15MHz溫控石英晶體微量天平的設(shè)計(jì).pdf

1、空間環(huán)境表面污染的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)對(duì)航天器環(huán)境保障有著重要的科學(xué)研究意義和實(shí)用價(jià)值。石英晶體微量天平是目前眾多用來(lái)控制表面污染技術(shù)的一種，近年來(lái)，它憑借精度高、質(zhì)量輕、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航天器表面分子和顆粒污染的監(jiān)測(cè)。
　　 本文研究的溫控石英晶體微量天平借助于計(jì)算機(jī)通信技術(shù)將多個(gè)石英晶體傳感器連接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到對(duì)航天器多個(gè)敏感部分表面的分子污染沉積情況監(jiān)測(cè)的目的。石英晶體微量天平主要由石英晶體振蕩器和帕爾貼制冷器兩

2、部分組成，測(cè)量原理根據(jù)索氏公式，通過(guò)測(cè)量參考晶片與敏感晶片之間的頻率差，測(cè)量表面沉積污染物的質(zhì)量以及污染物的質(zhì)量變化情況。通過(guò)一系列測(cè)試和地面試驗(yàn)表明它的監(jiān)測(cè)靈敏度可達(dá)12.94×10-9g/c㎡，在-40～30℃范圍內(nèi)對(duì)探頭的控溫精度優(yōu)于0.18℃，并可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制其工作溫度點(diǎn)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系具有1次/s的采集、處理功能和良好的軟件操作界面。非常適合應(yīng)用在空間的污染量監(jiān)測(cè)上。
　　 本文在設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用了FPGA器件、微控