傳感器故障主要包括:完全失效故障、固定偏差故障、漂移偏差故障和精度下降四類。
傳感器的故障類型
其中,失效故障是指?jìng)鞲衅鳒y(cè)量的突然失靈,測(cè)量值一直為某一常數(shù);偏差故障主要是指?jìng)鞲衅鞯臏y(cè)量值與真實(shí)值相差某一恒定常數(shù)的一類故障,從圖中可見,有故障的測(cè)量與無(wú)故障的測(cè)量是平行的;
漂移故障是指?jìng)鞲衅鳒y(cè)量值與真實(shí)值的差值隨時(shí)問的增加而發(fā)生化的一類故障;
精度下降是指?jìng)鞲衅鞯臏y(cè)量能力變差,精度變低。精度等級(jí)降低時(shí),測(cè)量的平均值并沒有發(fā)生變化,而是測(cè)量的方差發(fā)生變化。
固定偏差故障和漂移故障都是不容易發(fā)現(xiàn)的故障,在故障發(fā)生的過程中會(huì)引起一系列的無(wú)法預(yù)計(jì)的問題,使控制系統(tǒng)長(zhǎng)期不能正常發(fā)揮作用。
1、按傳感器故障程度分類
按傳感器故障程度的大小可分為硬故障和軟故障。
硬故障泛指結(jié)構(gòu)損壞導(dǎo)致的故障,一般幅值較大,變化突然;軟故障泛指特性的變異,幅值較小,變化緩慢。
硬故障也稱完全故障,完全故障時(shí)測(cè)量值不隨實(shí)際變化而變化,始終保持某一讀數(shù)。通常這一恒定值一般是零或者最大讀數(shù)。故障測(cè)量值大致是一條水平直線。
軟故障包括數(shù)據(jù)偏差、漂移、精度等級(jí)下降等。軟故障相對(duì)較小,難于被發(fā)現(xiàn),因此,從某種意義上來(lái)講,軟故障危害比硬故障危害更大,其危害逐漸引起了人們的重視。
2、按故障存在的表現(xiàn)分類
按故障存在的表現(xiàn)可分為間歇性故障和永久性故障。
間歇性故障時(shí)好時(shí)壞;永久性故障失效后,不能再恢復(fù)正常。
3、根據(jù)故障發(fā)生、發(fā)展的進(jìn)程分類
根據(jù)故障發(fā)生、發(fā)展的進(jìn)程可分為突變故障和緩變故障。
突變故障信號(hào)變化速率大;緩變故障信號(hào)變化速率小。
4、按故障的原因分類
按故障原因可分為偏差故障,沖擊故障,開路故障,漂移故障,短路故障,周期性干擾,非線性死區(qū)故障。
偏差故障的故障原因?yàn)椋浩秒娏骰蚱秒妷旱龋?/span>
沖擊故障的故障原因是:電源和地線中的隨機(jī)干擾,浪涌、電火花放電,D/A變換器中的毛刺等;
開路故障的故障原因:信號(hào)線斷、芯片管腳沒連上等;
漂移故障的故障原因:溫等;
短路故障的故障原因:污染引起的橋路腐蝕、線路短接等;
周期性干擾的故障原因:電源50 Hz干擾等;
非線性死區(qū)故障的故障原因:放大器飽和、含有非線性環(huán)節(jié)等。
另外,從建模、仿真的角度出發(fā),可分為乘性故障和加性故障。對(duì)于偏置故障,在原信號(hào)上加上一個(gè)恒定或隨機(jī)的小信號(hào);對(duì)于沖擊干擾,可在原信號(hào)上疊加一個(gè)脈沖信號(hào);對(duì)于短路故障,信號(hào)接近于零;開路故障,信號(hào)接近傳感器輸出最大值;漂移故障,信號(hào)以某一速率偏移原信號(hào);周期性干擾故障,原信號(hào)上疊加某一頻率的信號(hào)。
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