空间站控制力矩陀螺微振动测试技术

目的分析控制力矩陀螺的微振动扰动特性。方法通过获取陀螺连接点对结构的扰振力输出、关键部位的微振动响应来获取产品的微振动扰动特性,通过隔振的方式对外部环境的干扰进行隔离,进而降低测试的背景噪声,通过运用高精度测试传感器来实现微小扰动力信号、加速度信号的测量,利用结构有限元法及单点激励多点响应的模态分析方法校核系统刚度,进而确定测试频率范围是否满足需求。结果可同时获得空间站控制力矩陀螺连接点处的输出扰振力、质心处的输出扰振力合力、合力矩以及关键部位的微振动响应,可有效隔离外部干扰,扰振力背景噪声的时域信号最大值可控制在0.07 N以内,RMS值在0.02 N以内,加速度信号的时域背景噪声最大值可控制在1.5 mg以内,RMS值在0.1 mg以内。可识别微小扰振信号,加速度传感器分辨率为5×10-5 grms,力传感器的测量分辨率为1×10-2 N,力矩测量分辨率小于1×10-2 N·m。测试频带在320 Hz以内。结论满足型号需求,并投入型号使用。     

基于偏离程度的某机械陀螺环境敏感参数分析

目的明确某机械陀螺在贮存环境下的环境敏感参数。方法以机械陀螺在热加速老化试验中的各项性能参数检测结果为基础,依次对各参数检测数据进行能表征参数退化程度的无量纲转化,分析参数相对于原始值的偏离程度以及环境敏感程度,偏离度最大的参数即为陀螺的主要环境敏感参数。结果解锁误差、接触起始角、垂直漂移、水平漂移参数的偏离程度分别为1041.7、1248.3、1472.7、417.7。垂直漂移参数是该机械陀螺在贮存环境下的主要环境敏感参数。结论提出的分析方法可有效用于多参数产品的环境敏感参数分析。     

某机械陀螺长贮性能演变规律及性能退化模型研究

目的 针对长期贮存后机械陀螺的性能退化会影响制导系统侧偏和射程的问题,提出一种性能退化预测模型的建立方法,用于掌握机械陀螺长贮性能退化规律。方法 首先,针对机械陀螺结构特性和贮存环境,确定敏感应力为温度,加速模型为阿仑尼乌斯模型,开展机械陀螺的加速贮存试验。其次,对加速贮存试验过程中的机械陀螺进行周期性的参数检测,分析各性能参数随试验时间的性能退化演变规律,确定垂直漂移为其退化敏感参数。最后,拟合垂直漂移参数在各温度应力下的性能退化曲线,建立性能退化轨迹模型。结果 采用实际自然环境贮存6、7、8、10 a的性能数据对模型进行验证,模型预测准确度分别为86.70%、96.28%、91.53%、85.92%。结论 建立的性能退化模型评估准确度在85%以上,该模型可应用于指定贮存时间下机械陀螺仪的性能退化行为预测。     

基于维纳过程的MEMS陀螺仪贮存寿命评估

目的 针对MEMS陀螺仪在步进应力加速试验条件下获取的性能退化数据,提出基于维纳过程的贮存寿命评估方法及其模型准确度检验方法。方法 首先,确定温度为影响MEMS陀螺仪性能退化的主要环境因素,采用步进温度应力加速试验的方式获取其性能退化数据。其次,分析各项性能参数的演变规律,确定标度因数为表征产品性能退化的特征性能参数。最后,采用漂移维纳过程对标度因数退化轨迹进行建模,并外推得到常温条件下的贮存寿命。结果 采用留一法对模型精度进行验证,模型准确度最低为86.44%。可靠度水平为0.95时,常温贮存(25 ℃)条件下的寿命评估结果为50.02 a。结论 基于维纳过程建立的性能退化模型的准确度在85%以上,该模型可应用于指定贮存条件下MEMS陀螺仪的性能退化预测及贮存寿命评估。     

Application of integrated micro sensor in internal measurement of high temperature fuel cell

This study developed an integrated (flow, voltage, and temperature) micro sensor using the micro-electro-mechanical systems (MEMS) technology. It was inserted into the high temperature proton exchange membrane fuel cell (HT-PEMFC) for local real-time measurement. The integrated micro sensor is made of 40 µm thick stainless steel base material, and its protective layer is formed by polyimide (PI) that has better temperature resistance. The integrated micro sensor has three functions, and is favorably characterized by small size, good acid resistance and temperature resistance, quick response, real-time measurement, and being able to be put in any place for measurement. After calibration, and its reliability confirmed, the integrated micro sensor is inserted into the HT-PEMFC for local microcosmic measurement.     

基于二维材料的真空气压传感器设计与测试

设计、加工、测试了一种基于二维材料(MoS2)的小型化、微机电系统(MEMS)皮拉尼气压传感器,测试结果表明传感器有效测量范围10~10^4 Pa,最高灵敏度50Ω/Pa,功耗6×10^-7 W/V,与仿真结果相符。该传感器具有体积小、功耗低、灵敏度高等优点,在复杂环境下真空压力测量领域中具有广阔的应用前景。     

差压式测风微传感器敏感元件的设计

目的提高测风微传感器的测量准确性。方法首先通过有限元仿真软件对差压式测风微传感器敏感元件材料进行仿真,确定结构参数;其次对风测量元件结构周边的风压分布进行模拟,建立最佳风压分布方程,并基于风压分布方程设计风速风向解算算法。结果通过对风压分布的仿真与分析,提出了多导风孔的结构设计及带硅岛压力膜作为风压感压膜的方法。结论该方法提高了测风微传感器的测量准确性。     

光纤陀螺高可靠、长寿命保证技术探讨

随着卫星控制系统技术的不断发展,卫星在轨寿命的要求不断提高。后续中低轨卫星普遍设计寿命要求达到5-8 a,高轨卫星设计寿命要求达到10-15 a。光纤陀螺作为卫星的一项关键部件,是目前制约我国卫星寿命和可靠性的主要瓶颈之一。从可靠性角度,对光纤陀螺的技术特点进行了分析,提出了适用于长寿命卫星平台的光纤陀螺的建议。     

基于无线传感网络的安全监控系统应用研究

对某特种气体厂生产过程中潜在的危险有害因素进行了辨识分析,提出了相应的对策措施,提出了基于MEMS传感器、无线传感网络和3G（GIS、GPS、GPRS）技术的安全监控系统方案,包括安全监控系统架构、MEMS传感器和无线传感网络节点的设置方案、无线传感网络接入和通信机制和安全监控系统的软件功能。所提的技术方案已在该特种气体厂进行示范应用,取得良好运行效果。