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ICS 49.020 V 06
民用飞机机载设备环境条件和试验方法
第 21 部分：感应信号敏感性试验
Environmental conditions and test procedures for airborne equipment of
civil airplane—
Part 21：Induced signal susceptibility test
2014-05-19 发布 2014-10-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部 发 布
前 言
HB 6167《民用飞机机载设备环境条件和试验方法》分为 26 个部分：
—— 第 1 部分：总则;
—— 第 2 部分：温度和高度试验;
—— 第 3 部分：温度变化试验;
—— 第 4 部分：湿热试验;
—— 第 5 部分：飞行冲击和坠撞安全试验;
—— 第 6 部分：振动试验;
—— 第 7 部分：爆炸试验;
—— 第 8 部分：防水试验;
—— 第 9 部分：流体敏感性试验;
—— 第 10 部分：砂尘试验;
—— 第 11 部分：霉菌试验;
—— 第 12 部分：盐雾试验;
—— 第 13 部分：结冰试验;
—— 第 14 部分：防火、可燃性试验;
—— 第 15 部分：声振试验;
—— 第 16 部分：加速度试验;
—— 第 17 部分：磁影响试验;
—— 第 18 部分：电源输入试验;
—— 第 19 部分：电压尖峰试验;
—— 第 20 部分：电源线音频传导敏感性试验;
—— 第 21 部分：感应信号敏感性试验;
—— 第 22 部分：射频敏感性试验;
—— 第 23 部分：射频能量发射试验;
—— 第 24 部分：雷电感应瞬态敏感度试验;
—— 第 25 部分：雷电直接效应试验;
—— 第 26 部分：静电放电试验。
本部分为 HB 6167 的第 21 部分。
本部分按照 GB/T 1. 1-2009 给出的规则起草。
本部分代替 HB 6167.21-1989《民用飞机机载设备环境条件和试验方法 感应信号敏感性试验》。本部分与 HB 6167.21-1989 相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：
—— 设备分类调整为 C 、Z 、A 、B 四类，并将每类设备按供电又分为交流恒频或直流、交流窄变频和交流宽变频三种，再细分 12 小类，增加了对应上述 12 种分类设备各项试验的试验电平
图表;
—— 增加了对设备的感应电场试验;
—— 去掉了原 B 类设备的互连电缆瞬变试验。
本部分由中国航空综合技术研究所归口。
本部分起草单位：中国航空综合技术研究所、中国航空无线电电子研究所。
本部分主要起草人：潘加明、黄菊英、李 培、侯典国、方 愔。
本部分于 1989 年首次发布。
民用飞机机载设备环境条件和试验方法
第 21 部分：感应信号敏感性试验
1 范围
本部分规定了民用飞机机载设备感应信号敏感度试验的要求和方法。
本部分适用于民用飞机机载设备及其互连电缆，用于确定设备及其互连电缆在受到安装环境所产生的各种感应信号电平影响时，是否能正常工作并符合其性能规范要求。
2 规范性引用文件
下列文件对本文件的应用是必不可少的，凡注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件，凡未注日期的引用文件，其最新版本(包括所有修改单)适用于本文件。
HB 6167.1 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 第 1 部分：总则
3 设备分类
3.1 设备类别标识
本部分采用设备类别进行设备分类，感应信号敏感度试验的设备类别标识由三个字母组成，第一个字母(C 、Z 、A 、B)表示试验等级，第二个字母(C 、N 、W)表示主电源类型，第三个字母(E 、X)表示设备是否需要进行“对设备的感应电场”试验(见 5.2)，E 表示需要，X 表示不需要。
3.2 C_类
预计主要工作在严酷电磁干扰环境中，且由于长导线布置或极小导线间距会引起严重耦合的设备为C_类设备。
CC 类：安装在飞机上，主电源为恒频(例如：400Hz)或直流的设备;
CN 类：安装在飞机上，主电源在窄范围变频(例如：350Hz～650Hz)的设备;
CW 类：安装在飞机上，主电源在宽范围变频(例如：350Hz～800Hz)的设备。
3.3 Z_类
预计主要工作在严酷电磁干扰环境中的设备为 Z_类设备。
ZC 类：安装在飞机上，主电源为恒频(例如：400Hz)或直流的设备;
ZN 类：安装在飞机上，主电源在窄范围变频(例如：350Hz～650Hz)的设备;
ZW 类：安装在飞机上，主电源在宽范围变频(例如：350Hz～800Hz)的设备。
3.4 A_类
预计主要工作在较严酷电磁干扰环境中的设备为 A_类设备。
AC 类：安装在飞机上，主电源为恒频(例如：400Hz)或直流的设备;
AN 类：安装在飞机上，主电源在窄范围变频(例如：350Hz～650Hz)的设备;
AW 类：安装在飞机上，主电源在宽范围变频(例如：350Hz～800Hz)的设备。
3.5 B_类
预计主要工作在环境电磁干扰电平能控制在允许范围内的设备为 B_类设备。
BC 类：安装在飞机上，主电源为恒频(例如：400Hz)或直流的设备;
BN 类：安装在飞机上，主电源在窄范围变频(例如：350Hz～650Hz)的设备;
BW 类：安装在飞机上，主电源在宽范围变频(例如：350Hz～800Hz)的设备。
4 要求
4.1 扫频速率
扫频速率要求如下：
a) 对产生离散频率点的试验设备，每十倍频程的试验频率点数应至少为 30 个，试验频率点应按对数排列，可用公式(1)计算每十倍频程按升序排列的 30 个频率点：
fn+1=fn ×10 (1/30) …………………………………………(1)
式中：
fn ——试验频率，n=1～m;
f1 ——开始试验频率;
fm ——终止试验频率，m=1+30lg(fm/f1)，m 取最接近的整数。
不计测试设备设置所占用的时间，每个试验频率的驻留时间至少应为 10 秒，若最后一个试验频率fn+1 高于fm，则设置为fm。
b) 对产生连续频率扫描的试验设备，最快扫频时间应等于每十倍频程里所有离散频率点数乘以驻留时间，例如若每十倍频程 30 个离散频率点乘以 10 秒的驻留时间，则每十倍频程的扫频时间为 5 分钟。
4.2 试验电平
当制造商的安装接口文件中规定的固定电缆长度小于 3.3m 时，相应的场源耦合线长度(L)应缩短到使固定电缆长度两端分别至少保留 0.15m 距离的剩余长度，试验电平可按缩短的场源耦合长度与规定的场源耦合长度(L=3.3-(2×0. 15)=3.0m)之比进行相应调整。例如，最大固定电缆长度为 1.8m，则L=1.5m，试验电平调整为(1.5/3.0)=0.5 倍的电压(V ·m)或电流(A ·m)极限。
当制造商的安装接口文件中规定的固定电缆长度小于 1.5m (L 小于 1.2m)时，本试验可免做。
4.3 试验要求
实验室环境条件及试验设备应符合 HB 6167. 1 的相关规定。试验要求如下：
a) 针对设备的感应磁场，受试设备的所有部件均应单独进行试验;
b) 针对互连电缆的感应电磁场，电场源和磁场源的供电电源不应与设备的供电电源同步;
c) 设备的所有互连电缆束均应按适用的安装接口控制文件进行布置，并放置在接地平板上方至少50mm 处，只有在设备制造商有特别规定之处才能采用屏蔽线或双绞线;
d) 应充分模拟与受试设备有关的其他设备的所有输入输出情况;
e) 试验电平按表 1 至表 3 或图 1 的规定设置;
f) 扫频速率和驻留时间应符合 4. 1 的规定。
表 1 恒频或直流电源感应信号敏感度试验电平
表 2 窄变频电源感应信号敏感度试验电平
表 3 宽变频电源感应信号敏感度试验电平
a) 对互连电缆的感应磁场敏感度试验电平-恒频和直流
图1
b) 对互连电缆的感应磁场敏感度试验电平-窄变频
c) 对互连电缆的感应磁场敏感度试验电平-宽变频
图 1 (续)
10000
5400V ·m
1800V ·m
1000
360V ·m
CC 类
ZC 类
AC 类
380Hz
420Hz
100
0.1 1 10
15kHz
135V ·m
100
频率(kHz)
d) 对互连电缆的感应电场敏感度试验电平-恒频和直流
10000
5400V ·m
1800V ·m
1000
CN 类
ZN 类
AN 类
360V ·m
350Hz
100
0.1
650Hz
1
频率(kHz)
26kHz
10
135V ·m
100
e) 对互连电缆的感应电场敏感度试验电平-窄变频
图 1 (续)
10000
CW 类5400V ·m
1800V ·m
1000
360V ·m
ZW 类AW 类
350Hz
32kHz
800Hz
135V ·m
100
0.1 1 频率(kHz) 10 100
f) 对互连电缆的感应电场敏感度试验电平-宽变频
图 1 (续)
5 试验方法
5.1 对设备的感应磁场
设备感应磁场敏感度试验方法如下：
a) 将受试设备置于由一根直导线辐射体产生的音频磁场中，辐射体中电流大小按表 1 至表 3 的规定设置，辐射体位于受试设备部件边缘 0.15m 范围，确定受试设备是否符合有关性能规范的要求。
b) 辐射体需根据每个受试设备的外表面来定位，以产生最大干扰，试验配置见图 2。辐射体的长度应确保在每个受试设备的两端至少延伸 0.6m。向辐射体提供电流的引线应放置在距离受试设备的任何部分和辐射体本身至少 0.6m 处。
图 2 对设备的感应磁场敏感度试验配置
c) 试验过程使辐射体处于水平状态，对受试设备的朝前面从下往上进行扫描，然后辐射体穿过顶面对受试设备背面从上往下进行扫描。辐射体或受试设备旋转 90˚,对受试设备的左侧面(或右侧面)从下往上扫描，然后辐射体穿过顶面对右侧面(或左侧面)从上往下扫描。允许增加辐射体或受试设备的试验位置，目的是对受试设备的四个侧面和顶面都进行试验。扫描速率应比系统的响应时间慢。
5.2 对设备的感应电场
设备感应电场敏感度试验仅适用于预计安装在无表面金属连接的或被非导电材料覆盖的设备，试验方法如下：
a) 将受试设备置于由一根 0.2m 直导线辐射体产生的音频电场中，辐射体的开路电压为 170V 有效值，辐射体位于受试设备部件边缘 0.01m 范围，按表 1 至表 3 的规定设置施加的试验频率和电平，确定受试设备是否符合有关性能规范的要求。
b) 试验过程，辐射体需根据每个受试设备的外表面来定位，以产生最大干扰，试验配置见图 3。向辐射体施加电压的引线应放置在距离受试设备的任何部分和辐射体本身至少 0.6m 处。
c) 试验过程使辐射体处于水平状态，对受试设备的朝前面从下往上进行扫描，然后辐射体穿过顶面对受试设备背面从上往下进行扫描。辐射体或受试设备旋转 90˚,对受试设备的左侧面(或右侧面)从下往上扫描，然后辐射体穿过顶面对右侧面(或左侧面)从上往下扫描。目的是对受试设备的四个侧面和顶面都进行试验。扫描速率应比系统的响应时间慢。
d) 辐射体导线中应安装限流电阻，以保护人身安全。
注：在该试验配置中存在高电压危险。
图 3 对设备的感应电场敏感度试验配置
5.3 对互连电缆的感应磁场
将受试设备的互连电缆束置于图 4 所示的音频磁场中，按表 1 至表 3 的规定设置电流，使其产生相应的音频磁场，确定受试设备是否符合有关性能规范的要求。
5.4 对互连电缆的感应电场
设备互连电缆的感应电场敏感度试验方法如下：
a) 将受试设备的互连电缆束置于图 5 所示的音频电场中，按表 1 至表 3 的规定设置电压，使其产生相应的电场，确定受试设备是否符合有关性能规范的要求;
b) 将辐射体导线螺旋式缠绕在受试电缆束上，缠绕匝数为每米 3 匝，缠绕长度为图 5 中定义的长度 L。
磁场环境=I×L(A ·m)
图 4 对互连电缆的感应磁场敏感度试验配置
电场环境=V×L(V ·m)
电阻 R 用于人员的高电压保护
图 5 对互连电缆的感应电场敏感度试验配置
5.5 对互连电缆的感应尖峰
设备互连电缆的感应尖峰敏感度试验方法如下：
a) 将受试设备的互连电缆束置于图 6 所示的试验装置产生的正、负瞬态场中， 按表 1 至表 3 的规定设置各类设备的试验电缆长度。
b) 调整图 6 中的计时器，使其产生 8～10 次/秒的脉冲重复率。
c) 正负极性的瞬变脉冲信号都应至少施加 2 分钟，若相应的设备规范中有规定，施加时间可以更长。
d) 将辐射体导线螺旋式缠绕在受试电缆束上，缠绕匝数为每米 3 匝，缠绕长度为图 6 中定义的长度 L。
e) 试验后确定受试设备是否符合有关性能规范的要求。试验中对受试设备的性能要求应在产品性能规范中予以规定。
f) 监测图 6 中的 A 点，触点断开时产生的开关瞬态感应信号应与图 7 所示波形非常类似。当触点断开时，A 点的电压大约在 2μs 的时间内从直流+28V 突变到最大负极性电压，在此期间线圈绕组之间的电容(典型情况下为 250pF～3000pF)被反向充电。当电压达到电离电势时， 触点处出现电弧放电，触点处的电压通过放电通道很快升至直流+28V，由于 A 点与线圈之间的导线电感，A 点的电压往往会超过直流+28V，此时电弧放电消失。该循环继续重复进行，典型情况下重复周期为 0.2μs～l0μs，重复次数为 5～1000 次，直到感性负载的能量(E=1/2LI2)消耗完为止。
a 非抑制继电器线圈特性如下：
电压=28V/DC
电流=160mA
阻抗=175Ω±17.5Ω
电感=1.5H±0. 15H(在供电状态)
b 带极性转换开关的不接地28V直流电源。
图 6 对互连电缆的感应尖峰敏感度试验配置
α 幅度≥600Vp -p(电压峰-峰值) τ1 总持续时间 50μs～1000μs
τ2 重复周期 0.2μs～10μs
电压波形应在图 6 中的 A 点和接地平板之间测量，试验中一个脉冲串里将产生不同幅度的尖峰，有些尖峰的幅度可能低于 600Vp -p，这种现象是固有的。
图 7 A 点开关瞬态感应信号波形
