Бортовая магнитоизмерительная система

Бортовая магнитоизмерительная система (МАГИС) предназначена для мониторинга и исследования динамики магнитного поля. МАГИС позволяет исследовать связи между состоянием магнитного поля и потоками частиц, регистрируемыми научным спектрометрическим аппаратурным комплексом (НСАК), разрабатываемым совместно Национальным исследовательским ядерным университетом «МИФИ» и Институтом физики НАН Беларуси в рамках научно-технической программы Союзного государства «Космос-НТ». МАГИС может использоваться в магнитных системах ориентации и стабилизации подвижных объектов, в системах управления и диагностики технического состояния, в системах определения эффективности магнитных экранов.
В докладе рассматриваются принципы построения, результаты разработки, изготовления и испытаний магнитоизмерительной системы. Освещены вопросы создания установки и программно-методического обеспечения для тестирования и испытаний МАГИС.
Основными элементами МАГИС являются трехкомпонентные магнитометры (основной и резервный), измеряющие X, Y, и Z компоненты вектора напряженности магнитного поля Земли. Для измерения градиента магнитного поля магнитометры устанавливаются на определенном расстоянии друг от друга. Управление магнитометрами и съем информации осуществляется по интерфейсу RS485. Аппаратная часть выполнена по схеме с ненагруженным резервом («холодное» резервирование).
Магнитоизмерительная система разработана в двух вариантах исполнения:
-автономном, предназначенном для использования в магнитных системах управления и системах контроля магнитных полей (в состав МАГИС входят блок обработки, коммутации и электропитания (БОКЭП) и два магнитометра),
-интегрированном в спектрометрический комплекс мониторинга космической погоды.
БОКЭП выполняет функции обмена информацией с бортом, съема данных с магнитометров, переключения основного и резервного магнитометров, калибровки и тестирования магнитоизмерительных каналов. В состав БОКЭП входят одноплатный компьютер в формате РС104, модуль электропитания, модуль коммутации, модуль токовых сигналов. Модуль токовых сигналов предназначен для задания токов в катушках магнитной системы ориентации и стабилизации. Модуль токовых сигналов может также использоваться при наземных испытаниях и калибровках магнитометров и в системах компенсации внешнего магнитного поля.
Для проведения испытаний МАГИС разработаны программа и методика испытаний и установка тестирования, в состав которой входят компьютер, кольца Гельмгольца, оснастка для позиционирования магнитометра, эталонный магнитометр, программируемый источник питания, вольтметр, катушка измерительная.
Программное обеспечение МАГИС, написанное на языке С/С++, выполняет следующие функции: включение, инициализация и выключение электронных блоков; прием и обработка информации; обмен информацией с компьютером; проведение контроля; визуализация результатов измерений в цифровом и графическом видах; накопление в базе данных значений компонент и модуля вектора напряженности магнитного поля с привязкой их ко времени измерений; экспорт данных в табличный редактор.
Кольца Гельмгольца установки тестирования и магнитометры МАГИС прошли калибровку во Всероссийском научно-исследовательском институте метрологии (ВНИИМ) им. Д.И. Менделеева в Санкт-Петербурге.