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        某系留氣球氣壓測量設(shè)備的電磁兼容性改進(jìn)

        2016-12-23 17:54:27譚學(xué)林
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年23期
        關(guān)鍵詞:電磁干擾

        摘 要:某系留氣球氣壓測量設(shè)備用于測量系留氣球氦氣囊、副氣囊、尾翼、整流罩4個氣囊壓力與大氣靜壓。為實現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)自動控制,氣囊壓力必須測量準(zhǔn)確。氣壓測量設(shè)備一旦受到電磁干擾而導(dǎo)致測量值偏差,自控控制設(shè)備將可能發(fā)出錯誤指令導(dǎo)致嚴(yán)重后果。結(jié)合電磁兼容理論和實際,經(jīng)過大量的電磁環(huán)境實驗和實際安裝測試,重新設(shè)計的氣壓測量設(shè)備能有效屏蔽干擾。

        關(guān)鍵詞:系留氣球;氣壓測量;電磁干擾

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.217

        0 引言

        系留氣球是一種無動力氣球飛行器,氣球用系纜與地面設(shè)施連接,球體內(nèi)充氦氣,依靠浮力懸停在空中。系留氣球一般由球體、系纜、錨泊設(shè)備、測控、供電、負(fù)載等主要部分組成。

        氣壓測量設(shè)備用于測量系留氣球氦氣囊、副氣囊、尾翼、整流罩4個氣囊壓力與大氣靜壓。通過風(fēng)機閥門的控制,實現(xiàn)對4個氣囊壓力自動調(diào)節(jié),因此氣囊壓力必須測量準(zhǔn)確。受電磁干擾的氣囊測量值會導(dǎo)致計算機發(fā)出錯誤指令而引發(fā)災(zāi)難性后果。

        1 球載電磁環(huán)境分析

        用電設(shè)備之間形成電磁干擾必須同時具備三個要素:干擾源、耦合通道和敏感設(shè)備,如圖1所示。干擾源輻射出的電磁能量經(jīng)某種耦合通道進(jìn)入敏感設(shè)備,導(dǎo)致敏感設(shè)備出現(xiàn)非期望的效果,這一過程稱作電磁干擾效應(yīng)。盡管球載環(huán)境下,電磁干擾十分復(fù)雜,但由于原氣壓測量盒有一定的屏蔽效果,已長期在各種環(huán)境下正常使用。

        2 原盒體設(shè)計及測量值受干擾情況

        某系留氣球氣囊測量值在使用中出現(xiàn)固定周期的波動,呈明顯下降的波形,原盒體設(shè)計和氣囊壓力受擾情況如圖1所示。

        3 改進(jìn)后的盒體設(shè)計及氣囊壓力測量值

        為解決外界電磁干擾,作者嚴(yán)格按照GJB151A-97的電磁環(huán)境實驗要求進(jìn)行改進(jìn),分別對盒體外形結(jié)構(gòu)、電信號、電纜進(jìn)行電磁屏蔽設(shè)計。外形結(jié)構(gòu)采用密封腔體結(jié)構(gòu),電纜采用屏蔽電纜,電信號分別按照電源、信號進(jìn)行濾波器設(shè)計。改進(jìn)后的盒體將原4個電連接器變成1個,盒體上蓋板采用鑲嵌式設(shè)計并增加屏蔽材料完好接觸,線纜中增加濾波器對電源信號濾波,氣壓管開口處改成內(nèi)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

        同時還增加軟件的卡爾曼濾波算法,使氣壓測量值更平滑,改進(jìn)后的氣壓盒設(shè)計及氣囊壓力受擾情況如圖2所示。

        對比改進(jìn)前和改進(jìn)后,相同環(huán)境下的氣囊壓力測量值,可以看出,密閉腔體結(jié)合電磁濾波器和卡爾曼濾波等多項屏蔽措施的處理切實有效,能去除電磁干擾造成的影響,并能適應(yīng)更嚴(yán)酷的電磁環(huán)境。

        4 結(jié)語

        設(shè)計師在設(shè)計時應(yīng)該嚴(yán)格按照項目的電磁兼容性總體要求,并結(jié)合產(chǎn)品所處的具體的位置、電磁環(huán)境和可能的外部環(huán)境,在電磁屏蔽結(jié)構(gòu)和電信號屏蔽上增加相關(guān)設(shè)計,使自己設(shè)計的產(chǎn)品能適應(yīng)大多數(shù)使用環(huán)境。學(xué)習(xí)電磁兼容理論知識、增加實踐設(shè)計,不斷嘗試和驗證,有利于提高產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性。

        參考文獻(xiàn):

        [1]聞映紅.Clayto n R Paul.電磁兼容導(dǎo)論[M].北京:人民郵電出版社,2007.

        [2]楊士元.電磁屏蔽理論與實踐[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006.

        作者簡介:譚學(xué)林(1987-),男,碩士,工程師,研究方向:機載雷達(dá)設(shè)計。

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