一种具有防雷功能的机载数据采集器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于航空电子技术领域，具体涉及一种具有防雷功能的机载数据采集器。
【背景技术】
[0002]机载数据采集器用来采集飞机上的离散信号、模拟量信号及各种总线信号，将采集到的信号整理打包后发给防护记录器，防护记录器所记录的数据用于飞机事故分析、日常维护和训练评估。
[0003]飞机飞行时，常会有雷击发生，雷电间接效应会对设备机箱及电缆端口产生感应电压，尤其在线缆及引线端口危险性最大，可烧毁机载数据采集器的电子元器件，使机载数据采集器不能正常工作。中国民航局要求，适航机载设备需满足RTCA D0-160F第22章《雷电感应瞬态敏感性》的试验要求。
[0004]目前，我国所生产的机载数据采集器多用于军用飞机，还没有满足RTCAD0-160F第22章的民用要求的机载数据采集器。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种满足RTCA D0-160F第22章试验要求的防雷数据采集器，解决雷电间接效应对机载数据采集器的影响，通过对机箱，接口模块电路等的防雷设计，使得产品在遭遇雷电天气时得到有效的保护。
[0006]考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型公开的一个方面，本实用新型采用以下技术方案:
[0007]—种具有防雷功能的机载数据采集器，由机箱(7)、盖板(9)、母板(10)、电源模块
(1)，开关量和频率信号接口模块(2)、模拟信号接口模块(3)、总线信号接口模块⑷、主计算机模块(5)、滤波盒(6)、电池盒⑶组成；
[0008]在机箱(7)设置内部绝缘电阻，使机箱内部电路与外壳绝缘，阻止雷电感应电流通过机箱内部电路；同时在机箱(7)设置搭铁电阻，盖板(9)接触面和机箱(7)底部安装接触面采用导电氧化处理，使数据采集器形成局部等电位，降低雷电对设备的影响，机箱(7)采用密封机箱，对于电磁敏感区域采取屏蔽措施，在机箱(7)内布线，在走长布线和敏感信号线旁增加地线或地平面，对于进出机箱(7)的导线进行滤波处理；机箱(7)通过设计接地系统，防止静电积累；
[0009]电源模块⑴将飞机上电源转换为各个接口模块(2、3、4)所需的电压，在电源模块(1)上接入瞬态抑制二极管，抑制瞬态高压；
[0010]各个接口模块(2、3、4)采集由前端引线接口输入的开关量、模拟量、频率量和总线信号，在各接口模块(2、3、4)前端设计防雷电路，来保护后端电路不受雷电效应的影响。
[0011]所述防雷电路包括开关量电路，模拟量电路，频率信号、总线信号和电源信号电路；
[0012]开关量和频率信号接口模块(2)进行开关量的采集，开关量电路采集多路信号，每路信号上串接150ΚΩ电阻和稳压二极管，在受到雷电感应电压冲击时，稳压二极管处于导通状态，雷电感应电压通过150ΚΩ电阻和稳压二极管，到后端电路的瞬态感应电压已降至毫伏级；
[0013]模拟信号接口模块(3)进行模拟量的采集，模拟量电路采集多路信号，每路信号上串接300ΚΩ电阻，在受到雷电感应电压冲击时，雷电感应电压通过300ΚΩ电阻后的电流小于后端电路中t吴拟开关能够承受的最大电流；
[0014]开关量和频率信号接口模块(2)还进行频率信号的采集，电源模块(1)采集电源信号，总线信号接口模块(4)采集总线信号，所采集的频率信号、电源信号和总线信号，接入瞬态抑制二极管来实现防雷，在数据采集器正常工作时，瞬态抑制二极管不工作，相当于开路，当高压脉冲到来时，瞬态抑制二极管以极高的速度将自身短路，吸收瞬间大电流，保护后端电路不受大电流影响。
[0015]本实用新型的特点是从雷电间接效应所产生的不同影响出发，针对每种可能会产生的影响进行设计，提高机载数据采集器的稳定性和可靠性，使得产品在雷电天气的情况下可正常稳定地工作。
[0016]有益效果:本实用新型从实际需求出发，设计出一种具有防雷功能的机载数据采集器，原理简单，可靠性高，可满足中国民航局对机载设备采集器的防雷电要求，具有较大的实用价值。
【附图说明】
[0017]图1机载数据采集器结构图；
[0018]图2开关量电路原理图；
[0019]图3模拟量电路原理图；
[0020]图4总线信号电路原理图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0022]参见附图1，一种具有防雷功能的机载数据采集器，由机箱(7)、盖板(9)、母板
(10)、电源模块(1)，开关量和频率信号接口模块(2)、模拟信号接口模块(3)、总线信号接口模块(4)、主计算机模块(5)、电池盒(8)组成。
[0023]在机箱(7)增加内部绝缘电阻，使机箱内部电路与外壳绝缘，阻止雷电感应电流通过机箱内部电路；同时减小机箱(7)的搭铁电阻，盖板(9)接触面和机箱(7)底部安装接触面采用导电氧化处理，使数据采集器形成局部等电位，降低雷电对设备的影响，机箱(7)采用密封机箱，对于电磁敏感区域采取屏蔽措施，机箱(7)内布线尽量短，在走线较长和敏感信号线旁增加地线或地平面，对于进出机箱(7)的导线进行滤波处理；机箱(7)通过设计接地系统，防止静电积累；
[0024]电源模块⑴将飞机上电源转换为各个接口模块(2、3、4)所需的电压，在电源模块(1)上接入瞬态抑制二极管，抑制瞬态高压；
[0025]各个接口模块(2、3、4)采集由前端引线接口输入的开关量、模拟量、频率量和总线信号，在各接口模块(2、3、4)前端设计防雷电路，来保护后端电路不受雷电效应的影响。
[0026]本实用新型针对雷电、高强度辐射场、静电进行如下设计:
[0027]1、雷电防护设计
[0028]数据采集器安装于飞机内部，当雷击发生时，雷电间接效应会对设备壳体及电缆端口产生感应电压，尤其在线缆及引线端口危险性最大，可烧毁电子元器件，使电子设备不能工作。因此采用如下设计抑制雷电间接效应:
[0029]1)外部接口设计防浪涌电路。为了防止雷电感应电流从设备接口中串入，选用防雷击的接口芯片，并选用相应的匹配电阻；电源电路选用浪涌保护器件，可抑制电源线上的感应电流；
[0030]2)增加机箱内部绝缘电阻。机箱内部电路与机箱外壳绝缘，切断地环路，阻止雷电感应电流通过机箱内部电路；
[0031]3)减小机箱的搭铁电阻。机箱采用整体密封机箱，盖板接触面和底部安装接触面采用导电氧化处理，可以使产品形成局部等电位，降低雷电对设备的影响；
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