超灵敏度真空检漏技术进展

文章主要介绍国内外超灵敏度真空检漏技术的现状与发展。超灵敏度真空检漏是指对小于10^(-12)Pa·m^(3)/s的漏率进行检测的技术,它是高可靠长寿命真空器件封装的重要诊断手段。当前普通商用检漏仪受质谱分析下限和微小电流测量下限等因素的限制,其实际检漏下限一般为10-11 Pa·m^(3)/s量级,采用软件修正后显示的检漏下限可达10^(-12)Pa·m^(3)/s量级。为了解决对微小漏率的超高灵敏度检测,国际上自上世纪60年代开始相关技术研究,主要围绕检漏下限的延伸和检漏精度的提高两方面开展工作。国内突破了多项技术难题,最新研制出下限为5×10^(-16)Pa·m^(3)/s的超灵敏度真空检漏仪,并将检漏结果的合成标准不确定度减小到15%以内。

电学前沿计量技术在航天型号保障中的应用

针对航天器中电学基准的长期稳定性、多种传感器输出电信号的线性度、电脉冲测量的时延等多个航天电测领域的难题,提出采用电学量子计量技术和计算基准技术的解决方案,可以10^(-9)量级的不确定度测量航天器中电阻基准短期变化量,从而推算出长期变化量,对航天器的稳定控制具有重要作用;可以极小的不确定度校准多种传感器输出的毫伏、微伏量级电压的线性度,对航天传感器测量准确度具有重要意义;可在10^(-9)秒量级确定电脉冲测量中电阻引入的时延,对航天器电推进系统的控制具有重要作用。

交流量子化霍尔效应的研究与应用

电阻有频率变差,电阻在交流状态下的溯源是计量领域的难题,以往采用交直流差可计算电阻实现了交流电阻的溯源,但存在稳定性和一致性较差的问题,当前采用交流量子化霍尔效应作为交流电阻标准成为计量领域的研究热点。其中需要解决交流量子化霍尔电阻及其向实物标准电阻传递的准确度问题。本文介绍了采用分裂式屏蔽结构克服交流量子化霍尔电阻频率误差的方法,研制10-8量级高准确度四端对电桥满足交流量子电阻的传递需求,研制完全等电位屏蔽结构的交流电桥校准装置保证四端对电桥的准确度,并介绍了交流量子电阻基准的应用领域。

交流量子电阻传递电桥的研制

国际单位制变革后,阻抗参数需溯源至量子化霍尔电阻,其中将交流量子电阻传递到被测交流标准电阻是主要难点之一,需要研制10^(–8)量级的阻抗电桥,而常规精密阻抗电桥的准确度在10^(–4)至10^(–5)量级,仅有四端对同轴阻抗电桥在理论上能实现10^(–8)量级的准确度,但结构十分复杂,需要多次平衡,其过程存在相互影响,使平衡收敛十分缓慢,测量效率很低,同时存在频点单一的问题。针对以上不足,提出微差补偿网络隔离供电和可调虚部补偿输入比例的措施,大幅提高电桥收敛速度,并实现用于交流量子电阻传递的多频点四端对同轴阻抗电桥。同时给出四端对同轴阻抗电桥的校验方法和整体验证的标准器,验证结果表明:研制的交流量子电阻传递电桥10∶1的测量不确定度达到10^(–8)量级。

基于STM32的通用化电机角度测试系统设计

步进电机是航天器控制系统的核心组成部件,逐年增多的商业航天及型号任务使用的步进电机种类越来越多,对通用化电机测试系统的需求越来越迫切,综合多种电机常见的角度测量方案研制了一款基于STM32的通用化电机角度测试系统,适用于零位传感器、电位器、霍尔传感器和旋转变压器四种角度测量方案,能够满足目前绝大部分步进电机的角度测试需求。通过测试试验,表明研制的通用化电机角度测试系统测量准确、运行稳定、操作方便,为航天器太阳帆板驱动机构的高性能步进电机测试提供了完整的解决方案。

一种交直流差可计算电阻的设计

目前国内外的交流电阻溯源标准交直流差可计算电阻有同轴型、四回线型、八回线型和双螺线型,这几种类型的可计算电阻通常是四端结构。四端对结构对电阻的定义是最严格的,该结构使电磁场闭合,不向外辐射电磁场。因此高准确度的交流电阻测量仪和交流电桥多采用四端对的测量原理。提出了一种基于四端对结构的同轴型交直流差可计算电阻。通过建立数学模型计算电阻的交直流差和时间常数。经过实测以及比对对时间常数进行验证。

红外地球敏感器光电组件测试系统设计

圆锥扫描式红外地球敏感器光电组件的性能参数直接影响卫星姿态角的测量精度。为此,设计了一种红外地球敏感器光电组件测试系统,目的是实现对光电组件光栅信号和基准信号的幅度、频率等参数的精确测量。介绍了测试系统的硬件模块实现及软件设计方法,通过傅里叶变换法实现信号幅度的精确测量,通过等精度频率测量法实现信号频率的准确测量。实验结果表明:该测试系统能够满足信号幅度和频率的精确测量,在较高的集成度下保证较强的性能和较好的计量特性。