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        專(zhuān)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

        2016-03-29 04:55:53姜露喬振磊張新珂
        河南科技 2016年22期
        關(guān)鍵詞:機(jī)上采集器發(fā)動(dòng)機(jī)

        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(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)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(mén))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(mén)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

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        (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。

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