接觸電阻對傳感器采樣異常影響研究范文

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【摘要】本文分析了在工程應用中多余物對產品可靠性的影響，同時解釋了該現象產生的原因；說明了一種多余物引入導致電子產品在特殊條件下發生故障的方式。

【關鍵詞】接觸電阻傳感器異常現象

1引言

在伺服系統中，常使用電阻板片式位置傳感器采集伺服執行機構的實際運動位置。當該傳感器采樣出現擾動時，會導致位置伺服閉環控制異常。該異常現象隨位置伺服變化而變化，在伺服執行機構動作至行程最大值附近時，采樣誤差最為明顯；當伺服執行機構動作至行程最小值附近時，基本檢測不到采樣誤差。本文針對以上現象進行分析，得出該現象的產生原因。接觸電阻對傳感器采樣影響分析文/何雨昂徐志書龍海峰桑慶宏樊茜本文分析了在工程應用中多余物對產品可靠性的影響，同時解釋了該現象產生的原因；說明了一種多余物引入導致電子產品在特殊條件下發生故障的方式。

2伺服系統組成及異常現象

伺服系統控制永磁同步電機轉動，帶動絲杠伸縮，實現位置伺服控制。其原理框圖如圖1所示。由圖1可以看出，伺服系統由電流傳感器構成內環控制；由旋轉變壓器構成中間環控制；由位置傳感器構成外環控制。內環實現永磁同步電機的出力穩定，中間環實現電機轉速穩定，外環實現位置伺服的精確控制。若異常存在時，伺服控制驅動器在振動環境下工作，會出現線位移反饋在某些位置抖動的現象，同時伺服系統工作電流增大，母線電壓出現波動。該現象如圖2所示。伺服控制驅動器控制機電作動器在兩個正弦曲線的運動過程中，控制驅動器全程均在振動環境下，但僅在兩個正半周出現明顯采樣異常現象。

3原因分析與計算

伺服作動器的線位移通過線位移傳感器采集實際運動位置，供電使用10V，為提高傳感器線性度，在傳感器機械零位增加5V電源。出現該異常現象是由于10V電源連接器位置存在多余物。伺服控制驅動器的電連接器若引入多余物，在靜態下往往不易發現，但在振動環境下，該多余物會導致連接器的接觸電阻在振動過程中增大。伺服控制驅動器位置傳感器的硬件連接關系如圖3所示。由于ΔR為異常接觸電阻，其數值可變，因此在接觸良好的條件下不存在ΔR，此時波動電壓ΔUx與電阻的關系式為由以上關系式中，R為電位計電阻，可認為其為恒值；ΔR為接觸電阻，可認為其為恒值。因此可以得出結論：因接觸電阻ΔR變化產生的誤差電壓ΔUx的大小，與電刷采集的電阻Rx成正比關系。

4計算驗證極限工況

1：電刷位置接近線位移板片端頭時，即Rx約為R，同時設電阻R為1KΩ，假定ΔR為10Ω。極限工況

2：電刷位置接近線位移板片中間位置，假定即Rx約為10Ω，假定ΔR為10Ω。將以上兩個工況分別帶入ΔUx的關系式，得出的結果如表1所示。由以上計算可以直觀地看出，當線位移傳感器的電刷接近中間值時，由于接觸電阻導致的誤差電壓不足1mV，但當線位移傳感器的電刷接近最大值，此時所測量的電壓僅增大約1倍，但此時誤差電壓增大了兩個數量級。因此，從原理上可以證明當電刷接近最大值時，所采集的誤差電壓明顯增大的故障現象。

5結論

通過以上分析，證明電子產品在對接面產生多余物在一定的條件下會導致異常現象，該現象僅與供電回路中一個網絡的阻抗相關。

參考文獻

[1]許龍飛.運載火箭總裝氣密試驗多余物控制方法分析[J].北京：質量與可靠性,2017.

[2]張輝.航天繼電器多余物檢測方法的綜合分析與討論[J].四川：機電元件,2003.

作者：何雨昂 徐志書 龍海峰 桑慶宏 樊茜 單位：北京精密機電控制設備研究所