電流輸出，作為電阻測試的恒流輸出激勵；電流監測電路用于對輸出的電流進行I/V轉換，將電流轉成電壓；濾波放大電路用于對電流監測電路進行降噪及電壓放大；24位ADC采樣電路用于對濾波放大后的電壓值進行采樣；

過流檢測電路單元包括無抖動高速開關、自鎖電路與過流保護電路；過流保護電路的輸入端通過無抖動高速開關與恒流輸出電路單元中的V/I電路的輸出端連接，過流保護電路的輸出端分別與自鎖電路及恒流輸出電路單元中的電流監測電路連接；自鎖電路的輸入端與ARM主控單元連接，自鎖電路的輸出端與無抖動高速開關連接；過流保護電路用于在輸出電流超過保護電流閾值后產生脈沖信號，觸發自鎖電路并控制無抖動高速開關關斷環路；過流保護后自鎖電路處于自鎖狀態，保證恒流輸出通道處于關斷狀態；當解除過流重啟測試時，通過ARM主控單元控制自鎖電路閉合無抖動高速開關保證恒流輸出環路暢通從而解除過流保護；