Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КОНТАКТНЫХ ДАТЧИКОВ МЕХАНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ БАТАРЕИ СОЛНЕЧНОЙ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к системам телеметрического контроля контактных датчиков механических устройств батареи солнечной (МУБС) космических аппаратов связи, навигации и др., использующих в качестве первичных источников энергии солнечные батареи с раскрывающимися элементами конструкции МУБС, а в качестве устройства поворота батареи солнечной - электромеханический привод батареи солнечной (ПБС).

Известно устройство телеметрического контроля контактных датчиков МУБС (1) с параллельной структурой, содержащее шесть контактных датчиков (2₁, …, 2₆), ПБС (3), включающий токосъемные кольца (4₁, …, 4₈) и бортовую аппаратуру (5) телесигнализации (БАТС).

В данном устройстве телеметрического контроля обеспечивается поразрядный контроль срабатывания каждого контактного датчика 2₁, …, 2₆ цифровом виде.

Достоинством такого устройства является достаточно высокая надежность. Однако такое устройство имеет и ряд существенных недостатков.

Во-первых, токосъемные кольца 4₁, …, 4₈ должны обеспечивать передачу сигналов от каждого из контактных датчиков 2₁, …, 2₆ совместно с общим резервированным проводом Ос сигнальных датчиков, т.е. содержать восемь токосъемных колец, что требует создания энергоемких, громоздких и тяжеловесных устройств ПБС.

Во-вторых, необходимость использования восьми проводов для передачи сигналов от каждого из контролируемых контактных датчиков не дает возможность снизить массу бортовых кабелей устройства телеметрического контроля, включая кабели, расположенные на МУБС.

Данное устройство телеметрического контроля является наиболее близким (прототипом) к предлагаемому устройству по технической сущности.

В таком устройстве реализован индивидуальный поразрядный цифровой контроль аппаратурой БАТС 5 состояния каждого контактного датчика 2₁, …, 2₆ из состава МУБС.

Известное устройство телеметрического контроля контактных датчиков МУБС нашло широкое применение на КА «SESAT», «AMOS-5», «ЯМАЛ-300К» и др. при эксплуатации в космических условиях с колебаниями температур в очень широком диапазоне от минус 150°C в тени Земли и до 80°C сразу после выхода из тени при работе на освещенных участках орбиты. По мере ужесточения традиционных технических требований к бортовым системам (уменьшение массы бортовой кабельной сети телесигнализации, улучшение энергетических и массогабаритных характеристик бортовых приборов ПБС) стали проявляться слабости и недостатки таких устройств.

Устройство телеметрического контроля контактных датчиков МУБС, выполненное по структурной схеме прототипа, имеет неудовлетворительные массогабаритные характеристики, так как масса и габаритные размеры прибора ПБС прямо пропорциональны количеству используемых токосъемных колец 4₁, …, 4₈. Кроме того, для обеспечения связи контактных датчиков 2₁, …, 2₆ с измерительными входами аппаратуры БАТС также требуется не менее восьми проводов.

Задачей изобретения является снижение массогабаритных характеристик устройства.

Поставленная задача достигается введением в устройство телеметрического контроля цепочки из N последовательно соединенных резисторов номинальным сопротивлением 1∗R₀, 2∗R₀, …, 2^N-1∗R₀, к каждому из которых параллельно подключен соответствующий контактный датчик, причем крайние выводы цепочки через токосъемные кольца 4₁-4₂ привода батареи солнечной подключены к измерительным входам БАТС.

На фиг.1 приведено предлагаемое устройство телеметрического контроля контактных датчиков МУБС.

Оно имеет цепочку из N последовательно соединенных контактных датчиков 2₁, …, 2_N, к каждому из которых параллельно подключен резистор номинальным сопротивлением 1∗R₀, 2∗R₀, …, 2^N-1∗R₀. Крайние выводы цепочки через токосъемные кольца 4₁-4₂ подключены к информационным входам аналогового канала для измерения сопротивления датчиков аппаратуры БАТС 5.

Принцип действия устройства телеметрического контроля проиллюстрирован на фиг.2.

На фиг.2 приведены характеристики для декодирования уровня аналогового телеметрического канала измерения сопротивления датчиков (аналогично, как для термометров сопротивления) в случае использования пяти контактных датчиков 2₁, …, 2₅ (N=5) при шкале измерения ΔR_шк в диапазоне 0-300 Ом одной из модификаций аппаратуры БАТС ТА932МД-233РМ ЦВИЯ.468213.119.

Устройство телеметрического контроля функционирует следующим образом.

В исходном транспортировочном состоянии космического аппарата на МУБС все контактные датчики 2₁, …, 2₅ разомкнуты, на информационных входах измерителя сопротивления фиксируется сопротивление 310 Ом (103.33%, 6,51 В или 252 дв.ед.).

При раскрытии МУБС и срабатывании в момент времени t любого из контактных датчиков 2₁, …, 2₅ на замыкание (или размыкание) на измерительном входе БАТС получим соответствующее результирующее значение сопротивления:

R(t)=1∗R₀∗S₁+2∗R₀∗S₂+4∗R₀∗S₄+8∗R₀∗S₄+16∗R₀∗S₅,

где S₁, …, S₅ - цифровой код 0 или 1, соответствующий состоянию «Замкнут» или «Разомкнут» контактного датчика 2₁, …, 2₅;

R₀ - сопротивление резистора 61, соответствующее единице веса младшего разряда. Величина сопротивления R₀ выбирается исходя из погрешности измерения аппаратуры БАТС 5 на выбранной шкале измерения ΔR_шк с учетом погрешности от влияния сопротивления кабельной линии связи. Погрешность от влияния сопротивления кабельной линии связи может быть полностью устранена переходом на четырехпроводную схему измерения сопротивления.

Декодирование состояния любого из контактных датчиков 2₁, …, 2₅ производится автоматически наземными средствами обработки и регистрации телеметрической информации в соответствии с данными табл.1.

На фиг.3 и фиг.4 приведены варианты реализации предложенного устройства телеметрического контроля при использовании разных вариантов четырехпроводных схем автоматической компенсации влияния сопротивления кабельной линии связи на точность измерения сопротивления. На фиг.3 и фиг.4 в составе аппаратуры БАТС используется генератор стабильного тока 5₁ и измеритель 5₂. На фиг.5 показан вариант конструктивного исполнения устройства телеметрического контроля, в котором цепочка из резисторов 6₁-6₅ введена в состав ПБС.

Таким образом, в предложенном устройстве уменьшается количество используемых токосъемных колец до двух или четырех (в зависимости от варианта исполнения схемы автоматической компенсации влияния сопротивления кабельной линии связи на точность измерения), сокращается количество используемых проводов бортовой кабельной сети, что позволяет снизить габариты и массу устройства телеметрического контроля.