CN108801169A - 适用于卫星结构在轨变形测量的一维psd传感器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于卫星结构在轨变形测量的一维PSD传感器组件，包括壳体以及设置在所述壳体内的PSD信号处理板，所述PSD信号处理板上设有PSD信号处理电路，所述PSD信号处理电路包括一维PSD芯片、电流采样电路、电压放大电路、输出保护电路、精密电源电路、加热电路和测温电路，所述一维PSD芯片用于感应入射激光光点位置；所述电流采样电路、精密电源电路与所述一维PSD芯片相连；所述电压放大电路与所述电流采样电路和输出保护电路相连，所述加热电路与外部供电连接；所述测温电路与外部温度采集单机连接。本发明可用于实现卫星结构在轨变形的非接触式测量；具备自身温度测量功能、低温环境自主热控功能。

Description

适用于卫星结构在轨变形测量的一维PSD传感器组件
技术领域
本发明涉及航天器领域，具体地涉及一种适用于卫星结构在轨变形测量的一维PSD传感器组件。
背景技术
由于卫星结构及其材料的复杂性，空间热环境反复交替变化严重，很可能会造成卫星结构明显的热变形，而结构变形可能对卫星上部分载荷成像和指向的精度造成严重的影响。随着航天器性能的提升，结构变形对在轨卫星主要载荷的性能指标的影响越来越被重视，结构变形测量技术的应用需求也日趋显现和重要，通过结构变形在轨监测为结构变形抑制和在轨修正提供数据支持。传统的结构变形测量大多基于光纤等接触式测量装置，体积、重量一般较大，特别是在针对长距离、大阵面的应用场合时，接触式测量装置往占用较多的整星体积、重量和热控资源，而且容易对被测量产生影响，因此研制一种轻量化、非接触式的测量装置更增加有意义。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种轻量化、低温环境自主热控的非接触式卫星结构在轨变形测量装置，特别适合于长距离、大阵面的卫星结构在轨变形测量。
为解决上述技术问题，本发明具体通过以下技术方案实现：
适用于卫星结构在轨变形测量的一维PSD传感器组件，包括壳体以及设置在所述壳体内的PSD信号处理板，所述PSD信号处理板上设有PSD信号处理电路，所述PSD信号处理电路包括一维PSD芯片、电流采样电路、电压放大电路、输出保护电路、精密电源电路、加热电路和测温电路，所述一维PSD芯片用于感应入射激光光点位置；所述电流采样电路、精密电源电路与所述一维PSD芯片相连；所述电压放大电路与所述电流采样电路和输出保护电路相连，所述加热电路与外部供电连接；所述测温电路与外部温度采集单机连接。
优选地，所述壳体包括滤光片、前壳、后盖和螺钉，壳体通过螺钉和前壳上的安装孔固定在被测结构接口上，滤光片安装在前壳的PSD通光孔处，入射激光光束穿过滤光片后打到所述一维PSD芯片上。
优选地，所述PSD信号处理板为单板结构，所述一维PSD芯片安装在所述PSD信号处理板的正面，所述PSD信号处理板安装时对准所述前壳上的PSD通光孔。
优选地，所述PSD信号处理板背面焊接有电连接器，并通过该电连接器与外部连接，该电连接器通过后盖上的开孔伸出壳。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
一、可用于实现卫星结构在轨变形的非接触式测量，特别适合于长距离、大阵面的卫星结构在轨变形测量；
二、具备自身温度测量功能；
三、具备低温环境自主热控功能，可适用于卫星舱内或者舱外环境；
四、加热电路可选择正电源或负电源供电，避免多个一维PSD传感器组件同时使用时，正负供电功率失衡问题；
五、输出电压设有限幅保护功能，避免输出高压损伤星上信号采集单机；
六、壳体采用碳纤维材料加工，轻量化，热变形小，极大减小了引入误差；
七、入射光路设计滤光片，可以有效滤除干扰光源；
八、单个组件使用可实现结构变形位移量测量功能，多个组件同时使用，通过合理布局可实现平面度变形和平面指向变形测量功能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。
图1为本发明的壳体示意图；
图2为本发明中PSD信号处理电路的原理示意图；
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1-图2所示，本发明实施例提供了一种适用于卫星结构在轨变形测量的一维PSD传感器组件，包括壳体以及设置在所述壳体内的PSD信号处理板，壳体下底面设有一安装底座6，所述安装底座6上设有安装孔7，所述PSD信号处理板上设有PSD信号处理电路，所述PSD信号处理电路包括一维PSD芯片、电流采样电路、电压放大电路、输出保护电路、精密电源电路、加热电路和测温电路，所述一维PSD芯片用于感应入射激光光点位置；所述电流采样电路、精密电源电路与所述一维PSD芯片相连；所述电压放大电路与所述电流采样电路和输出保护电路相连，所述加热电路与外部供电连接；所述测温电路与外部温度采集单机连接；通过PSD信号处理电路中的测温电路，可以实现在空间环境中对一维PSD传感器组件的温度测量功能；在舱外低温环境下，可通过PSD信号处理电路中的加热电路，实现低温环境下的自主热控，无需占用整星热控资源。
所述壳体包括滤光片3、前壳1、后盖4和螺钉5；PSD信号处理板背面焊接有电连接器，并通过电连接器与外部连接，电连接器通过后盖上的开孔伸出壳体；滤光片3安装在前壳的PSD通光孔2处，一维PSD芯片安装在PSD信号处理板的正面，PSD信号处理板安装时对准前壳上的PSD通光孔，入射激光光束穿过滤光片后打到一维PSD芯片上；壳体通过螺钉和前壳上的安装孔固定到被测结构接口上；使用时，激光器安装在卫星结构刚度好、在轨变形小的位置。所述壳体采用碳纤维材料加工，实现了一维PSD传感器组件的轻量化，体积仅为20mm×10mm×30mm，重量仅为25g，同时减小了一维PSD传感器组件本身的在轨热变形，避免测量***本身引入较大的测量误差。
本具体实施所述的适用于卫星结构在轨变形测量的一维PSD传感器组件单个使用可实现结构变形位移量测量功能，多个同时使用，通过合理布局可实现平面度变形和平面指向变形测量功能；PSD信号处理电路中的加热电路可选择正电源或负电源供电，避免多个一维PSD传感器组件同时使用时，造成星上供电单机的正负供电功率失衡问题；PSD信号处理电路中的输出保护电路具有限幅保护功能，避免输出高压损伤星上信号采集单机。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (4)

1.适用于卫星结构在轨变形测量的一维PSD传感器组件，其特征在于：包括壳体以及设置在所述壳体内的PSD信号处理板，所述PSD信号处理板上设有PSD信号处理电路，所述PSD信号处理电路包括一维PSD芯片、电流采样电路、电压放大电路、输出保护电路、精密电源电路、加热电路和测温电路，所述一维PSD芯片用于感应入射激光光点位置；所述电流采样电路、精密电源电路与所述一维PSD芯片相连；所述电压放大电路与所述电流采样电路和输出保护电路相连，所述加热电路与外部供电连接；所述测温电路与外部温度采集单机连接。
2.根据权利要求1所述的适用于卫星结构在轨变形测量的一维PSD传感器组件，其特征在于，所述壳体包括滤光片、前壳、后盖和螺钉，壳体通过螺钉和前壳上的安装孔固定在被测结构接口上，滤光片安装在前壳的PSD通光孔处，入射激光光束穿过滤光片后打到所述一维PSD芯片上。
3.根据权利要求1所述的适用于卫星结构在轨变形测量的一维PSD传感器组件，其特征在于，所述PSD信号处理板为单板结构，所述一维PSD芯片安装在所述PSD信号处理板的正面，所述PSD信号处理板安装时对准所述前壳上的PSD通光孔。
4.根据权利要求1所述的适用于卫星结构在轨变形测量的一维PSD传感器组件，其特征在于，所述PSD信号处理板背面焊接有电连接器，并通过该电连接器与外部连接，该电连接器通过后盖上的开孔伸出壳体。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110017768A (zh) * 2019-03-05 2019-07-16 上海卫星工程研究所 一种避免psd信号处理电路输出负压的设计方法
CN114136229A (zh) * 2021-12-01 2022-03-04 上海市计量测试技术研究院 一种一维psd传感器量程拼接的设计方法
CN114485447A (zh) * 2022-01-17 2022-05-13 上海卫星工程研究所 星载激光测量装置
CN114543668A (zh) * 2022-01-24 2022-05-27 上海卫星工程研究所 适用于超大阵面指向变化的测量***及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5790255A (en) * 1997-02-10 1998-08-04 Xerox Corporation Transparent light beam detectors
CN102620756A (zh) * 2012-03-27 2012-08-01 天津大学 一种基于调制激光的psd信号单通道处理方法及处理电路
CN105526879A (zh) * 2015-11-30 2016-04-27 上海卫星工程研究所 基于光纤光栅的卫星大阵面天线变形在轨测量***及方法
CN105571494A (zh) * 2015-12-23 2016-05-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于psd的高精度两维位移测量***
CN106114912A (zh) * 2016-08-12 2016-11-16 上海卫星工程研究所 Geo轨道高精度星敏感器在轨高稳定指向保证方法
CN106840217A (zh) * 2015-12-03 2017-06-13 中国科学院光电研究院 一种基于psd的信号处理方法
CN106839992A (zh) * 2015-12-03 2017-06-13 中国科学院光电研究院 一种基于psd的激光微位移检测装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5790255A (en) * 1997-02-10 1998-08-04 Xerox Corporation Transparent light beam detectors
CN102620756A (zh) * 2012-03-27 2012-08-01 天津大学 一种基于调制激光的psd信号单通道处理方法及处理电路
CN105526879A (zh) * 2015-11-30 2016-04-27 上海卫星工程研究所 基于光纤光栅的卫星大阵面天线变形在轨测量***及方法
CN106840217A (zh) * 2015-12-03 2017-06-13 中国科学院光电研究院 一种基于psd的信号处理方法
CN106839992A (zh) * 2015-12-03 2017-06-13 中国科学院光电研究院 一种基于psd的激光微位移检测装置
CN105571494A (zh) * 2015-12-23 2016-05-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于psd的高精度两维位移测量***
CN106114912A (zh) * 2016-08-12 2016-11-16 上海卫星工程研究所 Geo轨道高精度星敏感器在轨高稳定指向保证方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110017768A (zh) * 2019-03-05 2019-07-16 上海卫星工程研究所 一种避免psd信号处理电路输出负压的设计方法
CN114136229A (zh) * 2021-12-01 2022-03-04 上海市计量测试技术研究院 一种一维psd传感器量程拼接的设计方法
CN114136229B (zh) * 2021-12-01 2023-09-19 上海市计量测试技术研究院 一种一维psd传感器量程拼接的设计方法
CN114485447A (zh) * 2022-01-17 2022-05-13 上海卫星工程研究所 星载激光测量装置
CN114485447B (zh) * 2022-01-17 2024-01-09 上海卫星工程研究所 星载激光测量装置
CN114543668A (zh) * 2022-01-24 2022-05-27 上海卫星工程研究所 适用于超大阵面指向变化的测量***及方法
CN114543668B (zh) * 2022-01-24 2023-11-10 上海卫星工程研究所 适用于超大阵面指向变化的测量***及方法

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