电子电路故障检测技术的分析与研究_穆兆慧.pdf

电力与电子技术Power&Electronical Technology电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering71电子信息技术日益发展完善，电子电路的应用范围越来越大。电子电路的稳定与否直接关系着实际设备的应用效果，在电子电路的应用过程中所存在的不同故障，会导致电子电路无法正常运行，降低了电子电路的安全性。因此需要规范的检测流程，通过科学的检测技术及时发现故障根源，制定针对性解决措施，提升电子电路的运行水平。1 电子电路常见故障类型分析1.1 测试设备故障测试设备故障并不是电子电路本身出现了故障，是由于测试中测试人员操作不当或没有按照规范流程操作，显示异常1。例如：在示波器测试中因为选择档级不合规，容易出现波形异常，会显示设备故障，但实际电子电路并未出现故障。1.2 元器件故障电子电路是由多个元器件共同组成的电子设备。构成这一电子设备的各个元器件都发挥着不同的作用，负责不同的工作，任何一个元器件出现问题都可能导致电子电路运行异常，出现设备故障，严重影响运行效果。若是某一个电子元器件发生了损坏，必然会导致电路运行异常，出现电子电路运行故障，威胁了电子电路的安全性与运行稳定性。1.3 人为因素故障人为因素是电子电路故障中的常见因素。电子电路的人为因素指的是电子电路服务中人为操作不当，导致电路异常或其他电路事故问题。连接错误是人为因素导致电子电路故障的最常见问题。例如：在电子电路运行中由于人为的电源连接失误或连接的电子电路并未按照规范有效连接，导致错误的安装方式。这会降低电子电路运行的可靠性，甚至发生电子电路安全风险事故2。1.4 电路接触不良若是线路接触不良就会对电子电路的运行功能造成不良影响。没有及时地调整线路、纠正接触不良问题，可能会导致整个线路都出现问题。电子电路接触不良在应用中常表现出间歇性通电，难以为需求方提供持续的服务。当前插接点连接不牢固已经是导致电子电路接触不良问题的主要因素3。电子电路接触形式如图 1 所示。1.5 干扰故障电路的运行不可避免地受到外部环境因素的干扰，这会影响电子电路运行的可靠性。常见的外部干扰包含了接地故障、直流电源滤波不佳、感应干扰等，这些都会影响电子电路的运行服务能力。2 电子电路故障的分析流程2.1 电子电路故障现象分析解决电子电路故障问题首要的就是观察出现故障的实际情形，也就是对故障现象的观察。一般电子电路出现故障时，外在现象表现为发热、火花、异响、指示灯电子电路故障检测技术的分析与研究穆兆慧（沈阳市汽车工程学校 辽宁省沈阳市 110044）摘要：本文对电子电路故障检测技术分析与研究展开探讨，归纳当前电子电路发生故障的常见类型，总结电子电路故障诊断的具体流程，探讨当前常用的电子电路检测技术。希望能够为电子电路故障检测提供参考，旨在于提升电子电路检测的效率，迅速确定电子电路的故障，提升电子电路的运行稳定性与安全性。关键词：电子电路；常见故障；检测技术图 1：电子电路接触形式电力与电子技术Power&Electronical Technology电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering72异常、功能失效等，这些情况由经验丰富的技术人员观察之后，可以判断大概故障的范围，能够及时找到故障点解决实际问题4。例如：电子电路中出现发热现象多是因为过载导致；而出现火花现象则是由于接触不良导致的。基于这些有经验的技术人员能够及时根据电子电路故障的不同表现，找到故障点及时采取应对措施，迅速解决问题，提升了电子电路故障的排查效率。2.2 电子故障范围分析电子产品已广泛应用于日常生产、生活、工作、学习，而电子电路是组成电子产品的核心要件。在实际的应用中电子电路出现任何问题都会影响整个电子产品的实际工作，而且电子电路是依照不同模板组合而成的，每个模板负责不同的功能部分，所以在电子电路发生故障的时候，需要技术人员结合工作经验和专业知识，确定属于哪一种电子电路模板出现故障，迅速划定故障的范围5。为了能够准确地确定电子电路故障的范围，可以依照以下思路进行：一方面是由专业的技术人员观察电子电路故障的外部现象，如是否松动等现象，再观察产品是否有发热、异味、异响等。之后技术人员需要对当前的电源工作状态加以排查、判断电源是否存在异常。另一方面则是需要专业技术人员对出现故障的电路进行分割，区域仔细划分，及时排查电子电路故障根源。2.3 电子电路故障点定位分析2.3.1 电路原理分析发生电子电路故障时，原理图是电子电路故障分析的重要基础。专业检修人员会通过查看原理图或原理框架的内容，查看电子电路的故障。技术人员在查看电路原理图中需要注意电路信号流向、信号特征以及元器件三个重要信息，以此提升电路原理图在查找电子电路故障点中的作用，提升检测工作效率。2.3.2 逆向思维法逆向思维法是当前对电子电路故障分析中最为有效的故障点分析形式。该方式从整个电路的输入端入手，逐层逐段地排查，一直排查到存在电子电路问题区域。在电子电路故障点的认定中采用这一方式可以节省查找时间，保障对发生的电子电路故障排查到位，提升准确性。2.3.3 电路分解法这一方式通常用于比较复杂的电子电路，因为电路分解法是对电气电路的分解，以便于迅速找到问题。复杂的电子电路都是多个级别电路组成，信号也是逐渐在线传递后处理，这一情况下将电子电路根据不同的级别进行分解，有助于在各个分解好的模块中实时输入输出，迅速检测，缩小电子电路故障的范围，找到电子电路故障点。2.3.4 部分隔离法电子电路故障点寻找中采用部分隔离法，可以应用于大型电子电路系统故障点定位中。因为大型电子电路系统通常都是分为多个子系统组成，在故障定位中将某个子系统隔离，对整个运行系统进行观察，判断电路运行是否存在异常。通过观察子系统工作情况确定故障点，若是系统在稳定运行，则继续进行功能细分，专业人员就可以对下一个子系统进行隔离检查，直到查找到具体的故障点，通过对子系统的隔离逐一排查能够确保故障点定位准确。2.3.5 对比分析法对比分析法需要找出一个或多个相似的电路系统，当一个电子电路系统出现故障的时候，通过对比分析法比较一个相似电子电路与出现故障电路在同一运行条件下，工作出现的不同情况，由技术人员观察两个电路的实际状态，确定找出电子电路的故障。3 电子电路故障检测技术3.1 感官检测感官检测方式又称为观察检测方法是电子电路故障检测一个常见的检查方式。在具体检查时，技术人员通常不会应用辅助工具，肉眼观察电子电路的实际情况或采用其他感官辅助检查。电子设备正式投入使用之前都需要技术人员对电子线路进行全面检查，确保线路接口处有效连接。当电子电路发生故障时技术人员要确定接电力与电子技术Power&Electronical Technology电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering73口是否连接异常。如检测技术人员可以通过外观检查，判断线路是否有灼烧和火花等现象，找出故障区域，采取对应的处理办法。直接观察法在电子电路故障检测中的应用不需要借助外部任何辅助设备，能够达到快速检测效果。3.2 跟踪检测这类检测方式较为复杂，通常情况下都是应用不同的电频信号，将其与某一设备一同连入相应的故障路段。显示设备中电频信号波段变化判断电子电路故障情况。当信号波段幅度变大时，需要进行重新检查，这样的检测判断准确性较高。当前跟踪信息检测技术因为极高的准确性被广泛应用。3.3 替换检测替换法顾名思义就是将电子电路中的元件进行替换，为线路通电观察电子电路是否运行。通过更换元件这种方式，准确找出电路中具体的故障区域。在对电子电路故障进行检查时如果更换电子元件，通电之后发现设备正常运行，证明该次电子电路故障的问题属于元件故障。然而采用检测方式具有较强的局限性，通常只用在局部范围使用，如果电子电路故障检查过程中难以确定实际故障区域，替换法无法发挥实际作用。由此可见，检测技术人员在具体电子电路故障检测中需要结合实际选择恰当的方式，才能确保电子电路故障检测的效率与质量。3.4 专家系统目前用来电子电路故障诊断的专家诊断方式，实际上是一个计算机诊断系统，它凝练了各个领域专家的经验，结合计算机的推理能力，能够利用故障与问题之间的因果关系，促使电子电路故障的问题被迅速锁定。而且专家系统所结合人工智能应用具备的学习性特征，能够针对电子电路故障形式，制定一套故障诊断程序，突破人为的局限迅速查找以往经验。而且专家系统的应用不受环境影响，更为灵活、便捷。专家系统电子电路故障检测的运行情况如图 2 所示，在实际电子电路检测工作中在知识库和数据库支持下，综合运用各种规则实施推理，在运行过程中用户索要特定的信息，快速找到故障和最可能出现故障的类型。对难以用数学模型来精确描述的系统，可以根据长期的工作经验和大量故障信息，迅速给检测技术人员一个故障现象类似的故障判断。3.5 基于最小波与马氏距离的检测技术以电子电路故障检测方式主要是以马氏距离为重要的技术形式，具体公式如下所示。表示的是数据的协方差距离，即一个样本与一个样本级之间的距离，从而完成最相似度的查看。通过小波分析信号的时间与发生频率的方式，能够有效识别表征信号，尽快提取出有效信息，构建起一个分辨率较高，且最为有用的信号。小波分析的分辨率分析树结构如图 3 所示，能够结合仿真软件构建模型，经过测量电压数据分析，提取特征向量等，实现对故障的诊断。该检测技术对电子电路故障的诊断准确性高，实现方式简单便捷，符合当前电子电路故障检测的要求。3.6 神经网络故障检测图 2：专家系统结构图图 3：小波分析的分辨率分析树结构图 4：故障信号提取和预处理过程 电力与电子技术Power&Electronical Technology电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering74神经网络检测技术在电子电路故障中应当属于一个新兴应用技术。在具体实践中通过电子电路的运行状态，确定出现的故障类型。再结合不同的故障类型将神经网络目标输出样本确定之后，对这些故障类型进行不同信号的对应提取工作，做好信号信息的预处理，在完成这些实验工作之后，神经网络检测技术的数据样本资料统计完成。再写入拓扑结构和网络神经结构的应用形式，得出网络神经结构最终确定的样本数值回传给计算机和设备。通过这样的检测过程能够发现故障的具体位置、发生源头。但需要注意在神经网络电子电路的故障检测应用中需要注意提取与预处理的关键部分，这一部分主要是对具体的电子电路故障信息的信号、信号状态、预处理技术等方面进行分类，压缩、提取，依照不同的电子电路的实际故障情况确定是否与元器件有直接关系。如图 4 所示为故障信号提取与预处理过程，经过简单提取有效减少计算量，提升对电子电路故障诊断的速度。3.7 补偿法对比直接观察法和跟踪信息法，补偿法精准度更高，但是实施的步骤过于复杂。在日常工作期间电子电路发生震荡情况，技术人员需要可以补偿法将其接入电路使其电子电路出现短路。如果这时候下最开始的震荡消失，那么技术人员可以确定故障区域的位置。采用补偿法的时候，技术人员需要注意电容选择与实际相符，合理的电容才能确保电子电路故障检测结果有准确性。3.8 电阻检测电阻法检测是较为常见的电子电路故障检测方式。利用电阻法进行故障检测时要断电之后才能够进行对应的故障诊断工作，只有确保电子设备所有的元件电路均属于未通电状态才能够保证电阻法检测故障的准确与有效性。同时检测技术人员可以采用通电法判断电子电路中存在的不稳定因素。再有技术人员通过对电阻测量，判断数值是否在合理区间，判断电路是否存在问题，确定电子电路故障的具体位置，为检测技术人员提供参考。4 结语综上分析，电子电路出现故障类型多样化，这也导致电子电路故障有复杂性的特点，增加电子电路的检测与维修处理难度。若无法及时检测、采取针对性的故障排除措施，必然会对电子电路的安全性、服务性、功能性产生负面影响。为此需要以电子电