Page 21 - 《真空与低温》2026年第2期

140 真空与低温 第 32 卷 第 2 期

as between the input side of the pressure sensor and the system housing. Additionally，capacitors are applied across the posi-
tive and negative differential signal acquisition lines of the pressure sensor to enhance noise immunity. These measures are
designed to attenuate high-frequency common-mode noise and improve signal integrity.Experimental validation was conduct-
ed under typical operating conditions. The results indicate that when common-mode capacitors with values of 0.01 μF and 22 μF
were applied，the maximum pressure deviation observed among three identical pressure sensors was limited to 0.001 49 MPa.
This outcome demonstrates the effectiveness of the proposed method in suppressing common-mode interference in the pres-
sure sensing circuit of electric propulsion systems. The approach has subsequently been implemented in related engineering
products，contributing to enhanced measurement accuracy and operational reliability.
Key words：electric propulsion systems；pressure sensor；common mode interference analysis；suppress method；experi-
mental validation

0 引言 器开关控制，热敏电阻的采集，压力传感器的供电

电推进作为新一代航天器的核心推进方式，以 及采集功能等，电推进系统方框图如图 1 所示。

其高比冲、长寿命和精确控制等显著优势，在深 贮气模块
空探测、卫星姿态维持以及轨道转移等任务中发 Xe 贮供模块
挥着不可替代的作用。推力器通过电离气体推进 霍尔推力器
剂加速离子产生推力，内部电磁环境极为复杂。压

力传感器作为电推进系统工质流率控制的重要
PPCU
参数，十分重要。推力器工作过程中产生的高强度 (电源变换、
OC门指令 阀门加热器控
电磁干扰会严重影响压力传感器测量的精度和可 制、热敏电阻
功率供电
靠性。 控制供电 采集、压力传
感器供电及
美国 NASA 的深空一号探测器以及欧洲空间 通信总线 采集)
局的 SMART-1 月球探测器在推力器点火过程中都 OC门指令 供电 控制指令 数据总线 气路
出现因为推力器等离子振荡引起的压力传感器读 图 1 电推进系统方框图
数异常波动和偏差问题，多次电推进任务经验表明， Fig. 1 Block diagram of electric propulsion system

未经充分电磁防护的压力传感器系统在实际工况
供气压力是电推进系统重要参数之一，通过对
中会产生高达 10%～30% 的测量偏差，严重影响推
压力的闭环控制，控制推力器阴极和阳极的流量，
力预估精度和推进剂剩余量估算。随着电推进功
从而控制推力器的供气量，保证推力器的稳定点火。
率等级不断提升，电磁环境愈发恶劣，对电推进系
压力传感器的精度直接关系到推力器的工作状态，
统压力传感器的抗干扰能力提出了更高的要求。
而在电推进系统实际应用案例中，存在压力传感器
因此，开展电推进系统压力传感器电磁干扰机理和
受到干扰的情况。
抑制方法研究，对提升电推进系统性能具有重要理
电推进系统内压力传感器干扰来源主要是电
论价值和工程意义。
磁干扰以及地回路干扰。电磁干扰是最主要、最
1 电推进系统压力传感器干扰分析
复杂的干扰来源，主要是电源控制单元内开关电源
1.1 干扰分析 高频动作以及推力器等离子振荡引起的。地回路
典型的电推进系统由电源控制单元（PPCU）、 干扰则是由于压力传感器、信号电路以及推力器
推力器以及贮供模块组成。电源控制单元作为电 地线之间的电位差引起，电位差会以共模电压形式
推进系统推力器的供电设备，其内部组成是一个相 传入信号回路。多重干扰会通过信号线、供电噪
对复杂的二次电源变换电路，它将航天器一次母线 声和共模电压等形式被引入电推进系统中，通过压
电压转换为电推进系统推力器所需的各种稳流电 力传感器内部前置放大器放大后，共模转差模，引
源和稳压电源，是电推进系统稳定、可靠工作的基 起压力传感器压力值跳动、漂移，电推进系统压力
础，同时电源控制单元（PPCU）还承担阀门、加热 传感器干扰信号链路如图 2 所示。