姜露 喬振磊 張新珂

（石家莊海山實(shí)業(yè)發(fā)展總公司，河北石家莊 050208）

專利檢索下的某發(fā)參采集器地面轉(zhuǎn)速信號(hào)跳變故障分析

姜露 喬振磊 張新珂

（石家莊海山實(shí)業(yè)發(fā)展總公司，河北石家莊 050208）

針對(duì)某型發(fā)參采集器地面轉(zhuǎn)速信號(hào)跳變故障，給出了故障分析和定位方法，并進(jìn)行了深入的原因分析。

發(fā)參采集器；跳變；頻率量；專利檢索

發(fā)參采集器是用于監(jiān)測(cè)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況和對(duì)故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)判別并作出故障報(bào)警的機(jī)載產(chǎn)品。它主要用于采集來(lái)自飛機(jī)傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器、自動(dòng)調(diào)節(jié)器與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的參數(shù)及故障信息，經(jīng)處理后將信息送到NAMP，再由NAMP將這些信息送到飛機(jī)的各有關(guān)設(shè)備，同時(shí)還將這些信息送到黑匣子記錄，以便事后分析發(fā)動(dòng)機(jī)的工作和故障情況。

在專利檢索基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，使得某發(fā)參采集器除實(shí)現(xiàn)以上功能外，同時(shí)提供一路28V·15s的控制信號(hào)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)器進(jìn)行自檢測(cè)，自動(dòng)調(diào)機(jī)器自檢測(cè)通過(guò)后方可以進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)操作。而發(fā)參采集器本身發(fā)出28V·15s控制信號(hào)還必須滿足一定的條件，其一就是N2轉(zhuǎn)速信號(hào)不能大于10%，正是由于此條件的約束，導(dǎo)致當(dāng)?shù)孛鍺2轉(zhuǎn)速信號(hào)跳動(dòng)至10%以上時(shí)，發(fā)參采集器無(wú)法發(fā)出28V·15s控制信號(hào)，從而地面無(wú)法進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)操作。

1 故障描述

某型發(fā)參采集器地面N2轉(zhuǎn)速信號(hào)跳變致地面無(wú)法進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)操作。該故障在飛機(jī)地面通電試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)，發(fā)生頻率較高，但二線測(cè)試不再現(xiàn)。通過(guò)機(jī)上用頻譜儀檢測(cè)，排除了機(jī)上線路干擾，并確定為發(fā)參采集器的連續(xù)量采集模塊故障，下面進(jìn)行進(jìn)一步的分析定位。

2 故障分析及定位

2.1 故障分析

由于通過(guò)現(xiàn)有測(cè)試方法無(wú)法在二線再現(xiàn)故障及機(jī)上測(cè)試的不便，故將故障定位到元件，首先需要研究二線再現(xiàn)故障的方法。

發(fā)參采集器采集的N2信號(hào)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)上的某型轉(zhuǎn)速傳感器，該傳感器為感應(yīng)式，由永磁鐵芯、線圈和感應(yīng)輪組成，通過(guò)感應(yīng)輪與鐵芯相對(duì)位置的不斷變化在線圈上產(chǎn)生近似正弦的交流感應(yīng)電壓信號(hào)，直接接入N2信號(hào)輸入端的就是轉(zhuǎn)速傳感器的線圈。在發(fā)動(dòng)機(jī)未工作時(shí)，該線圈上是沒(méi)有交流信號(hào)輸出的，相當(dāng)于在N2信號(hào)輸入端的是一個(gè)電感。于是在內(nèi)場(chǎng)使用電感將N2信號(hào)輸入端連接，模擬機(jī)上N2信號(hào)輸入端無(wú)輸入信號(hào)的情況。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該方法確實(shí)使發(fā)參采集器采集的N2信號(hào)由0發(fā)生了跳變。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步模擬試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)只要使用電感觸發(fā)發(fā)參采集器N2信號(hào)的采集輸入端，都會(huì)使發(fā)參采集器采集的N2信號(hào)由0發(fā)生一次跳變。

圖1 頻率量采集電路

2.2 故障定位

為了證明該現(xiàn)象與機(jī)上故障現(xiàn)象本質(zhì)是一致的，我們更換了無(wú)故障發(fā)參采集器的連續(xù)量模塊進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)參采集器采集到的N2信號(hào)始終為0，未發(fā)生任何跳變；經(jīng)過(guò)多臺(tái)反復(fù)驗(yàn)證，可以確定我們模擬出的現(xiàn)象與機(jī)上的故障現(xiàn)象是由相同的原因?qū)е碌?，并初步將故障定位在發(fā)參采集器連續(xù)量采集模塊中N2信號(hào)采集通道硬件電路上。

經(jīng)過(guò)分析，我們確定了發(fā)參采集器N2信號(hào)采集通道上的幾個(gè)測(cè)試點(diǎn)，如圖1所示，包括N2信號(hào)輸入端（N2+與N2-之間）、N15輸入端（2、3腳之間）與輸出端（6腳）、D7輸入端（3腳）與輸出端（4腳）。以下將采用故障件與對(duì)比件對(duì)比測(cè)試的方法定位故障，兩個(gè)機(jī)件的測(cè)試均在N2信號(hào)輸入端懸空的條件下進(jìn)行。

在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電壓表表筆接觸故障件的N2信號(hào)輸入端至N15輸出端之間測(cè)試點(diǎn)時(shí)，發(fā)參采集器采集到的N2信號(hào)有時(shí)會(huì)發(fā)生跳變，而對(duì)比件正常，這表明干擾是在N2信號(hào)輸入端至N15輸出端之間被引入的；且當(dāng)N15輸入端有-100mV左右的直流輸入信號(hào)時(shí)，故障件N15輸出與對(duì)比件不同，故障件為-0.2V～-0.4V，而對(duì)比件為-13.15V，根據(jù)以上情況，可以將故障定位在N15上，更換N15后故障現(xiàn)象消失，故障排除。

3 原因分析

如圖1電路，正弦頻率信號(hào)自N2+和N2-兩端輸入采集通道，經(jīng)C40濾波，V9、V12限幅二極管電平變換后變?yōu)榉群愣ń铺菪蔚牟ㄐ?，該梯形波?jīng)N15放大后幅度變大，波形不變。被放大后的梯形波輸出至D7（六輸入非門）整形，整形后的波形為與輸入信號(hào)頻率相同的矩形波。該矩形波經(jīng)過(guò)D6（計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器）進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)，最后被傳送到數(shù)據(jù)總線上。當(dāng)運(yùn)放輸入端有-100mV左右的直流輸入信號(hào)時(shí)，因?yàn)檫\(yùn)放的放大倍數(shù)很大，所以運(yùn)放輸出下限電壓-13V,處于飽和狀態(tài)，二極管V3導(dǎo)通，使D7的3腳有的-0.6V電壓，從而使該非門通道輸出高電平。我們通過(guò)電感加在N2信號(hào)輸入端的觸發(fā)信號(hào)是瞬間的，雖然干擾疊加到了運(yùn)放輸入端，但因?yàn)檫\(yùn)放已經(jīng)處于飽和狀態(tài)，輸出信號(hào)已經(jīng)達(dá)到其下限電壓，故不會(huì)再發(fā)生浮動(dòng)，相當(dāng)于干擾信號(hào)被抑制。而故障件的運(yùn)放在輸入端有-100mV左右的直流輸入信號(hào)時(shí)，輸出端輸出的信號(hào)為-0.2V～-0.4V，運(yùn)放處于非飽和狀態(tài)，故當(dāng)輸入端有一個(gè)瞬間的干擾進(jìn)入時(shí)，運(yùn)放會(huì)對(duì)其進(jìn)行放大，從而導(dǎo)致N2信號(hào)發(fā)生波動(dòng)。

該故障所定位的故障元器件運(yùn)算放大器本身并未完全失效，在有頻率信號(hào)輸入時(shí)，運(yùn)算放大器可以對(duì)其進(jìn)行正常放大，使產(chǎn)品輸出精度等均符合要求；但在無(wú)頻率信號(hào)輸入的情況下，干擾信號(hào)也同樣被放大，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)未起動(dòng)情況下，高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號(hào)N2存在跳變。

N15元器件部分功能失效表明其內(nèi)部集成電路局部有損壞情況，分析造成N15內(nèi)部集成電路局部損壞的原因有以下幾點(diǎn)：

（1）機(jī)上較大的電流波動(dòng)，導(dǎo)致元器件局部損壞。

（2）成品制造過(guò)程中元器件篩查及成品檢測(cè)未做到位。

［1］閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)［M］.北京：高等教育出版社，1998.

［2］胡朝江，等.飛機(jī)飛參系統(tǒng)及應(yīng)用［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2012.

Analysis on Malfunction about Ground Speed Signal Jump of a Collector Based on Patent Retrieval

Jiang LuQiao Zhenlei Zhang Xinke
(Shijiazhuang Haishan Industrial Development Corporation,Shijiazhuang Hebei 050208)

In this paper,a fault analysis and location method is presented for the ground fault of a certain type of col?lector,and the reasons are analyzed.

hair collector;jump;frequency;patent retrieval

V267

A

1003-5168（2016）11-0077-02

2016-10-30

姜露（1983-），女，碩士，助理工程師，研究方向：通信控制。