驾驶员传感器故障分析

驾驶员传感器故障分析

张兴明 李松 何洪波

海山实业发展总公司 河北石家庄 050000

摘要:传感器作为电传操纵系统指令的出端,其性能的表现很大程度上影响了操纵系统的运行。其实现了自动化的实时反馈和控制,传感器的故障轻则导致操纵制系统性能下降,严重时可能操纵等级事故,一旦问题解决不底,会带来巨大的损失。

关键词:驾驶员传感器;电压信号;机理分析;措施

一、故障现象

在驾驶员操纵装置地面测试过程中,驾驶员传感器C通道无电压信号,经检查排除设备故障导致通道无电压信号的可能,反复轻微晃动传感器电缆,C通道电压信号时有时无,确定为驾驶员传感器故障。对驾驶员传感器分解离机检查,发现传感器附带的C电缆根部防波套破损,將损伤电处热繽管剝开,检查发现3号、4号、5号导线断线。

二、机理分析

(一) 驾驶员传感器的安装位置

该驾驶员传感器安装在舱内底板前端,一端固定在结构的安装底座上,另一端固定在操纵杆上,操纵前推、后拉过程中,带动驾驶员传感器引导筒和定子组件相对位置的变化。

2. 驾驶员传感器工作原理

该驾驶员传感器采用的是螺管形差动变压式传感器工作原理,差动变压器传感器作为电感式传感器的一种,其本身是一个变压器,它把被测位移量转换为传感器的互感的变化,使次级线感应电压也产生相应的变化,传感器次级线圈感应电压采用差动的形式输出。

螺管形差动变压器由一个在螺管中间沿轴向运动的铁芯,一个初级线圈,两个次级线圈组成。次级线圈反极性联,当初级线加一定的交流电压,在次线线圈产生感应电压,其大小与铁芯的轴向位移成比例,当铁芯处于中立位置时,次级两线圈感应电压大小相等,相位相反,总出电压为零。当拉驾驶杆带动传感器定子组件和引导发生相对位移时,铁芯偏离中心位置,由于两线圈感应电压不等,次级输出(差值)不为零且随位移增大而增大。

2. 通道无电压信号机理分析

驾驶员操纵装置机上测试过程中,测试设备给驾驶员传感器提供7V/180HZ电源,操纵杆前推和后拉过程中,驾驶感器引导筒和定子组件产生相对位移,使引导筒体上的铁芯和定子组件上的线圈的相对位置发化,此时驾驶员C通道电压信号发生变化,并通过C电缆传输到驾驶员操纵装置测试设备断线控制箱,供设备板卡进行信号的采集。C电缆3号、4号、5号导线断线,三根导线对应的信号为电源信号和传感器反馈电压信号,因此推操杆杆,设备无法采集到该传感器C通道的电压信号。

三、原因分析

现结合电缆损伤情况,梳理各种影响因素,列出C电缆3号、4号、5号导线断线的可能原因,并逐项进行分析：

(一)调试过程中活动件运动时卡伤电缆

驾驶员传感器上C电缆位于传感器前铰点与安装支座连接处的右侧下方。由于前点为固定点,前推或后拉操纵杆过程中传感器电缆均无跟随运动,因此调试过程中的操杆运动不会造成该电缆的损伤。该处周围活动件只有配平电动机构的摇臂,该摇臂活动范围距离电缆的横向距离约50mm,如果摇臂运动过程中刮蹭电缆,刮蹭位置应在电缆距离传感器定子组件壳体大于50mm范围附近,而该传器C电缆损伤处距离传感器壳体15mm~23mm处。综上分析,排除机上测试过程中推拉操纵杆和配平电动机构摇臂运动造成电缆卡伤的可能,故该处电缆损伤并不是发生在操纵杆组件调试过程中。

(二)电缆常受力

驾驶员传感器固定在安装支上,C电缆位于右侧下,在舱内顺航向俯视,电缆的屏蔽层损伤处在该电缆的左侧、上部和右侧,拆开电缆伤处的热缩管,发现内部3根导线断线,断口在同一位置且整齐,位于电缆屏蔽层内包裹的内层热管,进一步排除了因反复摩擦电缆所致的断线,判断为异常受力剪切导致。

1.操作不当,受工具冲击挤压

工作过程中,使用工具不当,使电缆意外受到较大冲击力,并瞬间将电缆挤压在安装支座叉锐边,电缆外侧蔽层破损，屏蔽层内层的热增管材质柔软具有伸弹性,并没有直接破损,但电缆由于内部有导线,无法弹性变形,在叉耳的锐边处受力发生剪切,故操作不当造成电缆损伤的原因不可排除。

2.定子组件壳体与座耳结构挤压

驾驶传感器安装的顺序为连接传感器前点,待安装仪表板后,安装操纵杆,并将该传感器后点固定安装在操纵杆上,在安装仪表板之前,过早安装驾驶员传感器,传感只能前铰点一端固定,此时传感器可以以前铰点为中心做圆周动,C电缆从感器的右下方向左顺出,传感器后铰点向上抬起,电缆可以意外进入到传感器定子组件底部和叉耳之间,此时如果

感器后铰点突然受向下的作用力，可把电缆挤压在其定子件部分的壳体和叉耳之间,使感器定子件的圆形锐边可将电缆挤压剪切,导电缆内部断线。

四、结论

综上所述,分析认为驶员传感器C电缆损伤,且3号、4

号、5号导线断线,为意外受力使电缆在传感器定子组件底部壳体锐边处或是支座叉耳锐边处发生剪切所致。

五、措施

首先在驾驶员传感器安装前,在其定子件伸出的A、B、C

D四根电缆做好防护,在后铰点与操纵杆完成固定安装后将护的胶皮取下。另外驾驶员传感器的安装和表板的安装两工序应紧密衔接,驾驶传感器前铰点安装后,立即安装仪表板,避过早安装驾员传感器,在只用前铰点连接、整体未完全固定的情况下置于舱内,防止舱内工作人员意外触碰传感器而挤伤其电缆。