基于膏体燃烧试验的测控系统设计(4)
2 系统概述
系统由点火控制模块、推进剂供给控制部分、温度控制模块，以及安全装置等组成，各组成部分完成相应的控制功能。
2.1 点火控制模块的功能和实现方法
点火控制模块实现的功能是通过监测燃烧室的压力，一旦压力达到预先设定值时，点火控制模块就进入工作状态，经过预先设定的时间间隔后，点火装置就开始点火。
燃烧室的压力监测是通过BBTG T-1型压力传感器完成的，该型传感器的应变梁采用特种不锈钢结构，耐酸碱腐蚀，测量范围宽、通用型强、工艺成熟、性能稳定，广泛适用于化工、冶金等行业测控领域。
只有当燃烧室的压力达到规定值时点火控制模块才开始工作的功能是通过一个功能类似开关的机械继电器完成的。机械继电器以压力传感器的输出信号为输入信号，只有当压力传感器的输出信号（机械继电器的输入信号）达到机械传感器的预设值时，机械继电器才会执行类似开关的闭合功能，从而使电路导通。本例中所用机械继电器为AIKS 的ARL2F型机械继电器，该机械继电器有2组控制触点，且为防尘封装。
点火控制模块的时间延时点火功能是通过在电路中串联一个时间继电器来实现的。时间继电器和机械继电器类似，也是实现一种开关功能。不同的是，当时间继电器当电路接通后，还要经过指定的时间间隔后，继电器的内部电路才会接通（开关的闭合），而这个时间间隔可以根据需要自行设定。根据时间继电器的时间延时功能，就实现了点火控制模块的时间延时功能。本例中所采用的时间继电器为温州大华产的DH48S型时间继电器。该时间继电器的延时范围为从0.01秒-99时99分，延时范围宽，可正计时也可倒计时，精度高、体积小、功耗小、性能可靠、稳定性高。
最后，点火装置完成对膏体火箭发动机的点火功能。
2.2 推进剂的供给控制
推进剂的供给控制是通过对进气阀和排气阀的控制来实现的。
本例中膏体火箭发动机的推进剂供给是通过活塞挤压膏体推进剂进入燃烧室来进行的。而活塞的推动作用是通过进气阀压入空气来增加活塞尾部的压力来推动活塞的前进来实现膏体推进剂的增量供给和排气阀排除空气来减小活塞尾部的压力来使活塞减速以实现膏体推进剂的减量供给的。通过控制活塞的加速位移和减速位移来实现膏体推进剂的增量供给和减量供给，以此来控制燃烧的程度来控制燃烧室的温度和压力。
推进剂的供给控制和燃烧室的温度控制等构成一个反馈控制系统。即推进剂的供给控制用来控制燃烧室的温度、压力等，同时燃烧室的温度、压力等的特征信号也会反馈到推进剂的供给控制部分，并作为输入信号的组成部分，以此来修正对燃烧室的温度和压力的控制误差，从而达到更精确的控制目的。
2.3 温度控制模块
温度控制模块实现对燃烧室温度的控制。
燃烧室的温度控制电路由信号放大部分、低通滤波部分、信号处理与变换部分组成。
燃烧室的温度是通过热电偶测得的。热电偶是工业上最常使用的一种测温元件。它具有信号易于传输和变换，测温范围宽，测温上限高等优点。
温度信号的处理首先经过信号放大电路。信号放大电路的作用是对输入的温度信号进行放大，其目的是大的信号便于后续的对信号的比较以及处理。本例中的放大器采用AD620型放大器。AD620是一款低成本、高精度仪表放大器，仅需要设置外电阻（ ）的阻值，就可设置增益的大小，增益范围为1至10,000。此外，AD620采用8引脚SOIC和DIP封装，尺寸小于分立电路设计，并且功耗更低，非常适合电池供电及便携式（或远程）应用。