故障检测与诊断精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇故障检测与诊断范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

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【关键词】数字电路;故障;排查与诊断;分析

1.数字电路出现故障的常见的原因

数字电路是处理和变化这些离散信号的电路，工作原理主要是应用两个元器件来表示离散信号，其中的每一个元器件的参数值都有很大的差异，所以在实际的应用的时候，数字电路虽然能够发挥很强大的功能，但是数字电路出现故障的状况是一件十分常见的事情，下文详细的介绍数字电路出新故障的原因。

1.1 数字电路元件出现老化造成故障

任何东西在长时间的使用之后都会出现或多或少的损坏，其中数字电路中使用的材料都是金属材质，在长期的使用过程中，电路元件变得老化，电路材料参数性能也逐渐的下降，使得数字电路受到天气以及温度等状况影响变大，非常容易造成数字电路出现故障。

1.2 数字电路元器件出现接触不良的状况造成故障

数字电路由于接触不良而出现故障是最常见的问题，造成数字电路接触不良的原因是多种多样的，数字电路在日常生活中的使用经常会出现非专业人士保管不善，或者是电器的外壳损坏导致数字电路的元件长时间的暴露在空气之中，造成数字电路出现进水或者是电器内部的焊点被氧化的状况，这些问题的出现都会导致数字电路出现故障。

1.3 数字电路设备所处的工作环节不稳定造成了故障

数字电路的安全使用是需要一定的环节条件的，但是在实际的应用中，电路设备的使用环境并不是十分的完美，数字电路所处的工作环境时常达不到设备工作的状态，例如实际的温度、磁场的改变等等，这些因素都会导致数字电路发生故障，导致数字电路不能正常的工作。

1.4 数字电路内的元件过了使用期造成故障

数字电路内部的电路元器件都存在着保质期的，关于保质期的常识并不是所有的数字电路的使用者都了解的，所以造成故障也比较常见。数字电路内的元器件只有在规定的年限内才能发挥出最佳的效果，倘若元器件过了使用期限，数字电路内部会出现超负荷的状况，元器件也会出现老化、性能降低等现象，导致数字电路故障的发生率增加。

2.数字电路故障检测与诊断的方法

2.1 采取有效的方法将故障检测的过程与诊断这两个过程分开

在对数字电路进行故障检测之前，应当先对数字电路常见的故障的特征进行了解，在对其中一些基本特征进行对比之后，可以尽可能的缩小数字电路故障排查的范围，当然在初步对比故障的基本特征之后并不能武断的确认数字电路的故障，而是要进一步的进行诊断，使得这两个过程能够有效的隔离。使用逻辑检测与诊断对数字电路中出现的故障进行初步的确认。例如：当数字电路的信号消失之后，可以借助检测探头在电路的连接点上进行检测与诊断，也可以在发现数字信号之后能够使用脉冲存储器进行存储，可以有效的缩小数字电路的护长范围。

2.2 使用分块测试法对数字电路进行诊断

目前对于数字电路中出现的故障检测方法中最常使用的方法就是直接观察法，使用直接观察法进行故障检测，故障检测的准确率有所下降，对于故障的排查以及处理的效率很低，所以采用分块检测法是代替直接观测法最有效的方法。使用分块测试诊断法的时候，应当对数字电路的设计结构有一个初步的了解，并根据电路的实际情况，将电路分为若干个独立的电路，分别进行通电测试，通过观测结果对数字电路的故障状况进行分析，之后便可以提出具有针对性的数字电路的故障的解决方法，能够有效地提高数字电路故障检测与诊断的效率，在复杂的数字电路的故障检测与诊断中应用也十分的广泛。

2.3 使用电阻检测诊断的方法进行诊断

在日常的使用中，数字电路一旦出现任何的异状的时候，首先需要做的就是要切断电源，之后进行短路与否的检验，这时候最常使用的方法就是使用电阻检测诊断法。电阻检测法能够有效的检测出数字电路底板内部和电路连接之间是否有接触不良或短路的状况，在使用此方法的时候操作过程非常的简单，即便不是专业的电路维修人员也能够轻松的完成数字电路故障检测的事情。使用电阻检测法的时候，一定要注意的就是用电安全，在切断电源的基础上进行检测装置的设计安装，之后再一一进行故障检测。

2.4 使用波形检测方法进行故障检测

波形检测诊断方法对数字电路进行故障的检测以及诊断对于检测人员的专业素养要求很高，要求维修人员能够熟练的掌握电路维修的相关的理论知识和拥有一定的实际操作经验，熟练地使用示波器观察电路故障检测过程中所反映出的波形，也就是数字电路故障检测过程中在示波器上显示的数字电路板的各级输出波形的状况，观察示波器上所出现的波形是否表现正常，在这样的过程中得到的数字电路故障检测的结果更加的具有科学性以及具有说服力，在使用波形检测诊断法进行数字电路故障检测的时候，数字电路内多数是脉冲电路，由于脉冲电路的复杂程度，其他的检测方法并不是十分的准确与科学，所以波形检测诊断法形成的检测结果更加的准确，在进行故障检测的过程中对于维修人员的安全保障性能也是最强的，不仅提高了数字电路故障检测与诊断的效率，也有助于制定数字电路维修策略，制定的策略也更加的具有针对性。

3.总结

当今时代科学技术飞速的发展，对于数字电路的研究的投入也变得更大，数字电路在生活中的使用也变得更加的普遍，但是数字电路的使用出现的问题也困扰着现代人，所以为了更好地使用数字电路，提高使用效率，就一定要选择有效的方法对于数字电路中出现的故障进行检测与诊断，因此应当针对数字电路产生的原因进行研究，并且积极地进行故障检测的技术，使得数字电路的使用能够更加顺时代的发展，使得数字电路能够为现代人们的生活提供更多的便捷服务。

参考文献

[1]郭希维，苏群星，谷宏强.数字电视测试中的关键技术研究[J].科学技术与工程，2008.

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关键词：暖通空调系统；故障检测；诊断技术

引言：暖通系统由于安装、运行条件发生改变，有时候，在长时间的运作之后，暖通空调的性能也会随之发生衰退。伴随着科学技术的发展，暖通空调系统的发展规模越来越庞大，设备种类和数量也在大大的增多，因此，暖通空调系统的程度愈加复杂，更加容易出现各种各样的故障，比如：阀门卡死、盘管结垢严重、水泵烧毁等故障 。如果以上的故障得不到及时的解决，一定会导致运行过程的参数偏离预期的设定值很大程度，影响工作质量，也对现场工作人员的舒适度造成制约。根据对相关文献进行探究，结合我国自动故障检测与诊断实际应用于暖通空调的相关经验，有效对自动故障检测与诊断在暖通空调中的发展原因及应用情况进行评述。

一、暖通空调系统故障检测与诊断主要途径

（一）基于模式识别的检测与诊断途径。这种故障是在正

常的工作状态下，对工作状态的模式与故障状态的模式加以识别与分类。使用得到的故障的特点的数量值来开展的决策研究。同样，也可以开展故障的诊断与计算，由此看来，这种模式的检测与诊断途径的优势在于计算量不多，并且，不需要建模。

（二）基于神经网络的故障的检测与诊断途径。基于神经网络的这种检测途径，主要是通过并行的，数量多、联系紧密的神经元形成的网络来完成检测与诊断的工作的。神经元经过输入的信号在其之间反复的传递。神经网建立之后可在大量的数据库样本中进行对这个神经网络的训练，持续的修改网络之间的权值。最终可把数据样本来对神经网络进行校验[1]。在非线性方面故障来说，神经网络具有天然的优点，并且，不需要建模型。

（三）基于故障树的检测与诊断途径。这种故障的基础与诊断途径主要的思想是在检测诊断的过程由暖通空调系统最终的故障开始的，这是一种从上而下的倒查故障的方法，由此，形成了一颗倒立的故障树。这种检测与诊断的途径有一大特点，就是检测的比较彻底，但是一旦暖通空调系统是比较庞大的话。对于建立故障树是很有难度的。

二、暖通空调系统故障检测与诊断技术的发展目标

（一）加强经济性研究。加大对暖通空调系统的故障检测与诊断是非常有必要的，尤其是体现在经济方面的优势来说。提升暖通空调系统本身的经济效益，这样就可以使使用者直观的了解到自动故障检测与诊断系统给自己带来的方便与技术保障。可以把更加多的让吸引过来，对研究如何将自动故障检测与诊断系统更好的和暖通空调系统技术向结合的课堂起推动的作用。对于暖通空调的设计与研发的工作人员来说，不断的使自动故障检测与故障的诊断系统的开支是一项任重而道远的责任，需要在研究出检测与诊断的方法的同时，要尽可能利用系统本身自带的元器件，减少对检测与诊断系统进行篡改。

（二）加强理论研究。提高对暖通空调故障的整个检测与诊断方法的探讨，需要从加强系统故障的理论性的研究着手。自动故障检测与诊断设备在运行与实际的暖通空调时，需要使用适用面广泛与更加简单明了的检测与诊断的方法，由此，保障暖通空调系统的稳定运行。暖通空调是一项很复杂的服务性制冷的系统设备，提升对暖通空调故障检测与诊断技术的理论知识的研究是满足技术发展的必要。

（三）加强可靠性研究。暖通空调设备要有较高的性能系

数，除在设计与制造方面加强技术的研究效率外，也要求在运行的过程中保持正常的运行状态，保证可以实现最优化的运行。在检测与诊断暖通空调故障的过程中，会遭受来自外界的影响，从而导致一些不可预见的问题出现。如果要对设备进行改善与创新的话，对暖通空调系统的故障检测与诊断系统运行的可靠性的要求是必不可少的。这种提升可靠性的做法，可以大大的降低设备警报的错误率，对警报噪声的降低也起很大的作用，尽可能的避免了操作者对故障检测与诊断系统的操作，提供给暖通空调的安全稳定运行更多有效的保障。

结语：综上所述，暖通空调系统故障的检测与诊断作为复杂的一项工程，我们简析了当代暖通空调系统大大应用于人们生活中的情况下，暖通空调系统的故障检测与诊断技术的实习途径与发展的目标，分析和探讨发展检测与诊断技术的目的是为了更好让暖通空调系统更有效的进行。另外，随着技术的实现途径不断的改善，暖通空调系统的服务能力也要不断加强和改进，才能适应人们的发展需要。

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[关键词]：暖通空调 故障检测 故障诊断 进展

中图分类号：TB657文献标识码： A

在与商务行业有关的建筑物中，因为设备的维护方式不当、功能受损、以及控制操作方法错误等情况而引发严重耗能，大约在15%～30%左右，HVAC系统发生故障或者传感器性能出现问题都会使室内舒适度降低，同时使建筑物能耗增大，所以，严谨而精准的检测和操作是系统正常工作的基础，也是数字化和最佳化操作得以实施的首要前提，当系统因出现故障而不能正常运行时，检测人员应能及时精准地查找出故障发生的原因和位置，并在检测工作和处理工作完成后还要采取一些预防措施和手段，目的就是避免该类问题的再次发生，进而降低故障发展率并且提高故障处理的时效性和稳定性。

1 暖通空调系统故障原因及常见故障

1.1 故障原因

HVAC系统包含了很多设备和参数，并且大部分参数都是互相关联的，这样就使整个系统变得十分复杂，增加了故障之间的连接性和影响性。多个种类的空调设备通过管道连接而形成关联性和影响性极强的HVAC系统，倘若这个系统中有任何一个位置出现问题、发生故障，都会对其他设备的运行情况产生影响，进而牵连到整个系统的稳定运行和控制性能。比如说在蒸汽压缩制冷过程中，假如冷水泵正常运行受到干扰，流量降低，使制冷机蒸发器的进水量减少，进而降低蒸发压力和温度，使系统的整体功能受到影响，甚至会损坏压缩机等设备。因为HVAC系统系统出现故障时会产生连锁反应，某个设备发生故障时会干扰和阻碍其他设备的运行，涉及的参数变化范围非常广，因此，当故障产生时极不容易判断和查找出故障的具置，也不容易分析出参数和数据的因果性，加大了故障诊断的难度系数。另外，一般的HVAC系统中所包含的传感器数量极少，因此缺少传感器带来的数据和信息，降低系统的监测性，而且，HVAC系统所整合数据比较多也比较复杂，通常都会给系统的控制者增大管理难度，由于系统所产生的数据和信息不能通过图案和文字直观的表现出来，其多变性较强，而这些数据信息最终都是由人工来进行处理和分析的，对故障的检测和诊断器械和软件也必须通过人来判断，还有就是系统的控制者比较容易忽视的故障和隐患，尽管这些故障不能干扰系统的稳定运行，但也许会有带来一些不确定问题。

1.2 常见故障及其后果

空调系统故障产生的原因有很多种， 任何部件都有发生故障的可能，19世纪末期曾有人指出对于全封闭式蒸汽压缩空调系统来讲，超过一半的故障都是由电气故障而引发的，而接近20%故障都属于机械类故障，很少的一部分故障由管路和开关部分引发的，而电气故障中85%左右是因为电动机损坏引发的。

暖通空调系统故障大都不会引发大型的安全事故，最主要的影响就是使室内舒适度降低和增加系统耗能，美国有大量关于HVAC系统的报道，指出在美国地区有很多建筑因HVAC系统运行不当而使建筑耗能剧增。

2 故障特征及分类

暖通空调系统的故障大体可分成两大类：硬故障和软故障，既有局部性也有全面性，对整个HVAC系统的影响大小也不尽相同。硬故障是指机械设备和运转部件完全丧失功能所产生的故障，例如皮带断裂、传感器失效、阀门不受控制和风机停止运行等故障。从故障产生时间的角度分析，这些故障应当归为突发故障，且故障影响效果比较严重，所以检测和诊断的难度系数不大。软故障的实质是说设备和部件的机械功能降低或局部失效等，比如部件或管道结垢、堵塞，局部泄露、仪表稳定性降低等等。软故障基本都是循序渐进的，在产生的最初时期所表现的特征不太明显，因此在初级阶段很难被发现，实际上，这类故障的产生是因为系统参数渐渐恶化，从某方面或者某种角度来讲，软故障的危害性要远远大于硬故障的危害性，所以，软故障的监测力度要适当加强，并且要做好预防工作，这对空调系统的正常运行的重要性是不言而喻的。

暖通空调在运行一段时间之后，系统故障的产生一般都是偶然且不确定的，所以，故障的属性具有任意性，且发展情况与平衡过程具有随机性。从HVAC系统整个结构入手分析，所涉及的设备都是由子设备和基础构件按照一系列的标准组合而成的，层次性和系统性极强，所以故障产生时就会因为层次深度的不一样而造成不一样的影响。除此之外，考虑到系统是由多个相关的子设备综合而成的，一些子设备发生故障也可能是因为其相关环节或者设备产生故障而引发的，这种现象称为故障的传导性。根据系统故障产生的位置不一样，既可以说是设备故障也可以说是传感器故障，既可以说是硬故障也可以说是软故障，因为这些故障参杂在一起很难分辨，所以空调系统的诊断和检测就十分的复杂。

3 常用的故障检测与诊断方法

3.1 基于案例的故障诊断方法

通过查找知识库和相关资料找到空调问题的解决办法，通常包含故障案例的检索、表达和学习等一系列过程，这类故障的检测和诊断要结合很多相似案例，但是因为故障的产生的确定性极低，所以案例的应用的局限性也较强。

3.2 基于模糊推理的故障诊断方法

利用大量的经验和模糊性较强的数据而构成的信息库，再依照模糊性较强的逻辑整合成综合性评判标准，整体思路也比较不清晰，因此，对数据的判断和整理也比较模糊化。

3.3 基于故障树的诊断方法

检测和诊断过程要从系统最终故障入手，采用倒查的方法依次排查故障，这种故障检索比较全面和完整，但是假如系统过于庞大，所以故障树的建造规模也比较大，其整个系统也比较复杂。

3.4 基于模式识别的故障诊断方法

应当将故障的检测和诊断看作是稳定状态和非稳定状态的分辨和区分，通过故障产生的具体特征和属性进行系统的分析和探究，同时进行相应的计算和总结，此方式的长处就是不需要建立模型且计算量不大。

3.5 基于小波分析的故障诊断方法

20世纪80年代末渐渐有小波分析诊断故障工具对不稳定的信号和波动较大的信号分析极有帮助。设备运行异常时所产生的突变信号包含故障信息，因此通过对突变信号的小波分析就能够分析出故障的具置和影响大小，非常适合信号的处理工作。

3.6 基于神经网络的故障诊断方法

通过很多相互关联神经网络来诊断和分析故障。输入信号在神经网络中来回传递，在网络建成以后，大量的信息样本来构建网络。不断修复和完善整个网络，最后通过数据的校对实现神经网络的有效运行。神经网络的优势较为突出，不需要创建物理模型。

3.7 基于规则的故障诊断专家系统

规则故障诊断方式的应用就目前故障诊断现状而言较为广泛，主要通过IF-THEN的规则形式来表示相关故障与预测之间的种种联系，也就是表示各个部件之间的必然关系。该诊断方式融合多方面的知识到一个特定程序中来解决相关问题，在规则的故障诊断系统的基础上，发展出智能化的故障检测系统，在医疗、化学等行业中的应用也比较广泛。

总而言之，未来的故障诊断工具和方法将更为标准化和现代化，甚至是将成为能源管理和控制系统的一个模块，这些诊断工具既可以由开发商提供也可以由第三方供应商来提供。暖通空调系统故障检测在未来的发展和应用前景将是不可限量的，其实用性和便利性等优点更为显著和突出。

参考文献

[1] 鲍士雄，赵鹏.制冷系统故障诊断中模糊模式识别技术的应用[J].制冷学报，2011，19（2）：20-27.

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[关键词]机械设备；故障检测；方法；现状；发展趋势

中图分类号：td35 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2014）20-0121-01

随着现代化技术的发展，更多的先进技术应用于机械设备的生产制造当中，这大大的促进了工业生产的生产效率，但是这些机械设备在运行过程中难免会产生故障，这就需要进行接卸设备的故障检测，机械设备的故障检测指的是通过相应的检测手段，找出机械设备运行过程中的参数异常，依据这些检测的数据，对机械设备的故障原因进行分析，并对机械设备未来的运行状态进行预测，机械设备的故障检测已经发展成为机械设备的维修工作中重要的组成部分，本文将结合机械设备维修的基本原理及技术的发展现状，分析机械设备维修的主要的技术方法，并简单分析其发展现状。

一、机械设备维修的基本原理

根据机械设备的不同的使用阶段，机械设备的故障的发生率是不相同的，在进行机械设备的故障检测及维修时，要了解机械设备的不同使用时期的特点，可以将机械设备的运行阶段分为三个阶段：（1）磨合期，在新设备的使用初期，是一个跑合的阶段，处在这个阶段的机械设备的故障的发生率较高，这个时期发生的故障与零部件的质量及装配有着直接的关系；（2）正常的使用期，机械设备在经过磨合期的磨合之后，处于正常运行的稳定阶段，这个阶段的故障的发生率是比较低的；（3）耗损期，机械设备处于运行阶段的老年阶段，各零部件的耗损严重，这个阶段的故障的发生率通常是比较高的。

在机械设备的运行过程中，定期的对机械设备进行必要的诊断及测量，可以判断出机械设备处于运行中哪一个阶段，避免设备的使用寿命缩短，对机械设备进行故障检测的主要内容有；检查设备的运行状态及对设备中的异常情况进行故障的分析，并及时的予以维修，保证设备运行在安全的状态。

二、机械设备故障检测技术的发展阶段

随着先进技术的不断发展，机械设备的故障检测技术及方法不断的发展进步，先后经历了四个发展阶段，分别是：事后维修阶段、预防维修阶段、生产维修阶段以及现在正在经历着的各种方式并行的阶段，在事后维修阶段，对于设备的故障的检测通常是在设备出现之后才进行，如果设备表面上正常运行，通常不会开展故障检测工作；在预防维修阶段开始重视机械设备故障产生的预防工作，对于机械设备的故障检测工作是有计划的定期的进行，这也造成了维修的力度与生产的进度不相符的情况，有时会出现维修的不足，有时又会出现维修的过剩现象；在生产维修阶段，开始采取措施对生产的进度进行跟踪，以求机械设备的故障检测工作能与生产的进度相匹配，但是此种方法没有形成完整的故障检测体系；现在所采用的各种方式并行的机械故障的检测方法着重强调的是设备的综合管理，结合各种方法对机械设备进行故障的检测。

三、机械设备故障检测的意义

在机械设备的运行过程中，进行机械设备的故障检测有着十分重要的意义，机械设备的运行使用过程中，出现故障不仅会影响到生产进度，还有可能因为产生的故障，导致生产车间的工作人员的安全难以保证，所以在生产的过程中要做好机械设备的故障检测工作，保证生产的经济效益以及生产人员的安全，其意义主要表现在这样两个方面：（1）进行机械设备的故障检测有利于生产效率的稳定与提高，通过开展机械设备故障的检测，能够有效的减少机械设备的突发故障的发生，这会大大的减少机械设备的维修费用，同样会有效的因停产而造成的经济损失，这对于生产效益的提高是有十分重要的意义的；（2）机械设备出现故障会给生产工人的安全造成威胁，保证设备的安全是人员安全的基本保证，通过机械设备故障检测能够有效的预防生产事故的发生。

三、常用的机械设备故障检测技术

1、机械设备故障的无损检测技术

在机械设备的故障检测技术中，无损检测技术指的是对于受检测的机械设备没有损害的检测技术，这种检测方法利用的是物质的某一部分出现损伤会表现出某一种物理性质的

变化的特点，对机械设备中是否出现损伤而进行检测，这是一种综合性的诊断技术，最大的特点就是不会对机械设备造成损害，其主要的检测方法有渗透探伤、磁力探伤、超声探伤、射线探伤等，使用该技术能够有效的降低设备的维修成本，使机械设备的运行可靠性有效的提高。

2、机械设备故障的温度检测技术

机械设备的温度参数经常被应用于机械设备的故障诊断当中，温度检测技术的检测方法非常的简单，检测的结果也能对设备的运行状态进行直观的反映，在不容易接近或者存在危险的部位的检测过程中，通常采用非接触式测温技术来进行机械设备的故障检测，对于不可观察的、需要进行连续的测温的部位通常采用接触式的测温来进行故障的检测。

3、机械设备故障检测的油液分析技术

在机械设备的故障检测技术中，油液的分析技术具有信息的集成度高的特点，主要的技术有铁谱分析的油液分析技术以及光谱分析的油液分析技术，在系统及液压系统的故障检测诊断中通常采用油液的分析技术，但是这种技术也存在一些缺点，如该技术通常只能成功的检测出机械设备中的磨损类的故障，并且使用该种方法进行故障的检测时，一般只能在实验室中进行，并且检测工作持续的时间是比较长的，操作人员的操作水平及主观意识对诊断的结果具有较大的影响。

4、机械设备故障检测的振动诊断技术

和以上的其他几种检测技术相比，机械故障的振动检测技术具有较高的可靠性，因为该种方法的理论基础已经发展较为成熟，并且该种方法的测试设备已经相当的完备，该种检测方法能够实现对机械设备故障的实时的诊断，在所有的机械设备故障检测技术中，振动诊断技术是应用范围最广的，这种检测方法所涉及的技术范围较广，对于信号处理、振动测试、信息传感等领域的技术都有涉及，这对机械设备故障诊断的工作人员提出了较高的要求。

四、机械设备故障检测技术的发展趋势

随着诊断技术及网络通信技术的快速发展，机械设备的故障检测已经向着网络化、远程化的方向发展，逐渐建立起网络化的远程故障检测体系，同一个诊断中心可以实现不同的现场的机械设备的故障检测，这大大降低了机械设备故障检测的费用，在同一检测体系中，可以聘请经验丰富的专家对机械设备中的故障进行分析，处理，使机械设备故障检测的可靠性有效的增加；要有效的机械设备进行故障的检测，加大信号处理技术的应用是十分有必要的，将冗余度管理、监控控制、冗余控制、容错控制等知识应用于检测系统的设计当中，能够有效的促进检测技术的发展，提高检测系统的可靠性。

基于internet的远程协作诊断技术的研究重点是将计算机技术应用于机械设备的故障检测当中，与相关的设备诊断技术相结合，在企业中的关键设备上建立相应的状态监测点，对设备的状态数据进行采集，同时用计算机作为服务器，数据的处理可以实现远程，同时可以找技术力量较强的机构进行数据的分析，为企业的生产提供有力的技术支持。

在机械设备故障的检测中，智能bit技术研究能够实现机械设备内部故障的检测与隔离，并且能够实现自动测试，bit是机内测试的缩写，这也是智能化的机械设备故障检测的发展趋势，同时该技术也广泛的应用于智能的决策、检测与设计上。

在机械设备的故障检测技术中，越来越注重关于混合智能故障检测技术的研究，在机械设备的故障检测过程中，运用不同的智能技术进行研究，在这方面的研究起步较晚，还有很多问题需要进行深入的验证，但是在未来的发展过程中，融入模糊逻辑、神经网络、专家系统相结合等故障检测模型具有很好的发展前景，这在机械设备故障检测的实时性上有很大的促进作用。

通过对机械设备故障检测方法的发展趋势进行分析，可以看出在机械设备故障检测技术的发展过程中，还存在这一些问题需要重点的进行研究验证，例如，对机械设备的运行进行实时的检测，会采集到大量的机械设备的运行数据，对于这些数据将如何取舍；在机械设备的故障检测网络化的情况下，如何设计出有效的远程信号的采集与处理的软件等都是需要考虑的问题。

结束语

在机械设备的运行过程中，机械设备出现故障是在所难免的，要想有效的降低机械设备的故障的发生率，需要结合各种机械设备的故障检测技术，对于机械设备中的异常现象及早的发现，及早的解决，有效的预

机械故障对生产带来的影响，随着先进技术的发展，机械设备故障检测技术在机械设备的安全运行中会发挥更加重大的作用。

参考文献

[1] 刘讯.如何提升机械设备故障检测技术[j].广东科技，2011（8）.

[2] 陈昌斌.机械设备故障检测诊断技术概述[j].中国水运（下半月），2009（2）.

[3] 梁昂斌.诌议机械设备故障检测及发展趋势[j].中国科技纵横，2010（14）.

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关键词：集成电路；测试；故障诊断；方法改进

引言

随着我国工业社会的不断发展，科技的不断进步，对于集成电路的改进也越来越频繁。以前一个小小的集成电路只能容纳十几个晶体管，但是随着集成电路在新技术的改进下，目前已经可以容纳数十万个晶体管，促进了集成电路的应用与普及范围，但同时，以前一个集成电路出现问题，只要检查十几个晶体管就能解决集成电路出现的故障，但是现在，对于一个集成电路十几万个晶体管，传统的集成电路故障测试与诊断方法难以满足需求，必须要对集成电路的测试与故障诊断方法进行改进，以满足工业发展的需求。

1 集成电路基本简介

集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克・基尔比（基于锗（Ge）的集成电路）和罗伯特・诺伊思（基于硅（Si）的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。是20世纪50年代后期-60年展起来的一种新型半导体器件。

2 集成电路测试与诊断方法存在的问题

随着科技的不断进步，传统的集成电路测试与诊断方法的弊病也显露出来了，那么作者下面将主要总结目前集成电路测试与诊断方法存在的问题。

2.1 电压测量的逻辑诊断适用范围窄

从集成电路诞生的那一天起，基于集成电路故障检测的电压测量逻辑诊断方法就成为集成电路故障检测的专用方法，但是电压测量的逻辑诊断方法在目前数字化集成电路面前显得有些无能为力，基于电压测量的逻辑诊断方法不能有效的对集成电路的故障进行准确定位，还需要进行人工测量后才能得知出现故障的地方，延长了集成电路的维修时间，同时对于某些类型的故障，如开路故障、桥接故障、延时故障等，一些传统的基于逻辑值地测试方法就显得无能为力了。

2.2 对于电路的冗余部分不能检测出来

随着集成电路使用和普及范围越来越广，人们基本会在集成电路中增加一部分冗余电路，以保障集成电路的正常使用。冗余电路其实就是集成电路的备用电路，在目前集成电路设备中，都会有一部分的备用电路以备使用。但是冗余电路虽然能够提高集成电路的使用，避免集成电路出现故障时造成使用不便，但是这对于集成电路故障的诊断造成了一定影响，因为在集成电路出现故障时，冗余电路就会代替集成电路进行工作，并不会提醒人们集成电路出现故障，同时传统的基于电压的测试方法是无法检查冗余电路故障的。

2.3 集成电路的检测方法少

现阶段，对于集成电路测试与故障的检测方式主要有传统的基于电压的测试方法、以及基于数字模型的检测方法、故障字典法这几种，虽然对于集成电路的故障都能够进行检测，但是随着在集成电路技术的发展，故障也在发生变化，传统法的集成电路检测方法并不能适用于未来的集成电路故障检测，集成电路测试与故障检测方法比较少，同时创新能力也不够，延长了集成电路的维修时间。

3 集成电路测试与诊断方法的改进

3.1 基于静态电流故障的诊断方法

随着科技的进步，集成电路也在不断发展和更新，因此对于集成电路测试与故障诊断的方法也要有所改进，基于电流故障的诊断方法是目前比较流行的。集成电路中的电流一般比较小，通常不会超过500毫安，但是在集成电路出现故障时，电流量会急速增加，这对于集成电路的故障检测是比较明显的，并且基于电流故障的诊断方法也能测出电路的冗余部分是否出现故障，解决了逻辑电压检测方法的不足之处。

3.2 基于动态电流故障的诊断方法

虽然动态电流故障检测与静态电路故障检测同属于电流检测方法，但动态电流故障检测方法相比于静态电流故障检测要更加正确，因为动态电流覆盖集成电路的面积更广，集成电路的故障检测也更加全面，动态电流的波形包含的电路信息更多，为CMOS电路、模拟电路、数模混合电路的故障诊断提供了丰富的数据。

3.3 故障字典检测方法

故障字典检测方法是目前最常用的一种集成电路测试与故障检测方法，顾名思义，故障字典法就是采取像查阅字典一样的方式对集成电力的晶体管进行一一检测，来确定出现故障的准确位置，这样对于集成电路的故障检测更加准确，故障字典法就是先提取集成电路的所有故障特征，根据出现故障的特征查找集成电路出现的问题，用户只需要输入集成电路出现的问题，故障字典法就能第一时间知道集成电路出现的问题，大大提高了集成电路故障检测效率，集成电路的诊断更加智能化。

4 结束语

集成电路的测试与故障诊断技术的研究和应用对增强集成电路的可维护有很重要的意义，故障诊断可以在测试结果的基础上，分析故障产生的原因和位置，更加有利于提高国家的效率，也是集成电路设计的趋势之一。文章介绍了故障诊断的常见策略。基于电流的集成电路诊断方法将是今后研究和应用的热点。

参考文献

[1]于云华，石寅.数字集成电路故障测试策略和技术的研究进展[J].电路与系统学报，2014，9（3）：83-91.

[2]朱启建，邝继顺，张大方，一种用于动态电流测试的故障模拟算法[J].计算机工程与科学，2014（9）：12-14.

[3]冯建华，孙义和，系统芯片IDDQ可测试设计规则和方法[J].测试技术学报，2013（12）.

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关键词：现代汽车 故障诊断 技术 应用

中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0069-01

伴随着通讯技术、传感技术、电子控件技术的不断发展，其被广泛的应用与汽车制造产业，汽车制造技术日益精湛。与传统汽车构造相比，现代汽车内部构造要繁复杂乱许多，这些复杂的结构赋予了现代汽车先进且全面的功能应用。结构的复杂性意味着汽车故障检测及修理的难度在原有基础上增大许多。故障检测过程中所获取的信息量日益膨胀。经一份调查研究报告显示，对现代汽车维修的时间较之以往增加了两到三倍，技术人员需耗费1/3的经历查阅相关的维修资料，继而将1/3的经历花费在定位故障及故障分析上。信息量的庞大要求汽车故障诊断技术不断升级，以此来适应日新月异的汽车维修市场。

1 现阶段汽车故障诊断技术

1.1 人工故障诊断技术

当前在我国众多汽车故障检测维修中心，运用人工经验直观诊断汽车故障的方法仍被中小城市广泛使用。人工故障诊断技术的前提是技术人员需熟知汽车构造及运作的基本原理，掌握故障诊断及汽车维修的基本技能，丰富的诊断经验是维修人员最具价值的资本。经笔者的调研结果显示，平均每五家汽车维修公司会有一位经验丰富的故障检测维修人员。依靠人工维修经验对汽车故障进行直观检测的方法是一项原始的技能，然而这项技能正面临着被现代化先进检测技术所取代的风险。运用人工故障诊断技术对汽车故障进行检测的过程中，有多年维修经验的专业人员根据车主错反馈的故障现象，对汽车故障进行原地检测。或将汽车启动，在试驾的过程中，对故障产生的部位进行定位。维修人员凭借多年故障诊断维修的经验，对引发故障的部位进行大胆的预测猜想，而后使用简单的检测工具，对自身的猜想进行排除或断定。人工故障检测方法通常包括以以下几种：道路试驾法、感官检测法（听、嗅、触）、直观观察检测法、模拟实验法、分段排查法等。人工故障检测法具有较强的灵活性，且其适用范围较广。但与此同时，人工故障检测法有一定的局限性，其故障检测的精准度由维修人员的经验和能力来决定。现阶段，我国汽车高级维修人员的数量愈加稀少，人才的栽培需要耗费大量的资金与时间。因此，人工故障诊断技术在大城市已被逐渐的淘汰和取代。

1.2 电脑故障诊断技术

电脑故障诊断技术是通过解码仪来实现的。解码仪也被称之为电脑故障诊断仪，其功能相当于一台微型电脑。解码仪能够实现人工诊断所不能实现的功能，其能够将ECU中存储的信息提取出来，继而对提取的信息进行整理，电脑中的相关软件将对特定的信息进行翻译处理，信息处理的结果将以文字、折线图的方式传达出来。技术人员根据电脑屏幕上的信息，对故障部位进行精准的定位。倘若解码仪中并未显示故障码，再或是技术人员根据所显示的数据检测不出故障内容，那么技术人员需根据车主所反映的故障现象，规划出故障产生的大致范围，然后对故障范围内的元件性能逐个的进行检测，通过排除的方法最终确定故障发生的部位。除此之外，解码仪可以通过向汽车电脑发送指令的方法，对故障进行动静态的检测诊断。目前，在我国众多一二线城市中，电脑故障诊断技术被广泛的应用，并得到了业内人士的一致认可。电脑故障诊断技术的前途无可限量。

1.3 仪器故障诊断技术

近几年，随着人们生活水平及出行质量要求的提升，汽车产业的愈发的兴盛起来，汽车建造技术也随之提高。由于信息及电子控件技术的日益成熟，电子控制单元成为现代汽车构造的重要组成部分。因此，现代汽车的内部构造较之原始的汽车构造来说要复杂许多。这在一定程度上加大了汽车故障的诊断难度。为了适应这一构造检测要求，技术人员采用仪器故障诊断技术对相关的参数值进行检测，以此来判断汽车故障的部位，继而对其进行维修处理。技术维修人员通常使用的故障诊断仪器大多是万用表、电流探针、底盘测功仪等。这些仪器能够获取相应的数据流，技术人员将所获取的数值与标准数据流的数值进行对比，继而定位故障诊断部位。示波器也是常用仪器的一种，其与万用表的功能较为接近，仅能对电压值数、电阻值数、信号脉宽等进行测量。电流探针的使用范围及功能也较为有限，其仅能对交流、直流电流的信号值进行检测。使用上述仪器进行故障诊断皆不能够建立在汽车发动机现有工作状况的基础上。因此常用的检测仪器具有一定的局限性，故障判断准确性较低、定位易出现偏差等成为现阶段仪器故障诊断技术的一大缺陷。

2 现代汽车故障诊断主要的应用技术

2.1 OBDII系统应用

OBDII系统是当前较为先进的汽车故障自动检测系统。安装有OBDII系统故障检测的汽车，B类数据网络通讯协议使其电控系统建立的基础。B类数据网络结构由应用层、数据链路层、物理层三部分构成，网络中的信息经应用层节节传递；数据链路层对位和字节起到有效的转化作用；物理层担任数据链路层之间数据传递的桥梁。要想使得OBDII系统与车下检测设备通讯能够进行有效的通讯，就应当遵循相关的约定，以此来保障通讯过程的畅通无阻。

2.2 车载自诊技术应用

车载自诊技术已被广泛的应用于现代汽车故障的诊断，成为当前主流的故障诊断技术。但车载自诊技术自身有着较大的局限性，例如：通过检测无法得到准确的车辆气体排放的数值，仅仅能够起到监测的作用。再如：车载自诊数值的真实性受到汽车运行所处的客观环境的影响较大。此外，自诊仅能系统的检测出汽车故障的部位，而并非能够显示故障维修的方法和步骤。因此，这一诊断技术需岁汽车构造的发展而不断做出改进，完善汽车故障的自我诊断方法，为汽车部位故障提供最确切精准的信息。

参考文献

[1] ，王晓霞.汽车故障诊断技术初探[J].科技传播，2011（3）.

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1 总体设计方案   本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT

本设计采用CAN总线作为数据采集与系统控制的通信方式，以ATMEL公司生产的AT91SAM9263 ARM芯片为主控单元，结合A/D转换技术、故障诊断专家系统实现某型火箭炮随动系统的故障检测。总体设计框图如图1所示。

数据采集单元由信号调理模块和A/D转换模块组成，其中信号调理模块用于模拟信号的放大、滤波和提高电路负载能力，A/D转换器完成模拟信号向数字信号的转换，ARM主控单元实现系统控制与故障诊断，数据采集单元与ARM系统控制与故障诊断模块之间以CAN 总线的方式进行通信，工作人员通过操作触摸屏显示界面完成故障检测。

2 系统硬件设计

2.1 数据采集单元

数据采集单元由信号调理电路和A/D转换模块组成，用于采集某型号火箭炮随动系统液压泵、高平机等被测部件的液压或气压的状态信号，其结构图如图2所示。

信号调理电路如图3所示，采用OP27运算放大器进行设计，它的作用是把传感器输入的信号进行放大，同时利用其输入阻抗高、输出阻抗小的特点以满足A/D转换芯片对驱动源阻抗的要求。

A/D转换电路将经过信号调理模块调理后的模拟信号转换为数字信号，文中选用TLC2543CN和STC89C52分别作为A/D采样芯片和微控制器[3]，其设计如图4所示。TLC2543CN是TI公司生产的12位串行模/数转换器，使用电容开关逐次逼近技术，12位分辨率，10 μs的转换时间，11路模拟输入，输出数据长度可通过编程调整[4]。A/D转换模块与51单片机之间以I2C总线的方式进行通信，只需要一条串行数据线SDA（DATA_OUT）和一条串行时钟线SCL（CLOCK），具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。　经信号调理后的11路模拟量数据分别通过端口NO0?NO10进入TLC2543CN进行A/D转换，TLC2543CN通过[CS]，DATA_INPUT，DATA_OUT，MEOC，I/O CLOCK这5个引脚与STC89C52单片机进行通信。为了减小外界环境及器件本身引入的噪声和扰动，提高系统的稳定性，在这5个信号与单片机之间进行光电耦合隔离处理。由于光信号的传送不需要共地，所以可将光耦器件两侧的地加以隔离，达到提高系统信噪比的作用，光耦隔离器件选用Avago Technologies 生产的6N137，电路如图5所示。需要注意的是，电路板中6N137两端的电源不能共用，否则起不到隔离的作用。

2.2 CAN总线通信模块

数据采集单元和ARM系统控制与故障诊断模块之间以CAN总线的方式进行数据通信和控制。CAN总线具有可靠性高、实时性强、较强的抗电磁干扰能力、传输距离远等特点，尤其适用于随动系统传感器多、各检测点信息交换频繁和干扰源复杂的情况。CAN总线通信模块的实现有2种解决方案[5]：一类是采用带有片上CAN的微处理器，如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等；另一类是采用独立的CAN控制器，如Philips的SJA1000。考虑到应用的灵活性，本文采用独立的CAN控制器SJA1000。CAN总线通信模块结构框图如图6所示，选用STC89C52单片机作为CAN总线通信模块的微控制器，CAN总线控制器和收发器分别选用Philips公司生产的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN总线规范采用三层结构模型，STC89C52单片机用以实现应用层的功能，SJA1000和PCA82C250则分别对应于数据链路层和物理层。为了增强CAN总线通信模块的抗干扰能力，在CAN控制器与CAN收发器之间进行光电耦合隔离处理，与数据采集单元一样，本文也选用6N137进行处理。

CAN总线通信模块接口电路主要由4部分组成：微控制器STC89C52、独立CAN控制器SJA1000、光电隔离器件6N137和CAN总线收发器PCA82C250。微控制器STC89C52用于数据处理、实现对SJA1000的初始化、通过对SJA1000的控制实现数据接收和发送等通信任务；独立CAN控制器SJA1000和收发器PCA82C250经过简单总线连接可实现数据链路层和物理层的全部功能。STC89C52通过DATA_INPUT向TLC2543CN发送一定格式的指令，在DATA_OUT引脚可获取到A/D转换的数据；由于SJA1000的数据线与地址线是共用的，所以将STC89C52的P0口与AD0?AD7直接连接的同时，还要将地址锁存信号线ALE进行连接，以便区分在同一时刻AD线上传递的是地址还是数据；SJA1000的中断管脚INT连接单片机的外部中断INT0；MODE管脚与高电平VCC连接以选择Intel模式；为了保证上电复位的可靠，复位电路采用IMP708芯片进行智能控制，IMP708芯片集看门狗定时器、掉电检测电路、电源监控电路等于一体，保证SJA1000芯片的可靠运行；RX0和TX0是数据的收发管脚，经光电耦合器件6N137后连接到CAN收发器上，用以电气隔离；PCA82C250有3种工作模式：高速、斜率控制和待机，本文选择斜率控制模式，通过在Rs引脚与地之间接一个100 kΩ的电阻来实现；为了消除在通信电缆中的信号反射，提高网络节点的拓扑能力，需要在CAN总线两端接入两个120 Ω的终端电阻[5]。

2.3 系统控制与故障诊断模块

数据处理与系统控制模块采用ATMEL公司生产的AT91SAM9263 ARM芯片作为主控单元，以触摸屏作为人机交互方式完成系统控制和故障诊断。AT91SAM9263主频 200 MHz；内置CAN总线控制器，全面支持CAN2.0A和CAN2.0B协议；内置TFT/STN LCD控制器，支持3.5～17英寸TFT?LCD 液晶屏，最高分辨率可达2 048×2 048。考虑到系统的可扩展性，本文将系统控制与故障诊断模块单独成板。技术保障人员可以通过操作触摸屏上显示的人机交互界面完成对随动系统的故障检测。

3 系统软件设计

系统软件设计主要分为A/D转换模块、数据 处理模块、CAN总线通信模块和系统控制与故障诊断模块4部分。主流程图如图7所示，首先对STC89C52单片机进行初始化，包括CAN总线工作方式的选择、验收滤波方式的设置、验收屏蔽寄存器和验收代码寄存器的设置、波特率参数设置、中断允许寄存器的设置以及A/D转换模块的初始化等；当单片机接收到故障检测命令时，进行A/D采样，然后由单片机对采集到的数据进行处理，通过量值转换得到实际的工况数据；最后由CAN总线通信模块将数据传输到系统控制与故障诊断模块进行故障检测，诊断结果由触摸屏显示以指导维修人员进行现场维修。

3.1 A/D转换模块软件设计

A/D转换模块程序设计流程图如图8所示。

3.2 数据处理模块软件设计

数据采集过程中难免受到噪声的影响，为了保证采到数据的准确性，可以对其进行一定的算法处理。本文在故障检测时，对同一采样点进行5次采样，然后用快速排序算法对这5个数据进行排序，取中值作为故障检测的有效数据，以减小误差带来的影响。采集到的数据与实际值之间成严格的线性关系，将采集到的数据值乘以系数K即可获得实际的工况数据，其流程图如图9所示。

3.3 CAN总线通信模块软件设计

CAN总线通信模块的程序设计主要分为初始化、数据发送和数据接收3个部分：

（1） 初始化。CAN总线初始化主要是对通信参数进行设置，通过对时钟分频寄存器、验收码寄存器、验收屏蔽寄存器、总线定时寄存器和输出控制寄存器的配置实现对CAN总线工作模式、接收报文的验收码、验收屏蔽码、波特率和输出模式的配置和定义[7]。值得注意的是，这些寄存器的配置需要在复位模式下进行，因此在初始化前应确保系统已进入复位状态。　（2） 数据发送。本文采用查询方式，进行CAN总线的数据发送，首先应将CAN总线的发送中断禁能。发送数据前，主控制器轮询SJA1000状态寄存器的发送缓冲器状态位TBS以检查发送缓冲器是否被锁定，若发送缓冲器被锁定，则CPU等待，直到发送缓冲器被释放，然后将从现场采集到的数据发送到发送缓冲区并置位命令寄存器的发送请求位TR，此时SJA1000将向总线发送数据。数据发送流程图如图10所示。

（3） 数据接收。同数据发送一样，本文采用查询方式进行数据的接收，也应将CAN总线的发送中断禁能。主控制器轮询SJA1000状态寄存器接收缓冲状态标志RBS以检查接收缓冲器是否已满，若未满则主控制器继续当前的任务直到检查到接收缓冲器已满，读出缓冲区中的报文，然后通过置位命令寄存器的RRB位释放接收缓冲器内存空间。数据接收流程图如图11所示。

3.4 系统控制与故障诊断模块软件设计

系统控制与故障诊断模块是在Linux平台下利用Qt SDK开发完成的，数据库采用嵌入式系统中广泛采用关系型数据库SQLite[8]。软件采用模块化设计思想，包括显示界面、系统控制、检测数据库和故障诊断等4部分。系统界面基于QT/GUI开发，用于故障检测结果显示、调取数据库辅助人工诊断等人机交互；系统控制模块用于系统启动与关闭、初始化及多线程处理；检测数据库用于对专家系统中经验知识、故障诊断规则集进行组织、检索和维护，及用于存储系统采集的工况参数；故障诊断模块是该检测装置核心，本文利用故障诊断专家系统对随动系统进行故障诊断，给出诊断结果。考虑到故障诊断的实时性要求，程序采用多线程编程来实现。

图10 CAN总线数据发送程序设计流程图

图11 CAN总线数据接收程序设计流程图

4 结 语

为了测试随动系统故障检测装置在各种情况下的故障检测能力， 本文通过人为制造故障的方式对该系统进行了大量实验。在反复的实验中，该系统均能正确定位故障，充分验证系统的可靠性和稳定性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片为核心基于CAN总线随动系统故障检测装置，可实现对随动系统液压、气压、电压等工况参数的测量，经故障诊断专家系统的推理，实现以自动故障诊断为主、人工诊断为辅的故障检测。文中采用的CAN总线通信方式使整个系统简洁紧凑、具有较强的抗干扰能力和实时性，这种CAN总线通信方案不但可用于随动系统故障检测装置的研发，还可推广至其他模拟量信号的机电设备故障检测，尤其是多机组的分布式状态监测与故障诊断中，具有非常实用的应用前景。

参考文献   本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT

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