传感器的主要故障分类及其诊断方法（二）

　　4、按故障的原因分类

　　按故障原因可分为偏差故障，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。

　　偏差故障的故障原因为：偏置电流或偏置电压等；

　　冲击故障的故障原因是：电源和地线中的随机干扰，浪涌、电火花放电，D／A变换器中的毛刺等；

　　开路故障的故障原因：信号线断、芯片管脚没连上等；

　　漂移故障的故障原因：温等；

　　短路故障的故障原因：污染引起的桥路腐蚀、线路短接等；

　　周期性干扰的故障原因：电源50 Hz干扰等；

　　非线性死区故障的故障原因：放大器饱和、含有非线性环节等。

　　另外，从建模、仿真的角度出发，可分为乘性故障和加性故障。对于偏置故障，在原信号上加上一个恒定或随机的小信号；对于冲击干扰，可在原信号上叠加一个脉冲信号；对于短路故障，信号接近于零；开路故障，信号接近传感器输出最大值；漂移故障，信号以某一速率偏移原信号；周期性干扰故障，原信号上叠加某一频率的信号。

　　传感器故障的诊断方法

　　从不同角度出发，故障诊断方法的分类不完全相同。现简单地将故障诊断方法分为：基于解析数学模型的方法和不依赖于数学模型的方法。

　　1、基于解析数学模型的方法

　　根据残差产生的形式不同，基于解析数学模型的方法可以进一步分为：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，是一种最早发展起来的诊断方法，同时也是一种研究、应用最广泛的诊断方法。

　　优点是模型机理清楚，结构简单，易实现，易分析，可实时诊断。在故障诊断领域具有重要的地位，在今后的发展中依然会是传感器故障诊断方法的主要研究方向。

　　缺点是计算量大，系统复杂；存在建模误差，模型的适应性差；可靠性差，容易出现误报、漏报等现象；外部扰动的鲁棒性，系统的噪声和干扰不敏感。

　　目前，这种诊断方法的研究成果仍然主要集中于线性系统，对深入研究非线性系统的通用故障诊断技术具有重要的意义，同时，鲁棒性问题也具有很高的研究价值。表l介绍了模型法中一些故障诊断方法的优点和缺点。