摘 要:针对飞机 电缆 故障定位的特点, 介绍了一种基于 DSP 的飞机电缆故障定位设备的设计。利用低压脉冲反射法为被测电缆注入窄带脉冲,采用等效采样对脉冲回波信号进行采集,通过DSP 软件对采集数据进行处理,计算电缆故障位置,并将结果通过CAN 总线 传送到上位机,达到对电缆故障定位的目的。
1 引言
飞机电缆故障定位是机务维修的一项重要内容。
飞机电缆类型复杂, 有各种 射频线 、 数据线 、低压动力线等, 且电缆长度较短, 犹如“血管”一样遍布飞机的各个部位, 常按类别被成捆地放置在飞机的夹壁中, 人工判断故障点很不方便。目前, 机务维修所用的专用 检测设备 主要采用进口的时域反射 测量仪 , 这种设备局限性强, 主要对 射频同轴电缆 有效, 价格昂贵, 国内只有少数几家大型维修基地拥有这种 测量仪器 , 其余的维修部门则大多靠人工定位。
相对于其他领域, 飞机电缆的故障定位有其自身的特点:(1)故障类型一般都短路或断路;(2)故障定位过程中不能够对电缆造成损坏; ( 3 ) 电缆长度较短, 定位精度要求较高。目前, 常用的电缆故障定位的方法主要有:
电桥 法, 低压脉冲反射法, 直流高压闪络法, 冲击高压闪络法, 二次脉冲法, 声测法, 声磁同步法等。电桥法不能直接检测高阻故障,测高阻故障时易损坏待测电缆;基于闪络的一类方法一般用于高阻故障检测, 不适于短路故障定位; 声测法和声磁同步法都易受环境噪声干扰。
本文采用低压脉冲反射法, 设计一个飞机电缆故障定位设备, 对机载设备和线路故障进行快速准确定位,以减少维修工作中的错误拆装次数, 避免因错误拆装导致电缆寿命的减少。
2 低压脉冲反射法基本原理
向电缆发送一个脉冲电压信号, 当电缆有故障时,由于故障点阻抗和电缆的特性阻抗不匹配而产生脉冲反射, 从发射脉冲开始计时, 直至接受到故障点反射脉冲的时间为△ t,△ t 是脉冲在测试点和故障点之间往返一次的时间。设故障距离为S , 脉冲在电缆中的传播速度为V,则S=V △ t/2。通过识别反射脉冲的起始位置、形状及幅度, 定位故障点的距离, 故障点的位置在反射脉冲的起始点。故障波形见图1 。
a) 断路故障波形 b) 短路故障波形
图1 低压脉冲测试电缆故障波形
3 系统设计
系统的总体框图如图2 所示, 主要包UWB 窄脉冲产生、信号调理、数据采集、触发控制、核心处理单元等部分。
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本文关键字：电缆 DSP/FPGA技术，单片机-工控设备 - DSP/FPGA技术
