仪表设备故障原因及排除方法

随着电子技术、制造技术和生产工艺等因素的不断完善和提高，仪器设备的可靠性和利用率得到了较大的提高。但造成仪表设备不可靠的因素还存在，主要是仪表设备的外界环境及其自身两方面的因素。

故障类型

仪表设备故障的因素很多，从故障产生的原因来看，可以将故障分为硬故障和软故障。硬故障主要是指导致故障的元器件、集成电路内部引线、线路、印刷电路板(printed circuit board，PCB)跳线等。软故障主要是指仪表设备内部逻辑状态变化及有关系统软件和应用软件的设计等。有些故障既是硬故障，也可是软故障，如通信故障等。

故障还可以分为静态故障和动态故障。静态故障是那些对于给定的输入，具有稳定的错误输出，故障症状有良好重复性的永久性故障。动态故障是那些在信号发生变化时才出现的随机性或者间歇性的故障。前者相对后者来讲更易于观察、检测、研究和排除 。

故障原因

开路或断路

从逻辑状态特性来讲，此类故障是固定故障。如仪表设备的输出和反馈信号的输入回路断开或者开路。

电源故障

此类故障属于静态故障。电源故障的原因多由电源线或地线开路、接线错误或者接触不良造成，也可能是由于仪表设备或者电路板的自身电源组件组件的输入电压超过允许偏差，以及电源组件自身电路故障造成的输出电压超过允许偏差(如电压的异常升高或者降低)。

无源器件故障

此类故障如电阻器端帽松脱造成开路，电容器断路或者开路，电容值或电阻值发生变化，电阻器烧毁等。电阻值的变化可能造成逻辑值模糊等故障，电容值的变化可能引起去耦不良、振荡器频率变化以及造成电动机等设备不能起动等故障。

电源去耦不良

这类故障主要是产生的干扰波形(或信号)被叠加到正常的波形上。可用大容量的滤波电容和高频性能好的瓷片电容来抑制这种干扰。

干扰

这种故障是因为一条线上的信号因感应而耦合到另一条线上形成的，串音信号的大小与线间距和信号频率均成正比。如强电和弱电混置于同一电缆中，使弱电信号不良甚至烧毁信号通道。

应用软件设计故障

一般为固定故障。如数据库的设计不合理或者修改不当，逻辑的设计思想没有满足工艺要求等。这种故障或缺陷在工程实际中出现的频率较高。

仪表设备的设计故障

因为设计人员考虑不周，或者仪表设备对环境条件、工艺质量、元器件质量要求苛刻等原因。这种故障或缺陷在工程实际中出现的频率也较高。

辅助设备或装置不可靠

设备或装置因为各种原因而造成其可靠性差，如节点或接触器性能不可靠、机械故障等。

仪表设备的使用环境不符合要求

此类故障为仪表设备的使用环境不符合仪表设备及其元器件对使用环境的要求，如不满足环境温度和湿度要求等。

PCB故障

因PCB的供电电源短路或者开路、跳线地址错误，尤其是高集成度的IC芯片因制造缺陷、过热等原因产生交互作用而造成瞬态故障，或永久损坏。

人为错误使用芯片或者电路板

PCB或IC被错误安装、使用而造成PCB或IC损坏。尤其是IC，更要特别小心。

接触不良

这是一种常见而又极使维护人员头痛的故障。故障症状类似于开路，但却具有一定的偶然性，故障的初期极难被发现。造成接触不良的常见原因有：插件松动，焊接不良 ，接点表面氧化，端子接线不牢固(有时为环境振动大造成)，接触簧片弹性退化等。最重要的是首次安装时要确保牢固可靠。

绝缘不良

此类故障极易被人忽视。电路板上若因表面处理不良等而造成的绝缘不良，将会导致信号串线和泄漏，使电路板工作不稳定甚至无法正常工作。

屏蔽不良

可能产生信号畸变或者失真等相关故障。

元器件老化和质量不良

任何设备都有正常的使用寿命，超过这个期限，各元器件等都会进入衰耗期，这时故障率会大大地增加。元器件质量不良同样会引起故障率高。