校准太空设备

技术分类: 测试与测量  | 2006-12-06
Martin Rowe,Test&Measurement World资深技术编辑

的数据采集卡。

  在国际空间站(ISS)上使用的FRAM系统包括一个无源FRAM和一个有源FRAM,而且它们使得宇航员能够在航天飞机轨道器与ISS之间运送货物。一个无源FRAM被永久性地安装在航天飞机轨道器的货物舱中,而另一个则安装在ISS上。一个含有货物的有源FRAM与航天飞机轨道器中的无源FRAM配对连接。如果ISS中的设备需要更换,则宇航员可以把有源FRAM从航天飞机轨道器上的无源FRAM转移至ISS上的无源FRAM。

  FRAM散热/真空测试把上述机构置于-140°F ~ 260°F的温度和远远低于10-4 Torr的真空条件下。FRAM系统被安装在测试台上,定制电动机将FRAM机构移动至其上的合适位置。技术人员采用换能器和数据采集系统来测量转矩(英寸磅)和力(磅)以及温度和真空度。

  FRAM测试台是若干需要在其自身之上对其测试仪器进行校准的测试台之一。Noll说:“我们从头至尾对每个参数进行了适当的校准。”技术人员推出一部设备小推车,其上包含了测试台所需的激励源,以执行校准。

  安全措施

  出于安全原因,有些测试需要特殊的测

试区域。比如:该公司在主楼之外专门辟出了一块区域,技术人员在这里组装用于提供EMU测试所需的高压力氧气和氮气的泵和设备。该测试实验室包含本质安全和防爆系统。

  为了测试EMU的高压氧气罐,技术人员从液态氧或液态氮入手,将其转变为气体,并在一开始把氧气罐增压至2200psig左右。在利用一个数据采集系统进行空气质量和压力监视的同时,他们将压力增至10000psig。

  在氧气罐的测试过程中,HP 3852A数据采集系统负责收集温度、压力和流量数据,并把这些数据传送至操作员控制台上的计算机。控制台包含两部监视器,一部供操作员使用,而另一部则供测试工程师使用。在技术人员执行测试并监视测试台性能的同时,工程师则监视被测项目,并记录诸如冷却液流量、压力和温度等参数。

  这些测试台所执行的测量从一项规格开始。需要进行某项测量的设计工程师把自己的要求提供给测量工程师。测量工程师将编写一份测量规格,其中包含诸如测量类型、范围、量程和精度等信息。通常而言,现有的测试台即具备设计工程师所要求的测量能力。测试技师和测量工程师负责检查测量规格,并决定采用哪一个现有的测试台或者新设备(如果必要的话)。

  校准实验室

  测试台上使用的传感器、仪表和其它设备以及制造和工程设计中所采用的测试设备都需要校准。这就是测量实验室中的工程师和技师的工作。该实验室包括若干个校准站和一个用于设备归档和标记的站点。(有关测量实验室的构造和接地系统的讨论,请见附文1“进入大地”。)

  电子校准站由两个相同的机架构成,它们各包含一个Fluke 5700多功能校准器、一个Agilent 3458A数字万用表(DMM)和一个Yokogawa功率分析仪。此外,工程师还能够增添用于提供任何其它所需电激励的仪器。这些校准站可对DMM、示波器、计数器、功率表、数据采集系统以及其它需要电输入或测量的设备(约1500台仪器)进行校准。Noll说:“我们对SLS-WL中使用的所有仪器均进行了校准。”表1罗列了电子校准站所具备的能力。

表1罗列了电子校准站所具备的能力


  该实验室还包含校准基准。在资深电气技师Dave Bates的精心照管下,诸如Fluke 732B电压基准等标准一直处于受电状态,从而保持了其稳定性。Bates采用这些基准来检验多功能校准器。校准器、系统DMM和电压基准每两年送回到它们各自的制造商那里一次,以进行校准。

  在我采访的时候,技术人员仍然在电子仪器上进行手动校准。为了实现校准程序的自动化,SLS-WL的测量专家正在安装使用Fluke公司的MET/CAL软件。虽然MET/CAL具有许多适用于大多数SLS-WL测试设备的自动化校准程序,但是,为了满足特定的实验室要求,大部分程序仍需进行相应的修改。

  对于在太空环境中使用的设备而言,振动是一项重要的测试,测量实验室拥有一个专用的加速计校准站。在我采访的时候,加速计校准站(一种机架式设备)即将被PCB Piezotronics公司制造的一部台式仪器所取代。现有的Bruel & Kjaer系统自上个世纪80年代就开始使用了,并具有5Hz~10kHz的频率范围。该新系统具有一个更宽的频率范围:3Hz~50kHz。

  Noll说:“加速计的校准需要一定的操作技巧。”他指的是被测加速计在校准器测试夹具中的放置方法。必须使传感器的导线下垂,这样它们就不会产生相对于传感器的振动。

  温度校准

  在实验室的电子和加速计校准站的对面是温度校准区。技师Dave Zisk在这里对SLS-WL中使用的温度探

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