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火箭发射数据采集
发布时间:22-11-09 14:45浏览次数:66

火箭测试应用及其挑战

火箭有成千上万个独立的机械部件和技术子系统,它们的可靠性是火箭发射成功的主要因素。

在起飞前的倒计时期间,必须对所有这些组件的正确功能进行监测。本文介绍了一种用于火箭研制阶段和发射倒计时期间火箭表面变形、振动和关键点温度监测的 。


火箭测试挑战在于,信号调节和数据交流系统必须在靠近DUT的掩体中,以保护系统免受火箭发射过程中释放的巨大物理力的影响。为了安全起见,系统的信号调节和数据采集被分割到几个独立的冗余子系统中。这些子系统设置在几个局部分布的掩体中,以避免在任何意外和安全关键事件发生时数据丢失。当然,出于安全考虑,在倒计时和起飞期间是不允许进入这些掩体的。因此,数据必须转移到控制室, 必须从那里控制。


DEWETRON的应用解决方案

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DEWETRON针对这一复杂应用的解决方案分为三个不同的部分:

一个256通道信号调理系统

两个256通道 用于冗余数据存储

由四个独立工作站组成的数据监控系统

整个结构的框图如上图所示


信号调理系统

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信号调理系统由160个DAQP-STG模块、96个DAQP-THERM模块和8个DEWE 30-32信号调理架组成。

DAQP-STG和DAQP-THERM模块可以从(full, half, 120 Ω和350 Ω quarter)桥传感器获得恒定电压(最高12V)和电流(最高20mA)激励的信号。此外,RTD传感器(25 mΩ到100 kΩ)和电压可达±10 V的信号可以连接直接到这些模块。隔离信号调理路径完全模拟,确保最高的可靠性要求。DAQP-THERM模块(见右侧图3)支持广泛的不同类型的热电偶(K, J, T, R, S, N, E, B, L, C, U)。在输出端,DAQP-STG和DAQP-THERM模块为所有这些信号提供一个条件±5 V的信号。模块可以通过RS-485接口进行编程。


DEWE-30-32信号调理机架

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DEWE 30-32机架是DAQP模块的32个槽的信号调理机架。

DAQP模块的条件±5v输出信号可以分配到一个,两个甚至三个测量系统并行(可选的±10v输出也可)。并行信号输出使DEWE 30-32成为安全关键测试的专用信号调理解决方案,在任何情况下都必须避免数据丢失。只需将 分成两个或三个冗余系统,以防其中一个系统在关键安全性或破坏性测试中出现故障。这种安全关键应用选择了三重信号输出。所有信号被转发到两个独立的 ,以冗余存储数据。第三个信号输出是保留的信号检查期间传感器应用及故障排除。


DEWE2-M13

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使用TRION-1802-dLV板,TRION-1802-dLV板提供16个差动或32个单端输入通道,最高可达±10v。每个通道都用一个单独的18位SAR a / d转换器采样,最高可达200 kS/s。此外,每个通道提供一个可自由编程的可选的车载滤波器,具有可选的二阶、四阶、六阶或八阶贝塞尔或巴特沃思特性。此外,该板还提供一个RS-485接口,2个计数器输入,1个CAN总线,8个数字输入和4个数字输出TRION-1802-dLV板平均分成两台DEWE2-M13数据采集主机。每台DEWE2-M13配置8块TRION-1802-dLV板,作为独立 ,256路输入,对DAQP模块的信号进行冗余数字化处理。两个DEWE2-M13都通过以太网连接到另外四台桌面电脑。桌面pc安装在控制室,用于数据监控和触发测量,而DEWE2-M13安装在靠近DUT的地方,以保持电缆长度尽可能短。

OXYGEN数据采集软件

DEWETRON的OXYGEN数据采集软件是核心组件,它将所有这些独立的硬件组件组合成一个大型的、本地分布的、冗余的测量系统。OXYGEN软件在DEWE2-M13大型机上运行,并在两个系统上本地冗余地存储数据。DAQP模块配置也由OXYGEN软件完成,因为不仅信号连接,而且在DEWE2-M13和每个DEWE 30-32之间安装了RS-485接口。此外,OXYGEN软件以太网发送器插件将从DAQP模块获取的信号以较低的采样率通过UDP数据流输出,并将数据传输到不同控制室的桌面pc上。在台式电脑上也安装了OXYGEN软件。

在接收端,使用以太网接收器插件再次解码UDP数据流。该功能确保了数据可以分发到不同的接收器,每个接收器只能可视化和监视对该系统重要的特定信号,而不会被其他信号干扰。当信号达到一定的阈值时,减少的数据可以自动存储在每台桌面PC上进行分析和后处理。此外,触发器命令可以通过以太网发送到DEWE2-M13大型机来控制它们的记录状态。

综上所述,信号调理与 由以下几个部分组成:

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> 160x DAQP-STG

> 96x DAQP-THERM

> 8x DEWE 30-32具有三冗余信号输出

> 2x DEWE2-M13

> 16x TRION-1802-dLV

> 4x台式电脑

> 6xOXYGEN数据采集软件


使用DEWETRON硬件进行信号监测的好处

纯模拟信号调理

DAQP-STG模块在输入端提供纯模拟信号调节器,在输出端提供有条件的±5 V信号边,中间没有任何数字组件(见图6)。这确保了最高可靠性,并将DAQP模块变成首选信号调理方案。


冗余数据采集

DEWE 30-32信号调理架为每个组装的DAQP模块提供单、双或三重模拟信号输出放到架子上。

对于这种特定的应用,选择了三重信号输出。这意味着条件±5v信号在每个DAQP模块的输出端可以拾取三次。一方面,将信号转发到两个独立的 (DEWE2-M13)进行数据记录

另一方面,一个信号输出是保留的信号检查在传感器组装和情况下的故障排除。这意味着,即使两个独立的 中的一个出现故障,数据也不会丢失,而且不会丢失在第二大型机上可用。


高度模块化

如果DAQP-STG或DAQP-THERM信号调节器因使用原因需要校准或检查,则是可能只拔下这个特定的信号调节器,并更换它的另一个或留下插槽空,而其余的整个系统还在正常运转。此外,该系统的单个组件(DAQP模块,DEWE 30-32和DEWE2-M13)都是独立工作的,可以拆分为几个小型数据采集和信号调理系统。


高通道密度

TRION-1802-dLV板在一个37针DSUB连接器上提供16个差动或32个单端输入通道(最高±10v)。每个通道都用一个单独的18位SAR a /D转换器采样,最高可达200 kS/s,并提供选择性的表板上低通滤波器。该板与DEWE2-M13相结合,使您的 成为一个高通道计数系统,在一个19英寸的机架中,单个主机仅占用5U,最多可达416个模拟输入通道。


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