智能仪表的常见故障类型与故障诊断方法

有关有关智能仪表的常见故障类型与故障诊断方法，智能仪表的故障类型一般可分为硬件故障和软件故障两大类，故障诊断的基本方法，包括敲击与手压法、感觉法、直接经验法等。

同其他仪表设备一样，智能仪表在使用过程中也可能会出现故障甚至损坏，一旦产生这样的问题，应该尽快予以解决并使仪表能够恢复正常工作。

当然，智能仪表中由于引入了微型计算机后，虽然仪表的功能大大加强，但也给诊断故障和排除故障（其中包括微型计算机硬件及软件的故障诊断与处理）增加了一定的困难。

这就要求智能仪表的使用、维护人员必须具备一定的智能化设备的故障诊断、检修及维护的知识。

一、常见故障类型

智能仪表的故障类型一般可分为硬件故障和软件故障两大类。

1.常见的硬件故障

（1）逻辑错误

仪表硬件的逻辑错误通常是由于设计错误、加工过程中工艺性错误或使用中其他因素所造成的。这类错误主要包括：错线、开路、短路、相位出错等几种情况，其中短路是最常见的也较难排除的故障。智能仪表在结构设计上往往要求体积小，从而使印刷电路板的布线密度高，使用中异物等常常造成引线之间的短路而引起故障。开路故障则常常是由于印刷电路板的金属化孔质量不好，或接插件接触不良所造成的。

（2）元器件失效

元器件失效的原因主要有两个方面：一是元器件本身已损坏或性能差，诸如：电阻、电容的型号、参数不正确，集成电路已损坏，器件的速度、功耗等技术参数不符合要求等；二是由于组装原因造成的元器件失效，如：电容、二极管、三极管的极性错误，集成块的方向安装错误等。

（3）可靠性差

系统不可靠的因素很多，例如：金属化孔、接插件接触不良会造成系统时好时坏，经不起振动；内部和外部的干扰、电源的纹波系数过大、器件负载过大等都会造成逻辑电平不稳定；另外，走线和布局的不合理等情况也会引起系统可靠性差。

（4）电源故障

若智能仪表存在电源故障，则通电后，将造成器件损坏。电源的故障包括：电压值不符合设计要求；电源引出线和插座不对应；各档电源之间短路；变压器功率不足，内阻大，负载能力差等。

2.常见的软件故障

（1）程序失控

这种故障现象是以断点连续方式运行时，目标系统没有按规定的功能进行操作或什么结果也没有。这是由于程序转移到没有预料到的地方或在某处循环所造成的。这类错误产生的原因有：程序中转移地址计算有误、工作寄存器冲突等。在采用实时多任务操作系统时，错误可能在操作系统中，没有完成正确的任务调度操作；也可能在高优先级任务程序中，CPU在出现死循外。

（2）中断错误

①不响应中断。

CPU 不响应任何中断或不响应某一个中断。这种错误的现象是连续运行时不执行中断服务程序的规定操作。当断点设在中断入口或中断服务程序中时反而碰不到断点。造成错误的原因有：中断控制寄存器（1E、IP）初值设置不正确，使CPU 没有开放中断或不允许某个中断源请求；对片内的定时器、串行口等特殊功能寄存器的扩展I/O 口编程有错误，造成中断没有被激活；某一中断服务程序不是以RETI 指令作为返回主程序的指令，CPU 虽已返回到主程序，但内部中断状态寄存器没有被清除，从而不响应中断；由于外部中断的硬件故障使外部中断请求失效。

②循环响应中断。

这种故障是CPU 循环地响应某一个中断，使CPU 不能正常地执行主程序或其他的中断服务程序。这种错误大多发生在外部中断中。若外部中断以电平触发方式请求中断，那么当中断服务程序没有有效清除外部中断源（例如，8251 的发送中断和接收中断在8251 受到干扰时，不能被清除）时，或由于硬件故障使得中断一直有效，此时CPU 将连续响应该中断。

（3）输入/ 输出错误。

这类错误包括输入操作杂乱无章或根本不动作。错误的原因有：输出程序没有和I／O 硬件协调好（如地址错误、写入的控制字和规定的I／O 操作不一致等）；时间上没有同步；硬件中还存在故障等。

总之，软件故障相对比较隐蔽，容易被忽视，查找起来一般很困难，通常需要测试者具有丰富的实际经验。

二、故障诊断的基本方法

由于微处理器引入到仪表中，使智能仪表的功能大大增强，同时也给诊断故障和排除故障增加了困难。

首先，判断出仪表故障属于软件故障还是硬件故障就比较困难，这项工作要求维修人员具有丰富的微处理器硬件知识和一定的软件编程技术才能正确判断故障的原因，并迅速排除。

虽然利用自诊断程序可以进行故障的定位，但是，任何诊断程序都要在一定的环境下运行，如电源、微处理器工作正常等环境。当系统的故障已经破坏了这个环境，自诊断程序本身都无法运行时，诊断故障自然就无能为力了；

另外，诊断程序所列出的结果有时并不是惟一的，不能定位在哪一具体部位或芯片上。