太阳辐照度监测仪主动热控测试系统设计.pdf

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1、2013年第32卷第l2期传感器与微系统(TransducerandMicrosysteinTechnologies)ll7太阳辐照度监测仪主动热控测试系统设计王品晶，方伟，叶新(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院研究生院。北京100039)摘要：太阳辐照度监测仪(SIM)作为某卫星的有效载荷，每个轨道周期从背阴区到光照区环境温度变化剧烈，而太阳辐照度监测仪的精密测量需要仪器处于稳定的温度环境下。为保证仪器在轨测量时工作在正常温度下，设计了太阳辐照度监测仪主动热控测试系统。根据热分析的结论，确定仪器测温点和加热区。以单片机和FPGA为硬件平台，完成

2、各测温点温度的采集、处理和分析，从而控制各加热区的加热状态，实现仪器在背阴面时对仪器各加热回路的主动加热控制，并通过上位机进行实时监控。实验结果表明：在主动热控系统的控制下，仪器各测温点在模拟外热流环境下能够维持在目标温度平均误差小于0．1℃水平，该系统设计能够达到维持温度稳定的效果，满足太阳辐照度监测仪主动热控的设计要求。关键词：太阳辐照度监测仪；热控；单片机；现场可编程门阵列中图分类号：TP302．1文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)12-0117-03Designofactivethermalcontroltestsystemforsolarirradiancemon

3、itorWANGPin-jing，FANGWei，YEXin(1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China；2．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing130039，China)Abstract：Solarirradiancemonitor(SIM)operatesasasatellitepayload，onasun—synchronousorbit，willexperience

4、ashadysideandalightsideeachorbitalperiod．Fromtheshadyareatolightarea，changesintheambienttemperatureareintense．whiletheinstrumentneedstobeinastabletemperatureforaccuratemeasurementofsolarirradiance．Whenmeasuredin—orbit，inordertoensurethattheinstrumentsworkinanormaltemperature，designanactivethermalcon

5、troltestsystemforSIM．Accordingtoconclusionofthermalanalysis，determinetemperaturemeasurementpointsandheatingzoneofinstrument．ByusingMCUandFPGAashardwareplatform，acquisition，processingandanalysisworkofeachtemperaturemeasurementpointarecompleted，SOastocontrolheatingstateofeachheatingzoneandachieveactiv

6、eheatingcontrolforalltheheatingcircuitswhentheinstrumentintheshadyarea，andhostcomputerisusedforreal—timemonitoring．Experimentalresultsshowthattheinstrumentcanbemaintainedatthetargettemperatureaverageerrorlessthan0．1oC，intheenvironmentsimulatingtheexternalthermalflux，throughcontrolbyactivecontroltest

7、systern，andthedesignofthissystemcanmeetrequirementsofactivethermalcontrolofSIM．Keywords：solarirradiancemonitor(SIM)；thermalcontrol；MCU；FPGA0引言太阳辐照度监测仪是风云三号太阳同步气象卫星上的太阳辐照度是地球上最重要的外部能量来源，它的微遥感仪器之一，它的主要任