传感器的主要故障分类及其诊断方法(二)
4、按故障的原因分类
按故障原因可分为偏差故障,冲击故障,开路故障,漂移故障,短路故障,周期性干扰,非线性死区故障。
偏差故障的故障原因为:偏置电流或偏置电压等;
冲击故障的故障原因是:电源和地线中的随机干扰,浪涌、电火花放电,D/A变换器中的毛刺等;
开路故障的故障原因:信号线断、芯片管脚没连上等;
漂移故障的故障原因:温等;
短路故障的故障原因:污染引起的桥路腐蚀、线路短接等;
周期性干扰的故障原因:电源50 Hz干扰等;
非线性死区故障的故障原因:放大器饱和、含有非线性环节等。
另外,从建模、仿真的角度出发,可分为乘性故障和加性故障。对于偏置故障,在原信号上加上一个恒定或随机的小信号;对于冲击干扰,可在原信号上叠加一个脉冲信号;对于短路故障,信号接近于零;开路故障,信号接近传感器输出最大值;漂移故障,信号以某一速率偏移原信号;周期性干扰故障,原信号上叠加某一频率的信号。
传感器故障的诊断方法
从不同角度出发,故障诊断方法的分类不完全相同。现简单地将故障诊断方法分为:基于解析数学模型的方法和不依赖于数学模型的方法。
1、基于解析数学模型的方法
根据残差产生的形式不同,基于解析数学模型的方法可以进一步分为:参数估计法、状态估计法和等价空间法。
基于模型的故障诊断方法,是一种最早发展起来的诊断方法,同时也是一种研究、应用最广泛的诊断方法。
优点是模型机理清楚,结构简单,易实现,易分析,可实时诊断。在故障诊断领域具有重要的地位,在今后的发展中依然会是传感器故障诊断方法的主要研究方向。
缺点是计算量大,系统复杂;存在建模误差,模型的适应性差;可靠性差,容易出现误报、漏报等现象;外部扰动的鲁棒性,系统的噪声和干扰不敏感。
目前,这种诊断方法的研究成果仍然主要集中于线性系统,对深入研究非线性系统的通用故障诊断技术具有重要的意义,同时,鲁棒性问题也具有很高的研究价值。表l介绍了模型法中一些故障诊断方法的优点和缺点。
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