压力传感器的几种故障分类及诊断方法

 新闻资讯     |      2022-12-12 17:23:12    |      小编

压力传感器故障主要包括:完全故障、固定偏差、漂移偏差和精度下降。

故障是指传感器测量的突然故障,测量值为一定常数;偏差故障主要是指传感器测量值与实际值之间的恒定常数。

漂移故障是指随时增加传感器测量值与真实值之间的差异;

精度下降是指传感器测量能力差,精度低。当精度等级降低时,测量的平均值没有改变,而是测量的方差。

固定偏差故障和漂移故障不易发现,在故障过程中会造成一系列不可预测的问题,使控制系统长期无法正常工作。

传感器故障分类。

1.根据传感器故障程度进行分类。

硬故障和软故障可分为传感器故障程度。

硬故障一般是指结构损伤引起的故障,一般振幅大,变化突然;软故障一般是指特征变化,振幅小,变化缓慢。

硬故障又称完全故障,测量值不随实际变化而变化,始终保持读数。这个恒定值通常是零或最大读数。故障测量值大致为水平直线。

软故障包括数据偏差、漂移、精度水平下降等。软故障相对较小,难以发现。因此,从某种意义上说,软故障的危害大于硬故障,其危害逐渐引起人们的注意。

2.根据故障表现进行分类。

可分为间歇性故障和永久性故障。

间歇性故障有好有坏;永久性故障失效后,无法恢复正常。

3.根据故障发生和发展过程进行分类。

突变故障和缓变故障可分为突变故障和缓变故障。

突变故障信号变化率大慢变故障信号变化率小。

4.根据故障原因进行分类。

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。

偏差故障的原因有:偏置电流或偏置电压等;

冲击故障的原因有:随机干扰、浪涌、电火花放电、D/A变换器毛刺等;

开路故障原因:信号线断裂、芯片管脚未连接等;

漂移故障原因:温等;

短路故障原因:桥梁腐蚀、线路短路等造成的污染;

周期性干扰故障原因:50Hz电源干扰等;

非线性死区故障原因:放大器饱和,包括非线性环节等。

此外,从建模和模拟的角度可分为乘性故障和加性故障。对于偏置故障,在原始信号上添加恒定或随机的小信号;对于冲击干扰,脉冲信号可叠加在原始信号上;对于短路故障,信号接近零;开路故障,信号接近传感器输出的最大值;漂移故障,以一定速度偏移原始信号;定期干扰故障,在原始信号上叠加一定频率的信号。

传感器故障的诊断方法。

故障诊断方法的分类从不同的角度来看并不完全相同。故障诊断方法现在简单地分为:基于数学模型的分析和不依赖数学模型的方法。

1.基于数学模型分析的方法。

基于数学模型分析的方法可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最早开发的诊断方法,也是研究和应用最广泛的诊断方法。

优点是模型机制清晰,结构简单,易于实现,易于分析,可实时诊断。传感器故障诊断方法的主要研究方向仍将在故障诊断领域发挥重要作用。

缺点是计算量大,系统复杂,建模误差,模型适应性差,可靠性差,容易出现误报、漏报等现象,系统噪声和干扰不敏感。

目前,该诊断方法的研究结果仍主要集中在线性系统上,对非线性系统通用故障诊断技术的深入研究具有重要意义,鲁棒问题也具有很高的研究价值。表l介绍了模型方法中故障诊断方法的一些优缺点。

比较表1模型中某些故障诊断方法的优缺点。

2.不依赖数学模型的故障诊断方法。

目前,控制系统变得越来越复杂。由于实际上很难建立控制系统对数学模型的准确分析,当建模误差出现时,基于模型的故障诊断方法会出现误报和遗漏,因此人们非常重视不依赖模型的故障诊断方法。

不依赖数学模型的优点是不需要对象的精确模型,适应性强。缺点是结构复杂,难以实现。

不依赖系统模型的故障诊断方法可分为基于数据驱动的故障诊断方法、基于知识的故障诊断方法和基于离散事件的方法。

2.1基于数据驱动的方法。

基于数据驱动的方法有两种:信号处理和统计。

一些常用的基于信号处理的故障诊断方法包括:绝对值检测和趋势检测、基于自适应滑动Latice滤波器的故障检测方法、基于信号模态估计的故障检测方法、小波分析方法和信息集成方法。

2.2基于知识的方法。

基于知识的故障诊断方法可分为基于症状的故障诊断方法和基于定性模型的故障诊断方法。

2.3基于离散事件的方法。

基于离散事件的故障诊断方法是近年来发展起来的一种新的故障诊断方法。离散事件模型的状态不仅反映了正常状态,而且反映了系统的故障状态。

随着理论研究的进步和技术水平的不断提高,传感器故障诊断的研究将更加实用,一些实际问题将逐步解决。