[发明专利]一种单粒子效应自动化测试系统

说明书

本发明涉及一种单粒子效应自动化测试系统，四自由度机械机构，连接远程控制系统，用于放置测试目标，接收远程控制系统的运动控制指令，单粒子发射设备，连接远程控制系统，接收远程控制系统的开关控制指令，三维重构子系统，连接远程控制系统，接收远程控制系统的开关控制指令，远程控制系统，接收三维重构子系统反馈的测试目标的位置信息和类型信息。本发明应用于空间辐射效应模拟试验技术领域，创新采用自动化控制操作的方式，解决了传统单粒子效应地面测试中低效和人工频繁操作的问题，而且提供全自动和无人化的操作模式，大大提高了测试的效率、测量的精度以及测试人员的安全性，同时也提高了测试设备的利用率，降低了测试试验的成本。

技术领域

本发明涉及空间辐射效应模拟试验技术领域，具体地说是一种单粒子效应自动化测试系统。

背景技术

宇宙射线中的高能粒子射入半导体器件后，在其灵敏体积中沉积能量，引起器件翻转、锁定、甚至烧毁等现象，称为单粒子效应。空间环境中存在很多高能带电粒子，卫星、空间站等多种航天器在宇宙空间运行时，经常会受到高能带电粒子的辐射，从而产生单粒子效应。单粒子效应对航天器电子学系统有严重的危害，是诱发航天器异常和故障的主要原因之一，影响着各种航天器的可靠性和使用寿命。

另外，随着航天器元器件的集成度不断提高，单粒子效应出现的频率也不断提高，危害也越来越大。因此，对电子设备和元器件进行单粒子效应测试，已经成为航天产品研制的必要工序之一。

现有技术中对被测元器件进行单粒子效应地面模拟试验，主要采用高能带电粒子辐照的方式，一般采用的测试方法如下：第一步，将待测元器件放置在测试工装上；第二步，人工调节测试工装，保证被测元器件处于辐照区域；第三步，人工测量被测器件距离辐照窗口的实际距离，并按测试要求，调整被测器件至初始位置和初始角度；第四步，人员撤离，被测产品通电，同时打开加速器产生高能带电粒子，辐射到被测器件上；第五步，关闭加速器，等待测试区域安全处理完毕；第六步，人员进入测试区，调节测试工装，使被测器件处于另一要求距离或角度；第七步，人员撤离后打开加速器，再次进行测试；第八步，重复上述第五步至第七步，直至被测器件完成所有测试距离要求，关闭加速器；第九步，人员进入测试区，人工调整测试工装，使另外一个元器件进入辐照区域，开始进行测试；第十步，重复上述步骤，直至检测完毕，整个过程通电测试元器件，检验元器件性能。

采用现有的测试工装和测试方法，整个检测过程需要进行很多次人工操作，尤其当被测产品上有多个元器件或者有多个被测产品需要进行测量时，人工调整的次数更多，不但浪费测试资源，还导致整个检测过程不连续，使得检测效率也非常低；另外，测试环境具有一定的辐射隐患，每次进入测试区操作均需要进行专业防护，现有测试过程中，测试人员需频繁进入测试区进行人工操作，具有较大的安全隐患；同时，由于不同元器件厚度和外形不同，辐照表面的回转中心不同，采用人工进行操作存在较大的调节误差，辐照表面空间定位精度差，不能为单粒子测试提供精确地辐照测试数据。

因此，如何在单粒子效应测试中对电子元器件进行高效、准确和安全地测试，日益成为空间辐射效应模拟试验研究的重点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种单粒子效应自动化测试系统，解决了传统单粒子效应地面测试中低效和人工频繁操作的问题，实现单粒子地面测试过程的自动化、高精度和远程自主控制的功能，达到单粒子地面测试高效、准确和安全的目的。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种单粒子效应自动化测试系统，在控制室内设置：四自由度机械机构，连接远程控制系统，用于放置测试目标，接收远程控制系统的运动控制指令，使测试目标可以沿X、Y、Z轴方向移动，以及绕Z轴旋转；单粒子发射设备，连接远程控制系统，接收远程控制系统的开关控制指令，用于发射离子束流到测试目标；三维重构子系统，连接远程控制系统，接收远程控制系统的开关控制指令，采集测试目标的图像信息，将图像信息转化为三维数据进行分析，识别出测试目标的位置信息和类型信息，并反馈给远程控制系统；