[实用新型]一种MHD角速度传感器静态噪声测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于噪声电子学和微弱信号检测技术领域，具体的说，是涉及一种MHD角速度传感器静态噪声测量装置。

背景技术

随着现代航天器的发展，尤其是以高分辨率对地观测遥感卫星、深空探测遥感航天器、深空激光通信卫星为代表的高精度航天器，对微振动扰动效应极为敏感，空间结构的微振动扰动问题已成为限制高精度航天器姿态控制精度和稳定性进一步提高的一个主要因素。

磁流体动力学(Magnetohydrodynamics，MHD)角速度传感器兼具低噪声、宽频带、小型化、长寿命等特点，对加速度冲击不敏感。相比于加速度计、陀螺仪、激光雷达及光通信终端等方法，MHD角速度传感器是目前在轨测量航天器及有效载荷微角振动信息的最直接、有效和可靠的仪器。

MHD角速度传感器通常由敏感元件部分和前置放大电路部分组成。MHD角速度传感器主要评估指标是噪声水平，分为静态噪声和动态噪声。MHD角速度传感器静态噪声即其处于静态工作状态下的本底噪声，在其使用前需要对该项指标进行测量标定。

实用新型内容

本实用新型专利为了解决现有MHD角速度传感器噪声测量装备和方法无法分离MHD角速度传感器敏感元件静态噪声与前置放大电路静态噪声的问题，以及噪声测量精度低、引入噪声大、量程小、带宽窄的问题，提出了一种MHD角速度传感器静态噪声测量装置。该静态噪声测量装置可以有效抑制测量过程中的耦合噪声，优化测量的噪声系数，提高了噪声的测量精度；灵活调节信号放大倍数，有效扩展噪声测量带宽。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种MHD角速度传感器静态噪声测量装置，用于测量内置有敏感元件和前置放大电路的MHD角速度传感器，由阻抗匹配变压器模块、信号采集模块、噪声分析模块和电源模块组成，所述阻抗匹配变压器模块用以实现MHD角速度传感器敏感元件与信号采集模块之间的阻抗匹配，无附加噪声地放大敏感元件输出信号；所述信号采集模块采集阻抗匹配变压器模块输出信号；所述噪声分析模块用于分离提取噪声成分；所述电源模块提供工作电源电压，防止外部噪声由电源路径传导至噪声分析模块，保证噪声测量的精度。

所述阻抗匹配变压器模块由阻抗匹配变压器和次级放大器构成。

所述信号采集模块由信号转接板和信号采集卡构成。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

1、本实用新型创造性地使用分步测量噪声的方案，这是现有技术没有采用的方案。分步测量噪声可以分别给出MHD角速度传感器敏感元件、前置放大电路和传感器整体的静态噪声，相比现有技术只能给出MHD角速度传感器整体的静态噪声，实现了MHD角速度传感器不同部分静态噪声的分离，可以提供更加全面详细噪声信息。

2、本实用新型创造性地使用阻抗变压器模块实现了MHD角速度传感器敏感元件静态噪声的测量，解决了现有技术无法单独提取MHD角速度传感器敏感元件静态噪声信息的问题。

3、本实用新型中的阻抗匹配变压器模块、信号采集模块、噪声分析模块和电源模块的噪声信息均为已知，且采用阻抗匹配、屏蔽、接地及纯净电源技术，优化测量装置的噪声系数，引入噪声小，接近不附加噪声地采集信号。因此本实用新型可以准确提取MHD角速度传感器的静态噪声信息，噪声测量精度高。

4、本实用新型阻抗匹配变压器模块设计灵活可调，可根据需要调整MHD角速度传感器静态噪声测量量程和带宽，有效解决了现有技术噪声测量量程小、带宽窄的问题。

附图说明

图1是本实用新型专利的MHD角速度传感器敏感元件静态噪声测量原理图。

图2是本实用新型专利的MHD角速度传感器前置放大电路静态噪声测量原理图。

图3是本实用新型专利的MHD角速度传感器整体静态噪声测量原理图。

图4是本实用新型专利的静态噪声提取程序流程图。

图5是本实用新型专利的有限长静态噪声样本序列分段方法。

图6是本实用新型专利的MHD角速度传感器静态噪声功率谱密度。

图7是本实用新型专利的MHD角速度传感器角速度静态噪声谱密度。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述：