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用于火箭发动机燃料流量测量的信号调理:竞博电子竞技app官网


竞博体育官网|首页_概述美国宇航局的约翰C.斯坦尼斯航天中心早已对火箭发动机展开了40多年的测试。在斯坦尼斯展开的测试对美国太空计划至关重要。A和B试验复合体中备有60年代用来测试土星-v火箭发动机的横向支架。

在航天飞机时代,试验台用作测试航天飞机主发动机(SSME)。如今,该中心反对各种试验计划,还包括为尖端的太空发射系统(SLS)测试发动机。本应用于解释辩论了用作发动机燃油流量测量的信号调理解决方案。

为了产生发动机,化学火箭发动机必须可燃燃料和氧化剂(如液氧)。精确测量发动机燃料/氧化剂消耗的速率量对于测量火箭的性能参数至关重要,例如比冲量:燃料质量消耗与每秒产生的发动机之比。比冲量的测量要求有效载荷大小和任务燃料市场需求。

燃料管路中的涡轮流量计监测燃料/氧化剂的消耗。当流体流到叶片时,内部涡轮机旋转,并且磁性掉落器产生电脉冲。流量计输入的脉冲频率与燃料和氧化剂到火箭发动机的体积流量成比例。

流量计信号一般来说在脉冲信号上具备过冲、振铃和噪声,这使得可信的启动时和频率测量十分艰难。流量计内部的结构产生噪声,其频率成分低于和高于脉冲信号。

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从传感器到传感器的噪声成分的变化多样性对信号调理明确提出了新的和大大发展的挑战。经过30年的服役,斯坦尼斯试验台的信号调理系统必须升级。原先系统故障率正在减少,修理成本很高,而且许多部件都是如此,仍然能用。期望使用一套具备计算机程控设置的替代解决方案和一个可以展开现场自动校准的解决方案。

为了应付大大变化的流量测量挑战并减少系统设置、检验和确保成本,NASA自由选择了PFI公司的28000系统,其28524频/力转换器和28608B滤波器/放大器用作燃料流量监测系统的前端信号调理。解决方案PFI公司的28000系统反对混合信号的调理,用作突发事件、冲击、振动、频压切换和抗混叠滤波。如下面的地下通道方框图右图,燃油监控系统前端信号调理用于备有带通滤波器的28608B滤波/放大器卡来缓冲器、缩放和过滤器流量计脉冲信号。

带通滤波器功能可有效地清理频率切换前的完整流量计信号谐波和噪声。因为每个滤波器的截止频率是独立设置的,可以转变带通号召的中心频率和比特率,以诱导因传感器而异的干扰信号人与自然波。PFI28524频压切换卡可精确测量流量计信号的频率,并输入与频率成比例的准确直流电平。

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可以为每个地下通道独立国家编程直流输入范围,容许用户将直流输入调整到感兴趣的流量计频率范围。28524具备四个用作DC输入的平均值时间常数,因此用户可以自由选择光滑或较慢输入号召。

为了处置最艰难的流量计信号,28524卡具备可配备的触发器。可编程启动时极性(于是以或负)、启动时维持(以秒为单位)和启动时电平设置容许可信地测量具备振铃、过冲、交叉杂讯或毛刺的信号的频率。图1:可编程启动时阈值设置在毛刺上方图1表明了实际流量计的信号。

展现出了预期的周期性波形,在每个信号周期的中间不存在毛刺,其在周期与周期之间有所变化。这些毛刺正处于零点附近,因毛刺具有可选的下降沿和上升沿,从而更容易造成误将启动时。获取可信启动时的一种方法是将28524启动时点设置在信号周期中的毛刺点之上或之下,如图1中的红线右图。另一种方法是启动时延时功能,如图2右图。

启动时电路在延迟时间内被停止使用以忽视骗的边沿信号。NASA斯坦尼斯流量计信号调理器的地下通道框图解决方案亮点*可拓展的标准化调理解决方案,用一台高密度机箱构建,反对各种传感器类型。

*程控带上通滤波减少了流量计信号的带外噪声。*频率/直流电力转换器可信地测量流量计脉冲输入,以确认燃料/氧化剂体积流量。*28000FAT获取在测试现场全自动的NIST可本源的校准测试。*28000Go/No-Go测试功能获取信号调理设置的自动检验。

美国宇航局斯坦尼斯的火箭发动机测试系统自检和校准PFI的内置测试功能使用户可以继续执行NIST可追溯的校准测试,需要从设备机架中去除系统,从而节省了NASA数小时的预测中举手动检验。继续执行每个卡功能,测量所有数据关键性能特征,并与已公布的参数指标展开较为。Go/No-Go测试可以较慢检验每个地下通道的运营时设置。地下通道设置还包括增益、滤波器设置、DC位移和噪声电平,可以较竞博体育官网慢测量、检验和报告,从而证明设备运营长时间。

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本文来源:竞博体育官网-www.egreenconsulting.com

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