Просмотр сведений о научной статье


Обложка номера

№4 2025

Заголовок

Экспериментальное исследование характеристик элементов прецизионной измерительной системы для научной аппаратуры космических аппаратов

Авторы

О.И. Ровняков, К.А. Дюжев, К.В. Ануфрейчик

Организация

Институт космических исследований РАН
г. Москва, Российская Федерация

Аннотация

Задача большинства научных приборов на космическом аппарате – выполнение измерений. Источник опорного напряжения – один из основных элементов измерительной системы, от которого зависит её точность. Во время штатной эксплуатации прибора опорное напряжение подвержено температурным изменениям, которые в отличие от начальной погрешности не могут быть устранены наземной калибровкой. Экспериментально исследована работа источника ISL21090B-50 в типичном рабочем диапазоне температур космической аппаратуры, определены его интегральный и дифференциальный температурные коэффициенты и тепловой гистерезис, сделаны выводы о теоретически достижимом разрешении прецизионной измерительной системы на основе данной микросхемы и описаны способы его повышения. Показана принципиальная возможность повышения разрешающей способности измерительных систем на основе опорных источников с линейной зависимостью напряжения от температуры путём введения математической поправки в результаты измерений на основе данных о фактической температуре опорного элемента. Экспериментально в климатической камере исследована работа радиационно-стойких интегральных термодатчиков 5306НТ025 для их применения в качестве внутренних телеметрических датчиков в перспективных научных приборах, получены зависимости их погрешности от температуры. Приводится пример компенсации температурного дрейфа микросхемы ISL21090B-50 на основе показаний термодатчиков.

Ключевые слова

источник опорного напряжения, ИОН, АЦП, тепловой гистерезис, датчик температуры, бандгап, научное оборудование космического аппарата

Список литературы

[1] Ровняков О. И., Чугунин Д. В., Ануфрейчик К. В. Конструктивные и схемотехнические решения на основе слаботочной электроники для измерений характеристик космической плазмы // Космические аппараты и технологии. 2025. Т. 9. № 1. С. 48–62. doi: 10.26732/j.st.2025.1.05.

[2] ADS1282 Аналого-цифровой преобразователь высокого разрешения [Электронный ресурс]. URL: https://www.ti.com/lit/gpn/ads1282 (дата обращения: 27.10.2025).

[3] ISL21090 Ультра-малошумящий прецизионный источник опорного напряжения [Электронный ресурс]. URL: https://www.renesas.com/en/document/dst/isl21090-datasheet?r=533226 (дата обращения: 27.10.2025).

[4] Leon E., Barthel R., Alani T. Усилители с нулевым дрейфом: особенности и преимущества (краткое руководство по применению) [Электронный ресурс]. URL: https://www.ti.com/lit/ab/sboa182c/sboa182c.pdf (дата обращения: 28.10.2025).

[5] Применение источников опорного напряжения (руководство по применению № 177) [Электронный ресурс]. URL: https://www.renesas.com/en/document/apn/an177-voltage-reference-application-and-design-note (дата обращения: 27.10.2025).

[6] Как измерить тепловой гистерезис источника опорного напряжения MAX6079, рекомендации к печатной плате (руководство по применению № 6651) [Электронный ресурс]. URL: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/design-notes/how-to-measure-the-max6079-voltage-reference-thermal-hysteresis-considerations-for-pcb-layout.pdf (дата обращения: 27.10.2025).

[7] Wright J. Не дайте себя обмануть насчёт долговременного дрейфа и гистерезиса источника опорного напряжения (руководство по разработке № 229) [Электронный ресурс]. URL: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/design-notes/dn229f.pdf (дата обращения: 27.10.2025).

[8] Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: учебное пособие / пер. с англ. 3-е изд. Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета, 2016, 1254 с.

[9] LTZ1000/LTZ1000A Ультра-прецизионный опорный источник // Linear Technology. Справочник по линейным схемам. 1990. Милпитас, Калифорния, США: Корпорация Linear Technology, 1989.

[10] Lee M. Понимание и применение источников опорного напряжения (руководство по применению № 82) [Электронный ресурс]. URL: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/app-notes/an82f.pdf (дата обращения: 28.10.2025).

[11] Интегральный аналоговый датчик температуры 5306НТ025 [Электронный ресурс]. URL: https://dcsoyuz.ru/files/temperature/5306HT025/specifikacija_5306nt025_ver1.0.pdf (дата обращения: 27.10.2025).

[12] Интегральный цифровой датчик температуры c 1-Wire интерфейсом управления 5306НТ015В / 5306НТ015С [Электронный ресурс]. URL: https://dcsoyuz.ru/files/temperature/5306HT015BC/specifikacija_5306nt015(B_C)_ver3.1.pdf (дата обращения: 28.10.2025).

[13] Интегральный цифровой датчик температуры с SPI интерфейсом управления 5306НТ015Е / 5306НТ015К / 5306НТ015Н [Электронный ресурс]. URL: https://dcsoyuz.ru/files/temperature/5306HT015EHK/specifikacija_5306nt015(e_k_n)_ver3.1.pdf (дата обращения: 28.10.2025).


Полный текст статьи (скачано: 4)

Цитирование данной статьи

Ровняков О.И., Дюжев К.А., Ануфрейчик К.В. Экспериментальное исследование характеристик элементов прецизионной измерительной системы для научной аппаратуры космических аппаратов // Космические аппараты и технологии. 2025. Т. 9. № 4. С. 269-281. doi: 10.26732/j.st.2025.4.08


Лицензия Creative Commons
Данная статья лицензирована по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.