航天測控電子設備電路板故障診斷技術
隨著科學技術的快速發展,特別是數字技術及各種超大規模集成電路的廣泛應用,電子裝備尤其是軍用電子裝備結構越來越復雜,功能越來越完善,自動化程度也越來越高。雖然電子系統的性能得到提高,但是對測試和維修保障也產生了測試流程復雜、測試時間長、維修保障困難、維修費用高等諸多問題,這些問題嚴重影響了電子設備的完好性和壽命周期。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/85597.htm電路板故障診斷技術,可以快速、準確地對電子系統是否異常進行判斷,對于出現的故障進行快速定位,并將故障隔離到最小可更換單元。在電子設備維護保障中應用現代故障診斷技術,可以提高系統的可靠性、有效性,保障設備發揮最大設計能力,延長使用壽命,降低壽命周期費用;通過檢測監視、故障統計分析及性能評估等,為設備優化設計提供數據和信息,因此研究電子設備尤其是電路板故障診斷技術,將研究成果產品化推廣應用,具有廣闊的應用前景。
故障診斷技術的概況及發展前景
故障診斷是根據對被診斷對象測試所取得的有用信息進行分析處理,判斷被診斷對象的狀態是否處于異常狀態或故障狀態,確定故障的方位,預示故障的發生。早期的故障診斷是依據人對被診斷對象的感覺、聽覺、觸覺等感官和以往積累的相關經驗,對其狀態特征進行分析,判斷某些故障的存在,或預測故障發生的時間。維修是為使設備保持或恢復到規定狀態所進行的全部活動,即不僅包括設備在使用過程中發生故障(損壞)時進行修復,以恢復其規定狀態的修復性維修,而且還包括在故障(損壞)前,預防故障以保持規定狀態所進行的預防性維修活動。近年來,數字技術和超大規模集成電路廣泛應用于功能電路板的設計中,電子設備的功能和結構也越來越復雜,因此對其的測試工作量大,對檢測的質量要求高,一般情況下很難依靠人的感官和經驗把故障因素檢查出來。現代故障診斷技術是近年來隨著電子計算機技術、現代測試技術和人工智能技術的迅速發展而發展起來的一種新技術,是指應用現代化儀器設備和計算機系統等高新技術設備,通過測試來檢查和識別設備及零部件的實時技術狀態,對其進行科學的診斷。應用故障診斷技術對設備進行測試和診斷,可以及時發現設備的故障和預防惡性事故的發生,從而避免出現重大損失。
美國是對故障診斷技術進行系統研究最早的國家之一,1961年美國開始執行阿波羅計劃后,出現了一系列設備故障,促使1967年在美國航天局(NASA)倡導下,由美國海軍研究室(ONR)主持美國機械故障預防小組(MFPG),積極從事故障診斷技術的研究和開發。美國作為世界頭號軍事強國,非常重視軍事武器裝備的后勤補給和維護保障,由于武器系統越來越復雜,裝備設計越來越多地考慮保障問題,以確保維修工作能簡單有效地進行,使裝備能時刻保持可用狀態,因此各種類型的故障診斷和維修專家系統已用于美國F-15戰斗機、B-1B轟炸機、海軍艦艇、陸軍軍械裝置等現役武器裝備的故障診斷和維修中。目前美國在航空、航天、核工業以及軍事部門中診斷技術占有領先地位。歐洲一些國家在設備診斷技術方面也有很大進展,如英國從60年代末70年代初開始診斷技術的開發研究,在工業、核發電等方面占有某種優勢。
我國雖然對故障診斷技術的研究起步較晚,但近年來得到迅速發展。在重要系統和裝備的研制中提出了明確的測試性要求,制定了《裝備測試性大綱》(GJB-2547-95)、《測試與診斷術語》(GJB-3385-98)等國家軍用標準。國內軍用測試系統,也隨著軍用設備對測試診斷技術的要求逐步開展研究。目前國內對裝備的故障診斷技術,尤其是電路板級故障診斷技術的研究有了較大的進展。
北京航天測控技術開發公司在自動測試、故障診斷技術研究和相關產品開發方面取得了較大的成績,開發出了具有自主知識產權的“華佗電子診所”系列產品,包括HTEDS8000電子設備電路板維修測試與診斷系統、Fault Doctor故障診斷軟件平臺等產品,該產品綜合應用了先進的測試與故障診斷技術,適于電子設備尤其是軍用武器電子裝備的板級維修測試及綜合保障,在海軍、空軍、二炮等軍兵種進行了推廣應用。
電路板故障診斷系統實現
為了實現電路板測試與診斷,故障診斷系統一般應具有電路板功能檢測、激勵信號生成、信號測試與采集、信息管理和數據分析等系統功能,可對各類型電路板進行測試診斷,將故障隔離定位到發生故障的最小可更換單元(如元器件)。
北京航天測控技術開發公司自主開發的HTEDS8000 電子設備電路板維修測試與診斷系統基于VXI總線構架,具有開放式、模塊化、易擴展的結構特點。系統主要任務是通過建立的系統硬件平臺,達到模擬電路板實際工作環境,完成被測板診斷信息獲取,經過診斷程序的分析、判斷確定故障位置,完成故障診斷的目的。系統主控計算機軟件通過標準接口軟件實現對VXI總線儀器和IEEE488接口儀器的控制,產生仿真測試所需的激勵,通過通用信號轉接箱和專用適配器加載至被測板邊緣連接器的相應端子,同時獲取相應的響應數據,通過診斷軟件的分析、判斷,完成故障定位。
評論