数字式燃油测量指示系统受电磁干扰影响问题解决

秦明

【摘 要】文章通过列举工程实践中，某型飞机配套的数字式燃油测量管理系统在装机后受电磁干扰而发生油量显示值严重跳变的故障，以及故障原因分析和多项解决措施等，说明数字式电路系统在综合复杂装备上应用时仍然必须做好电磁兼容设计工作，并给出一些简单有效的技术措施。

【关键词】数字式 ；测量管理系统；电磁干扰； 措施

某型飞机配套研制的燃油测量管理系统采用了全数字电路组成的飞机燃油量实时测量、管理和显示的信号处理系统。相比以前采用的模拟式燃油测量系统，其主要原因就是以数字方式处理信息具有稳定性好，不像模拟电路那样易受噪声的干扰；系统工作可靠性高；油量信号便于计算机处理和显示。然而在实际工程应用中由于认识不到位，设计细节做的粗，导致了初期状态的燃油测量管理系统受电磁干扰同样产生了很大的影响和波动。

一、故障现象

在某型首架飞机上进行定性电磁兼容试验中发现，短波、超短波电台发射状态下座舱内燃油油量指示器上的各分组油量指示跳动，其中前组油量指示在大部分频段受干扰明显，指示最大跳变范围从半箱油量达到满量程；其他组油量指示在个别频段受干扰跳变，其显示值跳动范围约10Kg～1000Kg。电台关闭后，各组油箱油量显示恢复正常实际油量。问题发生后在燃油系统实验室燃油全模台架上对燃油量测量电缆模拟施加频率为10MHz～340MHz的辐射干扰，燃油量指示出现油量跳变，机上故障复现。

二、故障原因分析

燃油油量测量功能由燃油管理计算机内部的油量测量模块、燃油油量指示器、各组油箱油量传感器和与之相互连接的油量测量电缆共同实现。因此，燃油测量管理分系统的任一组成部分的抗干扰能力差都可能引起最终端的油量指示器上的显示油量发生跳变。

在飞机上电台不工作时，燃油测量管理分系统各传感器对各组油箱燃油量测量工作正常，油量测量显示值稳定。当无线电台工作时，各组油箱燃油量显示值在电台发射的某些频段开始出现油量跳变，其油量跳变幅值与电台发射的频段相关联。由此可见，燃油测量管理分系统油量显示值跳变是受到机上无线电台工作时发射的电磁波辐射感应干扰进入了油量测量系统造成的。燃油测量管理计算机的机上安装位置正处于短波电台天线的下方，油量测量电缆和部分油量传感器距离短波电台的发射天线很近。当电台发射时，电磁波辐射干扰以耦合的方式通过油量测量电缆进入燃油测量管理计算机内部的油量测量模块，导致燃油测量管理计算机输出给油量指示器的油量数据跳变。

通过以上情况综合分析，可将燃油测量管理分系统各组油箱油量显示值在电台工作时跳变问题定位为是受到机上电台工作时的辐射干扰造成的。也可以说是现状态下的燃油测量管理分系统电磁兼容性设计不好，系统抗干扰能力差。

三、故障解决措施

针对燃油油量测量管理分系統的燃油管理计算机、各油箱油量传感器和与之相互连接的油量测量电缆等三大组成部分贯彻落实提高抗干扰能力的措施以及在部件之间采取滤波隔离的办法就成为解决故障的必然途径。

（一）油量测量传感器采取措施

在各组油量测量传感器端头增加内部接地线进行内部接地；传感器引出信号的电缆使用屏蔽网、铜箔纸等手段进行屏蔽处理。

（二）油量测量电缆采取措施

油量测量电缆线缆增加屏蔽网，并增加电搭接线，屏蔽层使用多点接地，而且屏蔽层接地不进燃油测量管理计算机，在计算机接插连接器前端接地，以保证感应耦合信号不被带入计算机测量模块；测量电缆尾部附件更改为具有屏蔽功能的尾部附件并与电缆屏蔽层一起可靠接地；

（三）燃油测量管理计算机采取措施

为防止飞机线路在电磁干扰环境下将干扰带入计算机内部，并沿计算机内部电路传导至油量测量模块，将飞机线路中与油量测量管理计算机相连的非屏蔽电缆线缆更换为屏蔽线，且在计算机外部进行可靠的屏蔽接地；在燃油测量模块上增加滤波电路，电路选取滤波范围较大而且简单实用的LC型；计算机与油量测量电缆相连的连接器由普通电连接器更换为具有带穿心电容滤波功能的连接器，且该连接器在计算机机箱内部的连接线也更换为屏蔽线。

四、改进效果验证情况

采取上述处理措施后，在燃油系统全模台架上和飞机上进行试验，燃油油量显示值在大部分短波、超短波频段下未出现跳变现象，在个别频段油量指示跳变范围最大不超过50Kg。经多次飞机地面滑行和飞行时实时监控各组油量指示值统计，部分情况下仅发现飞机前组油箱油量指示有小范围跳变，且跳变的幅值与飞行员通话时间成正比，通话时间越长显示油量跳变幅值越大但最大跳变值不超过±50Kg。上述情况表明，在后期采取的综合处理措施有效，显著改善了原有设计在电磁兼容性上的不足，极大提升了该型燃油测量管理分系统的抗电磁干扰能力。