LabVIEW開發(fā)分段反射器測試臺

隨著對太空的觀察需求越來越遠(yuǎn)，而不是當(dāng)前技術(shù)（如哈勃望遠(yuǎn)鏡）所能達(dá)到的，有必要增加太空望遠(yuǎn)鏡主鏡的尺寸。但是，增加主鏡像的大小時(shí)存在幾個(gè)問題。隨著反射鏡尺寸的增加，制造精確的拋物面鏡變得更加困難。單個(gè)單片主鏡的尺寸受到當(dāng)前空間運(yùn)載火箭的尺寸和重量限制的限制。

航天中心團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種望遠(yuǎn)鏡測試臺，該測試臺模擬了焦距為2.4米的卡塞格林望遠(yuǎn)鏡，其性能可與實(shí)際的星載系統(tǒng)相媲美。它由一個(gè)由七個(gè)六角形面板制成的主鏡，一個(gè)副鏡和輕質(zhì)柔性桁架結(jié)構(gòu)組成。每個(gè)外圍面板由三個(gè)線性電磁執(zhí)行器控制。每個(gè)面板使用四個(gè)邊緣位置傳感器來提供相對位移和角度。次鏡是六面錐形鏡，用于將光從主鏡反射到焦平面。

由于鏡子形狀需要精度和準(zhǔn)確度，因此定期驗(yàn)證傳感器校準(zhǔn)非常重要。傳感器的校準(zhǔn)可以牢固地確定測量設(shè)備的精度。與所需增益的任何偏差和校準(zhǔn)中的任何非線性都會(huì)導(dǎo)致與所需反射鏡形狀的偏差。

LabVIEW可用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)監(jiān)測。為了更精確地檢查傳感器校準(zhǔn)的線性，并加快檢查SPACE測試臺上42個(gè)傳感器的過程，LabVIEW用于開發(fā)該過程的輔助工具。

所使用的傳感器是電感式位移傳感器。電感式位移傳感器利用了法拉第感應(yīng)定律，當(dāng)目標(biāo)材料進(jìn)入該場時(shí)，材料中會(huì)產(chǎn)生渦流。這些渦流是交變磁場的結(jié)果，并在導(dǎo)電材料內(nèi)循環(huán)。與交流磁場感應(yīng)電流相反，導(dǎo)體中的交流電將導(dǎo)致交流磁場。這種新感應(yīng)的磁場將與傳感器線圈產(chǎn)生的磁場相對立。

太空望遠(yuǎn)鏡試驗(yàn)臺共有42個(gè)電感式傳感器;24個(gè)是邊緣傳感器，18個(gè)是并置傳感器。對于反射鏡形狀所需的精度和準(zhǔn)確度，定期驗(yàn)證傳感器校準(zhǔn)并檢查與所需增益和線性度的偏差非常重要。為此，必須在工作動(dòng)態(tài)范圍（±2mm）內(nèi)對每個(gè)傳感器進(jìn)行傳感器電壓輸出測量。然后，每個(gè)傳感器的電壓輸出和位移之間的線性相關(guān)性可以通過手動(dòng)計(jì)算。

?對于SPACE測試平臺，需要4V/mm的線性增益。GUI在實(shí)驗(yàn)室的測試設(shè)備上測試了備用傳感器。

LabVIEW為測試臺的傳感器提供了最佳的線性擬合、斜率和殘差，可以從檢查傳感器需要增益，如果不滿足要求，則使用傳感器校準(zhǔn)程序更改傳感器線性度。

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