专利检索下的某发参采集器地面转速信号跳变故障分析

姜露 乔振磊 张新珂

（石家庄海山实业发展总公司，河北石家庄 050208）

专利检索下的某发参采集器地面转速信号跳变故障分析

姜露 乔振磊 张新珂

（石家庄海山实业发展总公司，河北石家庄 050208）

针对某型发参采集器地面转速信号跳变故障，给出了故障分析和定位方法，并进行了深入的原因分析。

发参采集器；跳变；频率量；专利检索

发参采集器是用于监测飞机发动机工作情况和对故障情况进行实时判别并作出故障报警的机载产品。它主要用于采集来自飞机传感器、发动机传感器、自动调节器与发动机相关的参数及故障信息，经处理后将信息送到NAMP，再由NAMP将这些信息送到飞机的各有关设备，同时还将这些信息送到黑匣子记录，以便事后分析发动机的工作和故障情况。

在专利检索基础上进行技术创新，使得某发参采集器除实现以上功能外，同时提供一路28V·15s的控制信号，控制发动机自动调节器进行自检测，自动调机器自检测通过后方可以进行发动机的起动操作。而发参采集器本身发出28V·15s控制信号还必须满足一定的条件，其一就是N2转速信号不能大于10%，正是由于此条件的约束，导致当地面N2转速信号跳动至10%以上时，发参采集器无法发出28V·15s控制信号，从而地面无法进行发动机的起动操作。

1 故障描述

某型发参采集器地面N2转速信号跳变致地面无法进行发动机起动操作。该故障在飞机地面通电试验时出现，发生频率较高，但二线测试不再现。通过机上用频谱仪检测，排除了机上线路干扰，并确定为发参采集器的连续量采集模块故障，下面进行进一步的分析定位。

2 故障分析及定位

2.1 故障分析

由于通过现有测试方法无法在二线再现故障及机上测试的不便，故将故障定位到元件，首先需要研究二线再现故障的方法。

发参采集器采集的N2信号来自发动机上的某型转速传感器，该传感器为感应式，由永磁铁芯、线圈和感应轮组成，通过感应轮与铁芯相对位置的不断变化在线圈上产生近似正弦的交流感应电压信号，直接接入N2信号输入端的就是转速传感器的线圈。在发动机未工作时，该线圈上是没有交流信号输出的，相当于在N2信号输入端的是一个电感。于是在内场使用电感将N2信号输入端连接，模拟机上N2信号输入端无输入信号的情况。通过试验发现该方法确实使发参采集器采集的N2信号由0发生了跳变。经过进一步模拟试验，发现只要使用电感触发发参采集器N2信号的采集输入端，都会使发参采集器采集的N2信号由0发生一次跳变。

图1 频率量采集电路

2.2 故障定位

为了证明该现象与机上故障现象本质是一致的，我们更换了无故障发参采集器的连续量模块进行试验，结果发参采集器采集到的N2信号始终为0，未发生任何跳变；经过多台反复验证，可以确定我们模拟出的现象与机上的故障现象是由相同的原因导致的，并初步将故障定位在发参采集器连续量采集模块中N2信号采集通道硬件电路上。

经过分析，我们确定了发参采集器N2信号采集通道上的几个测试点，如图1所示，包括N2信号输入端（N2+与N2-之间）、N15输入端（2、3脚之间）与输出端（6脚）、D7输入端（3脚）与输出端（4脚）。以下将采用故障件与对比件对比测试的方法定位故障，两个机件的测试均在N2信号输入端悬空的条件下进行。

在测试过程中发现，当电压表表笔接触故障件的N2信号输入端至N15输出端之间测试点时，发参采集器采集到的N2信号有时会发生跳变，而对比件正常，这表明干扰是在N2信号输入端至N15输出端之间被引入的；且当N15输入端有-100mV左右的直流输入信号时，故障件N15输出与对比件不同，故障件为-0.2V～-0.4V，而对比件为-13.15V，根据以上情况，可以将故障定位在N15上，更换N15后故障现象消失，故障排除。

3 原因分析

如图1电路，正弦频率信号自N2+和N2-两端输入采集通道，经C40滤波，V9、V12限幅二极管电平变换后变为幅度恒定近似梯形的波形，该梯形波经N15放大后幅度变大，波形不变。被放大后的梯形波输出至D7（六输入非门）整形，整形后的波形为与输入信号频率相同的矩形波。该矩形波经过D6（计时/计数器）进行频率计数，最后被传送到数据总线上。当运放输入端有-100mV左右的直流输入信号时，因为运放的放大倍数很大，所以运放输出下限电压-13V,处于饱和状态，二极管V3导通，使D7的3脚有的-0.6V电压，从而使该非门通道输出高电平。我们通过电感加在N2信号输入端的触发信号是瞬间的，虽然干扰叠加到了运放输入端，但因为运放已经处于饱和状态，输出信号已经达到其下限电压，故不会再发生浮动，相当于干扰信号被抑制。而故障件的运放在输入端有-100mV左右的直流输入信号时，输出端输出的信号为-0.2V～-0.4V，运放处于非饱和状态，故当输入端有一个瞬间的干扰进入时，运放会对其进行放大，从而导致N2信号发生波动。

该故障所定位的故障元器件运算放大器本身并未完全失效，在有频率信号输入时，运算放大器可以对其进行正常放大，使产品输出精度等均符合要求；但在无频率信号输入的情况下，干扰信号也同样被放大，导致发动机未起动情况下，高压转子转速信号N2存在跳变。

N15元器件部分功能失效表明其内部集成电路局部有损坏情况，分析造成N15内部集成电路局部损坏的原因有以下几点：

（1）机上较大的电流波动，导致元器件局部损坏。

（2）成品制造过程中元器件筛查及成品检测未做到位。

［1］阎石.数字电子技术基础［M］.北京：高等教育出版社，1998.

［2］胡朝江，等.飞机飞参系统及应用［M］.北京：国防工业出版社，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，硕士，助理工程师，研究方向：通信控制。