智能化儀表故障維修

　　智能儀表在使用過程中也可能會出現(xiàn)故障甚至損壞，一旦產(chǎn)生這樣的問題，應(yīng)該盡快予以解決并使儀表能夠恢復(fù)正常工作。

　　一、常見故障類型

　　智能儀表的故障類型一般可分為硬件故障和軟件故障兩大類。

　　1.常見的硬件故障

　　(1)邏輯錯誤

　　儀表硬件的邏輯錯誤通常是由于設(shè)計錯誤、加工過程中工藝性錯誤或使用中其他因素所造成的。這類錯誤主要包括：錯線、開路、短路、相位出錯等幾種情況，其中短路是最常見的也較難排除的故障。智能儀表在結(jié)構(gòu)設(shè)計上往往要求體積小，從而使印刷電路板的布線密度高，使用中異物等常常造成引線之間的短路而引起故障。開路故障則常常是由于印刷電路板的金屬化孔質(zhì)量不好，或接插件接觸不良所造成的。

　　(2)元器件失效

　　元器件失效的原因主要有兩個方面：一是元器件本身已損壞或性能差，諸如：電阻、電容的型號、參數(shù)不正確，集成電路已損壞，器件的速度、功耗等技術(shù)參數(shù)不符合要求等;二是由于組裝原因造成的元器件失效，如：電容、二極管、三極管的極性錯誤，集成塊的方向安裝錯誤等。

　　(3)可靠性差

　　系統(tǒng)不可靠的因素很多，例如：金屬化孔、接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時好時壞，經(jīng)不起振動;內(nèi)部和外部的干擾、電源的紋波系數(shù)過大、器件負載過大等都會造成邏輯電平不穩(wěn)定;另外，走線和布局的不合理等情況也會引起系統(tǒng)可靠性差。

　　(4)電源故障

　　若智能儀表存在電源故障，則通電后，將造成器件損壞。電源的故障包括：電壓值不符合設(shè)計要求;電源引出線和插座不對應(yīng);各檔電源之間短路;變壓器功率不足，內(nèi)阻大，負載能力差等。

　　2.常見的軟件故障

　　(1)程序失控

　　這種故障現(xiàn)象是以斷點連續(xù)方式運行時，目標系統(tǒng)沒有按規(guī)定的功能進行操作或什么結(jié)果也沒有。這是由于程序轉(zhuǎn)移到?jīng)]有預(yù)料到的地方或在某處循環(huán)所造成的。這類錯誤產(chǎn)生的原因有：程序中轉(zhuǎn)移地址計算有誤、工作寄存器沖突等。在采用實時多任務(wù)操作系統(tǒng)時，錯誤可能在操作系統(tǒng)中，沒有完成正確的任務(wù)調(diào)度操作;也可能在高優(yōu)先級任務(wù)程序中，CPU在出現(xiàn)死循外。

　　(2)中斷錯誤

　　①不響應(yīng)中斷。CPU 不響應(yīng)任何中斷或不響應(yīng)某一個中斷。這種錯誤的現(xiàn)象是連續(xù)運行時不執(zhí)行中斷服務(wù)程序的規(guī)定操作。當斷點設(shè)在中斷入口或中斷服務(wù)程序中時反而碰不到斷點。造成錯誤的原因有：中斷控制寄存器(1E、IP)初值設(shè)置不正確，使CPU 沒有開放中斷或不允許某個中斷源請求;對片內(nèi)的定時器、串行口等特殊功能寄存器的擴展I/O 口編程有錯誤，造成中斷沒有被激活;某一中斷服務(wù)程序不是以RETI 指令作為返回主程序的指令，CPU 雖已返回到主程序，但內(nèi)部中斷狀態(tài)寄存器沒有被清除，從而不響應(yīng)中斷;由于外部中斷的硬件故障使外部中斷請求失效。

　　②循環(huán)響應(yīng)中斷。這種故障是CPU 循環(huán)地響應(yīng)某一個中斷，使CPU 不能正常地執(zhí)行主程序或其他的中斷服務(wù)程序。這種錯誤大多發(fā)生在外部中斷中。若外部中斷以電平觸發(fā)方式請求中斷，那么當中斷服務(wù)程序沒有有效清除外部中斷源(例如，8251 的發(fā)送中斷和接收中斷在8251 受到干擾時，不能被清除)時，或由于硬件故障使得中斷一直有效，此時CPU 將連續(xù)響應(yīng)該中斷。

　　(3)輸入/ 輸出錯誤。這類錯誤包括輸入操作雜亂無章或根本不動作。錯誤的原因有：輸出程序沒有和I/O 硬件協(xié)調(diào)好(如地址錯誤、寫入的控制字和規(guī)定的I/O 操作不一致等);時間上沒有同步;硬件中還存在故障等。

　　總之，軟件故障相對比較隱蔽，容易被忽視，查找起來一般很困難，通常需要測試者具有豐富的實際經(jīng)驗。

　　二、故障診斷的基本方法

　　由于微處理器引入到儀表中，使智能儀表的功能大大增強，同時也給診斷故障和排除故障增加了困難。首先，判斷出儀表故障屬于軟件故障還是硬件故障就比較困難，這項工作要求維修人員具有豐富的微處理器硬件知識和一定的軟件編程技術(shù)才能正確判斷故障的原因，并迅速排除。

　　雖然利用自診斷程序可以進行故障的定位，但是，任何診斷程序都要在一定的環(huán)境下運行，如電源、微處理器工作正常等環(huán)境。當系統(tǒng)的故障已經(jīng)破壞了這個環(huán)境，自診斷程序本身都無法運行時，診斷故障自然就無能為力了;另外，診斷程序所列出的結(jié)果有時并不是惟一的，不能定位在哪一具體部位或芯片上。因此，必要時還應(yīng)輔以人工診斷才能奏效。下面介紹一些診斷故障的基本方法。

　　1.敲擊與手壓法

　　儀表使用時，經(jīng)常會遇到儀表運行時好時壞的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象大多數(shù)是由于接觸不良或虛焊造成的，對于這種情況可以采用“敲擊與手壓法”。

　　所謂敲擊，就是對可能產(chǎn)生故障的部位，通過橡皮榔頭或其他敲擊物輕輕敲打插件板或部件，看看是否會引起出錯或停機故障。所謂手壓，就是在故障出現(xiàn)時，關(guān)上電源后，對插接的部件和插頭插座重新用手壓牢，再開機試試是否會消除故障。如果發(fā)現(xiàn)敲打一下機殼正常，最好先將所有接插頭重新插牢再試;如果手壓后儀表正常，則將所壓部件或插頭的接觸故障排除后再試;若上述方法仍不成功，則選用其他辦法。

　　2. 利用感覺法

　　這種方法是利用視覺、嗅覺和觸覺發(fā)現(xiàn)故障并確定故障的部位。某些時候，損壞了的元器件會變色、起泡或出現(xiàn)燒焦的斑點;燒壞的器件會產(chǎn)生一些特殊的氣味;出故障的芯片會變得很燙。

　　另外，有時用肉眼也可以觀察到虛焊或脫焊處。

　　3. 拔插法

　　所謂“拔插法”，是通過拔插智能儀表機內(nèi)一些插件板、器件來判斷故障原因的方法。如果拔除某一插件或器件后，儀表恢復(fù)正常，則就說明故障發(fā)生在這里。

　　4. 元器件交換試探法

　　這種方法要求有兩臺同型號的儀表或有足夠的備件。將一個好的備品與故障機上的同一元器件進行替換，查看故障是否消除，以找出故障器件或故障插件板。

　　5. 信號對比法

　　這種方法也要求有兩臺同型號的儀表，其中有一臺必須是正常運行的。使用這種方法還要具備必要的設(shè)備，例如，萬用表、示波器等。按比較的性質(zhì)可將其分為電壓比較、波形比較、靜態(tài)電阻比較、輸出結(jié)果比較、電流比較等。

　　具體的做法是：讓有故障的儀表和正常的儀表在相同情況下運行，而后檢測一些點的信號，再比較所測的兩組信號。若有不同，則可以斷定故障出在這里。

　　這種方法要求維修人員具有相當?shù)闹R和技能。

　　6. 升降溫法

　　有時，儀表工作時間較長或在夏季工作環(huán)境溫度較高時就會出現(xiàn)故障。關(guān)機檢查時正常，停一段時間再開機也正常，但是過一會兒又出現(xiàn)故障，這種故障是由于個別集成電路或元器件性能差，高溫特性參數(shù)達不到指標要求所致。為了找出故障原因，可以采用升降溫方法。

　　所謂降溫，就是在故障出現(xiàn)時，用棉簽將無水乙醇在可能出故障的部位抹擦，使其降溫，觀察故障是否消除。所謂升溫，就是人為地把環(huán)境溫度升高，比如將加熱的電烙鐵靠近有疑點的部位(注意，切不可將溫度升得太高以致?lián)p壞正常器件)，試看故障是否出現(xiàn)。

　　7. 騎肩法

　　“騎肩法”也稱“并聯(lián)法”。把一塊好的集成電路芯片安裝在要檢查的芯片之上，或者把好的元器件(電阻、電容、二極管、三極管等)與要檢查的元器件并聯(lián)，保持良好的接觸。如果故障出自于器件內(nèi)部開路或接觸不良等原因，則采用這種方法可以排除。

　　8. 電容旁路法

　　當某一電路產(chǎn)生比較奇怪的現(xiàn)象，例如顯示器上顯示混亂時，可以用“電容旁路法”確定有問題的電路部分。例如，將電容跨接在集成電路的電源和地端;將晶體管電路跨接在基極輸入端或集電極輸出端，觀察對故障現(xiàn)象的影響。如果電容旁路輸入端無效，而旁路它的輸出端時，故障現(xiàn)象消失，則問題就出現(xiàn)在這一級電路中。