傳感器的故障分類

失效故障是指傳感器測量的突然失靈，測量值一直為某一常數(shù);偏差故障主要是指傳感器的測量值與真實值相差某一恒定常數(shù)的一類故障，從圖中可見，有故障的測量與*的測量是平行的;

漂移故障是指傳感器測量值與真實值的差值隨時問的增加而發(fā)生化的一類故障;

精度下降是指傳感器的測量能力變差，精度變低。精度等級降低時，測量的平均值并沒有發(fā)生變化，而是測量的方差發(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)生的過程中會引起一系列的無法預(yù)計的問題，使控制系統(tǒng)長期不能正常發(fā)揮作用。

傳感器的故障分類方式

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*故障，*故障時測量值不隨實際變化而變化，始終保持某一讀數(shù)。通常這一恒定值一般是零或者zui大讀數(shù)。故障測量值大致是一條水平直線。

軟故障包括數(shù)據(jù)偏差、漂移、精度等級下降等。軟故障相對較小，難于被發(fā)現(xiàn)，因此，從某種意義上來講，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*性故障。

間歇性故障時好時壞;*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)展的進程分類

根據(jù)故障發(fā)生、發(fā)展的進程可分為突變故障和緩變故障。

突變故障信號變化速率大;緩變故障信號變化速率小。

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為：偏置電流或偏置電壓等;

沖擊故障的故障原因是：電源和地線中的隨機干擾，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。對于偏置故障，在原信號上加上一個恒定或隨機的小信號;對于沖擊干擾，可在原信號上疊加一個脈沖信號;對于短路故障，信號接近于零;開路故障，信號接近傳感器輸出zui大值;漂移故障，信號以某一速率偏移原信號;周期性干擾故障，原信號上疊加某一頻率的信號。

傳感器故障的診斷方法

從不同角度出發(fā)，故障診斷方法的分類不*相同。現(xiàn)簡單地將故障診斷方法分為：基于解析數(shù)學(xué)模型的方法和不依賴于數(shù)學(xué)模型的方法。

1、基于解析數(shù)學(xué)模型的方法

根據(jù)殘差產(chǎn)生的形式不同，基于解析數(shù)學(xué)模型的方法可以進一步分為：參數(shù)估計法、狀態(tài)估計法和等價空間法。

基于模型的故障診斷方法，是一種zui早發(fā)展起來的診斷方法，同時也是一種研究、應(yīng)用zui廣泛的診斷方法。

優(yōu)點是模型機理清楚，結(jié)構(gòu)簡單，易實現(xiàn)，易分析，可實時診斷。在故障診斷領(lǐng)域具有重要的地位，在今后的發(fā)展中依然會是傳感器故障診斷方法的主要研究方向。

缺點是計算量大，系統(tǒng)復(fù)雜;存在建模誤差，模型的適應(yīng)性差;可靠性差，容易出現(xiàn)誤報、漏報等現(xiàn)象;外部擾動的魯棒性，系統(tǒng)的噪聲和干擾不敏感。

目前，這種診斷方法的研究成果仍然主要集中于線性系統(tǒng)，對深入研究非線性系統(tǒng)的通用故障診斷技術(shù)具有重要的意義，同時，魯棒性問題也具有很高的研究價值。表l介紹了模型法中一些故障診斷方法的優(yōu)點和缺點。