[发明专利]用于飞行器的无缆化测量系统

说明书

本发明涉及一种用于飞行器的无缆化测量系统，包括：若干无线传感器从机模块(10)，用于在飞行器内采集测量信号，根据所述测量信号生成并发送第一数据；无线主机模块(20)，与所述无线传感器从机模块(10)无线连接，用于接收所述第一数据，根据所述第一数据生成第二数据以形成测量数据；无线充电发射器(30)，与所述无线传感器从机模块(10)无线连接，用于为所述无线传感器从机模块(20)充电。本发明实施例，实现了测量系统的全部无缆化，节省了大量的布线空间，减轻了重量、大幅简化了安装工序、降低了因线缆接触不良造成的故障概率，同时还允许安装更多的传感器测量点。

技术领域

本发明属于航天测试领域，具体涉及一种用于飞行器的无缆化测量系统。

背景技术

在对新型航天器进行飞行试验的过程中，对飞行器关键结构(如内外舱壁、框架结构、窗体)的温度场、热流场、压力场等的测量是非常重要的试验环节之一，也是对飞行器在飞行状态中力、热计算验证的重要依据。

对力、热场开展测量，要通过大量的传感器来获得各个部位的温度和力学参数分布，再将数据点组合成为场的分布图。根据被测结构的大小，一般需要上百个甚至千余枚传感器才能完成力或热场分布图的绘制。安置这样大规模数量的传感器，需要用到大量的电缆进行供电和多路信号传输，上千根电缆往往会塞满整个实验舱。这一方面增加重量，减少了有效试验载荷；另一方面线缆的安装、检修工序非常复杂。特别是在近年来发展的乘波体飞行器中，由于舱体十分狭窄，因此传感器线缆安装空间不足的问题更加突出。

现有的分布式测量和现场总线技术能够在一定程度上减少线缆的总长度，但是没有完全避免电缆的存在。采用现有的无线传感器技术可以省去信号电缆，但仍不能省掉电源线缆。若采用电池供电，地面测试阶段有可能将电池耗尽，而更换电池的代价极高——按照航天管理规程，更换电池视为产品部件变更，可能面临重新做全套环境试验的代价。

综上，现有的传感技术，主要存在的差距表现在：(1)传统传感器电缆成为负担，电缆自身的重量体积限制了测量的总点数，也限制了力热场的测量分辨率；(2)因为应用行业的特殊性，现有的无线传感器技术还无法实现省去电源线。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于飞行器的无缆化测量系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种用于飞行器的无缆化测量系统，包括：

若干无线传感器从机模块，用于在飞行器内采集测量信号，根据所述测量信号生成并发送第一数据；

无线主机模块，与所述无线传感器从机模块无线连接，用于接收所述第一数据，根据所述第一数据生成第二数据以形成测量数据；

无线充电发射器，与所述无线传感器从机模块无线连接，用于为所述无线传感器从机模块充电。

在本发明的一个实施例中，还包括数据存储转发设备，与所述无线主机模块连接，用于存储、记录、转发所述测量数据。

在本发明的一个实施例中，所述无线传感器从机模块包括：

若干传感器，用于采集所述测量信号；

无线从机，与所述传感器连接，用于收集所述测量信号并生成所述第一数据；

从机天线，与所述无线从机连接，用于将所述第一数据发送给所述无线主机模块。

在本发明的一个实施例中，所述无线从机与N只所述传感器连接，其中，1≤N≤16。

在本发明的一个实施例中，所述无线从机包括：变送电路模块、多路ADC采样转换器、隔离SPI接口、低功耗MCU、射频收发模块、电源模块；其中，

所述变送电路模块与所述多路ADC采样转换器连接；