某飞行器温度遥测参数异常研究

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1、某飞行器温度遥测参数异常研究　　【摘要】针对技术阵地测试中某飞行器上温度遥测参数的异常现象，根据电路工作原理，分析了产生异常现象的机理，对故障进行准确定位，排除了故障；并结合工作实际，对高质量、高可靠飞行器遥测温度变换器的制造工艺提出了合理化建议。【关键词】温度传感器；温度变换器；遥测参数1.引言飞行器的温度遥测参数是飞行器在飞行试验和地面试验过程中舱内实际环境条件的测试数据，主要是为了考核飞行器舱内设备的工作环境条件。其工作原理是：通过温度传感器感应电阻的阻值变化，经变换器将（阻值变化量）原始微弱信号进行变换与放大，使之成为无线电遥测系统采编器便于采集的

2、归一化电平信号（0-5V）后，再通过遥测信道传输至地面接收设备，经地面接收设备的接收、处理与显示，完成飞行器射前及飞行状态下的内部环境参数测试。（参数测试框图如图1所示）。2.问题提出7在靶场技术阵地进行某型飞行器总检查时，遥测系统加电后，3F12（后设备舱温度传感器）遥测参数初始测得的温度大约为14℃左右，该值持续了951s后，遥测数据温度值突然跳变到约23℃，保持80s后，又跳变回14℃，而实际环境温度应为23℃（遥测参数曲线见图2）。对该异常问题进行初步定位分析：飞行器上共有7个温度传感器，只有后设备舱温度传感器遥测参数不正常，其余6个温度传感器的遥

3、测参数均正常，因此可以基本确认遥测采编器工作正常，问题可能出在传感器、变换器及传输电缆上。在对传感器、变换器进行定位检查中，测试传感器常态电阻值约为108Ω（符合该温度传感器产品证明书电阻108Ω对应温度23℃的对应值），说明传感器工作正常；用模拟方法单独测试变换器：用电阻箱电阻代替传感器感应电阻△R，当电阻箱阻值设为108Ω作为变换器输入电阻时，输出电压为1.686V，按产品证明书中所列公式换算1.686V对应温度14℃，正常值应为1.898V（对应温度23℃），说明变换器工作异常。3.机理分析某型温度变换器电路由直流电桥、比例放大器、限幅电路、稳压电路

4、等部分组成，在电路中实现电阻—电压转换与电压放大的作用。某型温度传感器敏感元件选用铂电阻测温敏感元件，当温度变化时，传感器的电阻值随温度变化而变化；温度变换器把该信号转换为0～5V的电压信号。变换器原理框图见图3。其中稳压电路工作图如图4。图4中N2为基准源REF02AZ，其管脚定义如图5。7基准电压源N2（REF02AZ）给直流电桥提供电桥电压。温度变换器的稳压电路电阻和传感器感应与运算放大器组成直流电桥，当传感器的感应电阻发生变化时，直流电桥输出电压随之变化，该电桥的输出电压和传感器所感应阻值成线性关系。电桥输出电压和传感器感应电阻值及桥压的关系如式1

5、：式（1）中，桥压由N2（REF02AZ）提供。从上述关系式（1）中可以看出：在电桥的其它参数未发生变化，即系数不变的情况下，电桥的输出电压与基准源的输出电压和传感器所感应阻值成正比关系，当基准源输出降低而传感器感应电阻值正常时，变换器输出电压也降低，即变换器的灵敏度降低，所以使23℃时变换器的输出电压从1.898V降低到1.696V，按产品证明书中所列公式换算，呈现14℃的温度值。4.问题定位分析4.1对该问题温度变换器进行输入输出数据校准7主要校准数据为：零位（相对应的温度为-50℃）输出电压为0.205V，满量程（相对应的温度为150℃时）输出电压为

6、4.264V，正常值应为4.817V，产品输出异常时23℃输出电压为1.686V，正常值为1.898V，证明变换器工作异常，复现了该产品在飞行器上测试时的异常现象。根据对故障模式的机理分析，检查基准源的输出电压，测试结果为4.4V，正常值应为5±0.025V，断开基准源的负载，基准源输出仍为4.4V。基准源的作用是给测量电桥供电，用外部的电源代替基准源对产品测试，产品输出恢复正常，说明产品输出异常的问题是由基准源输出电压由5V降到4.4V引起的。4.2基准源REF02AZ输出电压降为4.4V可能原因（1）输入电压低于7V；（2）电容器C1击穿，短路；（3）

7、负载增大；（4）器件虚焊；（5）器件本身问题。4.3基准源输出电压下降原因的试验分析（1）测量的输入电压为10.5V，满足输入电压要求。（2）拆下插座，用兆欧表检查插座的各点之间的绝缘电阻，均大于200MΩ；测量滤波插座的电容量，均在规定的范围内。测量基准源输出端引脚6与信号地引脚4的电阻为5.2KΩ（基准源的输出阻抗），说明电容C1性能正常。（3）测量电路的功耗，电源供电为±15V，耗电电流为12mA，说明基准源的负载正常。（4）为了排除焊点虚焊问题，在加电的情况下对基准源的各引脚轻轻摇动，反复测试基准源的输出电压，电压值均为4.4V；对基准源各焊点进行

8、补焊，基准源输出电压仍为4.4V，从而证明基准源的输出降低不是因虚