主要介紹了微波開關(guān)壽命試驗設(shè)備中測控儀的設(shè)計。測控儀的主要功能是實現(xiàn)對微波開關(guān)的控制指令傳送、狀態(tài)遙測參數(shù)采集，對試驗設(shè)備的各種真空泵、加熱器進行控制，實現(xiàn)真空室壓力、溫度的采集與控制，并提供相關(guān)的人機交互界面，完成非正常情況的保護處理等。測控儀的設(shè)計采用了TI 公司的DSP組成核心控制單元，實現(xiàn)參數(shù)的實時控制和采集；采用WINCE觸控一體機提供人機交互界面，實現(xiàn)通訊數(shù)據(jù)的接收、顯示、及數(shù)據(jù)存儲。

　　引言

　　微波開關(guān)壽命試驗設(shè)備用于模擬微波開關(guān)星上在軌長期貯存過程中的真空環(huán)境條件，采用渦輪分子泵和機械泵機組獲得初始真空度，在長期工作過程中，采用濺射離子泵維持系統(tǒng)真空度。試驗設(shè)備可以長時間不間斷工作，具有無污染、無振動、無噪聲的優(yōu)點。微波開關(guān)壽命試驗設(shè)備的測控儀(簡稱測控儀)是該試驗設(shè)備的重要組成部分，測控儀的主要功能是實現(xiàn)對微波開關(guān)的遙控指令傳送、狀態(tài)遙測參數(shù)采集，對試驗設(shè)備的各種泵、加熱器進行控制，實現(xiàn)真空室壓力、溫度的采集與控制，并提供相關(guān)的人機交互界面，完成非正常情況下的保護處理。

　　1、測控儀的技術(shù)要求

　　測控儀是微波開關(guān)壽命試驗設(shè)備的關(guān)鍵部分，不僅要實現(xiàn)微波開關(guān)的遙控、遙測，還要完成試驗設(shè)備中各類輔助儀器的自動控制，并提供相關(guān)的人機交互界面。

　　1.1、微波開關(guān)遙測遙控要求

　　通過面板上的開關(guān)發(fā)送9 條微波開關(guān)切換指令，指令類型為28 V正脈沖，脈寬可調(diào)；面板帶電壓指示和調(diào)節(jié)旋鈕；通過面板上的發(fā)光二極管實現(xiàn)對9路開關(guān)觸點閉合狀態(tài)的指示，并對該狀態(tài)進行存儲。

　　1.2、輔助儀器測控要求

　　1.2.1、控制對象

　　控制對象為1臺機械泵、1臺分子泵、1臺濺射離子泵、一路電加熱器。采用繼電器的方式控制3 臺泵的電源，通過分子泵和濺射離子泵的控制接口自動控制泵的啟停。儀器具備如下安全保護策略：當(dāng)系統(tǒng)壓力高于10 Pa時，不能啟動分子泵；當(dāng)系統(tǒng)壓力高于1×10-3 Pa時，不能啟動濺射離子泵。通過面板開關(guān)，控制加熱器的開啟，加熱系統(tǒng)采用反饋控制，溫度信號由鉑電阻傳感器反饋，通過環(huán)帶加熱器實現(xiàn)對環(huán)帶表面的加熱控溫，控溫范圍為50 ℃±5 ℃，加熱器供電為交流，電壓可調(diào)節(jié)。測控儀具有聲音報警功能，在濺射離子泵單獨工作時，如果系統(tǒng)壓力高于1×10-3 Pa，則自動停止濺射離子泵，啟動聲音報警器，進行壓力超范圍報警；并且測控儀具有斷電隔離功能，當(dāng)異常斷電后，應(yīng)使總電源開關(guān)處于斷開狀態(tài)，避免來電后設(shè)備自動加電。

　　1.2.2、測量對象

　　測控儀的測量對象為四路溫度信號和一路真空室壓力信號。溫度測量采用鉑電阻傳感器，測量范圍為0～60 ℃，對所測量的溫度值進行采集顯示；壓力信號由真空計測量給出壓力數(shù)據(jù)，并進行顯示；測控儀能對各路溫度和壓力測量值進行存貯和查詢。

　　2、測控儀的設(shè)計

　　測控儀采用了由TI公司的DSP芯片組成的運算處理單元，實現(xiàn)微波開關(guān)的遙控遙測功能、各種泵的控制和加熱控溫功能；采用工業(yè)級嵌入式觸控一體機提供人機交互界面，該機具有17.8 cm(7寸)高清觸摸屏，完成各種數(shù)據(jù)的顯示及存儲。測控儀組成原理圖如圖1所示。

圖1 測控儀組成原理圖

　　3、測控儀的應(yīng)用

　　測控儀設(shè)計完成后，進行了產(chǎn)品的加工制造及調(diào)試，經(jīng)測試，各項功能指標(biāo)都能滿足微波開關(guān)壽命試驗的要求。測控儀隨微波開關(guān)壽命試驗設(shè)備交付用戶，成功應(yīng)用于微波開關(guān)的壽命驗證試驗，測控儀自動化程度高，人機交互界面合理，操作簡單，使用方便，可實現(xiàn)長期無人值守試驗，目前已累計無故障運行3年多，各項指標(biāo)正常，試驗仍在進行。