Установка для имитации магнитного поля Земли

Внедрение: 2013 г.

Из материалов Международной молодёжной научной конференции «XII Королёвские чтения» [1] мы узнаём о применении универсальной PCI-платы АЦП/ЦАП L‑780 в установке для создания постоянного магнитного поля, позволяющей имитировать магнитное поле Земли по всей траектории полета космического аппарата.

Магнитная система установки состоит из трёх пар кольцевых катушек диаметром 1,2 м, расположенных ортогонально друг другу (рисунок 1). Результирующее поле магнитной системы является суммой полей трёх пар катушек. Заданное направление и величина магнитного поля в конкретной точке рабочего объёма магнитной системы рассчитывается ПЭВМ с помощью специального программного обеспечения и создаётся путём задания и поддержания вычисленной величины тока в каждой паре катушек с помощью стабилизируемых усилителей тока.

Рисунок 1. Общий вид установки.

На рисунке 2 приведена функциональная схема установки. Магнитная система МС состоит из трёх пар катушек LХ1, LХ2, LY1, LY2, LZ1, LZ2 в направлении осей X, Y, Z. Оси X, Y, Z катушек совпадают с осями магнитной системы. Электронный блок магнитной системы ИПМП‑001 состоит из трёх идентичных каналов усилителей тока и собственного источника питания. Один канал блока ИПМП‑001 состоит из устройства сопряжения с ИВК, ЦАПа, масштабирующего усилителя, прецизионного усилителя тока, а также устройства контроля выходного тока. Заданное значение тока передается из платы L‑780 по цифровому выходу с помощью 16‑разрядного управляющего слова. Управляющее слово из платы L‑780 поступает в устройство сопряжения. С буфера сигнал приходит на ЦАП, который преобразует управляющий код в значение тока. Полученный ток поступает на масштабирующий усилитель и далее – на прецизионный усилитель тока, где усиливается до необходимой величины. Ток заданной величины через устройство коммутации поступает в катушки. Устройство контроля преобразует ток, идущий через катушки, в напряжение, пропорциональное протекающему току, усиливает его и передает на аналоговый вход платы L‑780 L‑Card. В плате L‑Card напряжение преобразуется в цифровую форму и поступает в ПЭВМ, где с помощью специального ПО записывается в массив.

Рисунок 2. Схема установки.

Основные технические характеристики установки:

• величина (модуль) поля – от 30 до 600 мкТл;
• направление вектора поля (угловое) – 4π рад.;
• погрешность воспроизведения магнитного поля в рабочей зоне – не более 10 %.

Источник:
Илюхин В.В. Прудников О.П. Установка для имитации магнитного поля земли // XII Королёвские чтения: Международная молодёжная научная конференция. Тезисы докладов. – Самара. – 2013. – Том 1. – С. 34.

Разработчик: Илюхин В. В. Прудников О.П. (Самарский гос. аэрокосмический университет им. ак. С.П.Королёва (национальный исслед. университет)