电路板故障检测设备测试案例
基于Simulink的测试电路故障分析
基于 Simulink的测试电路故障分析摘要：测试系统电路发生故障后，依靠传统经验进行故障排查，耗时且难做到全面、一致。
采用Simulink构建电路模型，进行仿真分析，结合实际验证，找出故障原因，进而提出改进方法，为后续构建测试系统模型、故障分析奠定基础。
关键词：故障；电路模型；仿真1引言当产品测试出现故障时，不得不依赖技术人员进行故障分析排查，不仅消耗技术人员大量精力的和时间（问题排查少则一两天，多则上月），有时由于假象的缘故，可能导致故障排查方向发生偏离，使得故障排查成为制约产品研制生产进度的瓶颈。
寻找行之有效的方法，为解决产品研制生产过程中电气故障排查缓慢、不全面的问题，开展测试系统电气仿真设计成为一条可行之路。
目前，机械结构虚拟样机已经成熟，但是相较结构仿真设计，电气建模仿真设计工作进展缓慢，为此本文以测试系统某开关电路故障为案例，以MATLAB自带的Simulink仿真模块为平台，构建电路仿真模型，对电路原理进行仿真、验证，对电路缺陷进行分析，模拟可能出现的故障模式，并为后续构建测试系统电气虚拟样机奠定实践基础。
2测试系统典型开关电路测试系统作为产品检测的重要设备，集成手动/自动控制两种控制模式，涵盖供电转换、信号转换、状态转换、通信、信号处理等功能，系统中各组合大量使用机械开关、继电器等机械元器件。
机械开关利用簧片触点的吸合、分离实现电路通断，在开关触点吸合和分离过程中必然产生电弧现象，该特性不仅影响开关的使用寿命，特别是触点、簧片寿命，动作过程中产生的电弧现象同样会对开关前后级电路造成影响，轻则信号异常，增大电路中的干扰，造成测试系统对产品性能的误判，重则造成电路损坏。
现以某开关电路滤波钽电容烧毁的情况为例，以此开展电路仿真建模、分析，原理见图1。
图1 某测试开关电路原理如图1所示，该电路采用按钮开关（机械开关）S2控制外部DC/DC提供的24V直流电源，实现电路供电。
为消除开关触点吸合、断开产生的电弧现象对开关电路后级电路的干扰，电路在开关后级设计低通滤波电路，外部输入的24V直流电源在经过开关S2后，固体钽电容C1和瓷片电容C2进行滤波（1kHz-100MHz）后对后级的光耦TLP521-4和驱动器ULN2003ADJ供电，当外部检测信号控制光耦前级二极管导通时，光耦后级三极管导通，输出控制信号；控制信号由驱动器ULN2003ADJ驱动输出，进一步驱动后续电路。
设备故障的分析与诊断方法
经验诊断法
根据维修人员的经验，通过触 摸、听声、观察等方式对设备 进行诊断，判断设备是否存在 故障。
现代诊断法
利用现代科技手段，如振动分 析、红外线检测、超声波检测 等，对设备进行全面检测和诊
断。
02
设备故障分析方法
故障模式分析
总结词
故障模式分析是一种通过研究设备故障的表现形式，找出故障发生的原因和机理的分析 方法。
案例三：工业设备的故障诊断与修复
总结词
工业设备的故障通常表现为生产线停滞、设备效率降 低、能源消耗增加等。
详细描述
对于工业设备的故障诊断，可以采用生产流程分析、 能源消耗分析、设备性能测试等方法。通过这些方法 ，可以检测到工业设备的异常，并确定故障的具体位 置和原因。在修复故障时，可能需要调整工艺参数、 更换损坏的部件或进行设备大修。
实时监测与预警
实时监测设备状态
01
通过实时监测设备的运行参数和状态，及时发现异常情况并进
行处理。
预警系统
02
设置预警阈值，当设备运行参数超过预设的阈值时，预警系统
会及时发出警报，提醒工作人员进行处理。
在线专家诊断系统
03
利用在线专家诊断系统，对设备故障进行快速准确的诊断，提
供针对性的维护建议和解决方案。
基于知识的诊断方法
总结词
基于专家经验和知识的方法，通过专家系统 、模糊逻辑等技术进行故障诊断。
详细描述
基于知识的诊断方法利用专家经验和知识， 通过专家系统、模糊逻辑等技术进行故障诊 断。这种方法需要建立知识库和推理机制， 能够根据设备的历史运行情况和专家的经验 进行故障诊断，具有较高的智能化水平。
03
设备故障诊断方法
基于模型的诊断方法
电子设备电路板故障诊断技术
电子设备电路板故障诊断技术
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论 述 ７电子设备电 路板故 障诊断技术 的概况 和发堤 裁景 ，结合航 天 测控公 司 “ 华信 也子诊所 ” 系列 产品 ＨＴ Ｄ ８０ Ｅ Ｓ ００也子 备 也路 扳维修测 试 ｓ诊断 系统 ，介绍 ７电路板故 障诊断技 术及应 用，该 系统综合 了先进的 测试ｓ 故障诊舐 技术 ．适甩于 电子设备 尤其是
修 保 障 也产 生 了测 试 流 程 复 杂 、 供数 据和 信息 ，因此研 究 电子设 对 其状 态 特征 进 行分析 ．判断某
测试 时间长 、 维修保 障 困难 、 维修 备 尤 其是 电路 板 故 障 诊 断技 术 些 故 障 的存在 ．或预测 故 障发 生 费 用高 等诸 多 问题 ．这些 问题 严 将研 究成 果产 品化 推 广应用 ，具 的 时间 。维修 是 为使 设备 保持 或
特 别是 数字 技术及 各 种超 大规 模 保 障 中应 用 现 代 故 障诊 断技 术 集成 电路 的 广泛应 用 ．电子装备 可 以提 高系统 的可 靠性 、有效 性
尤 其是 军用 电子 装备 结构 越来 越 保 障设备 发挥 最大 设计 能力 ，延 确 定故 障 的方位 ．预示 故 障的发
进行 测试 诊 断 将 故 障隔离 定位
技 术是 近年 来随 着 电子计 算机技 在 工业 、 发 电等 方 面 占有 某种 核 术 、现代 测试 技术 和人 工 智能技 优 势 术 的迅 速发展 而 发展 起来 的一种
我 国虽然 对故 障诊 断技 术 的
到发生故障的最小可更换单元 （ 如
备 通过 测试 来检 查 和识 别设 备 制 中提 出了 明确 的测 试 性 要 求 及 零部件 的 实时技 术状 态 对其 制定 了《 装备 测试 性 大纲 》ＧＪ 一 （ Ｂ
装甲车辆火控系统电路板故障检测系统的设计
故障 统计信息和 维修经验相 对较少, 维修保障 的难度 更大。 因此, 研究通用性和实用性较强的元件级电路诊断维修系统 十分必要。 电子设计自动化 (EDA ) 技术是 现代电 子系统 设计的主 要工具和开发平台, 其中的电路仿真分析工具是一个功能强 大的计算机仿真分析软件, 能在计算机上提供一个与电子实
引 言
电子技 术的 快速发 展, 使装 甲车 辆的 电子 系统 日趋 复 杂, 更新速度不断加快, 电子电路维修保障的难度越来越大。 为此, 各研制和使用单位相继引进和开发了一些电子系 统的 故障诊断设备, 用于电子装备 的维修保障 [123 ]。 目前, 用于装 甲车辆电子 电路维修保 障的设备已 能将故障定 位到部件 和 电路板, 但元件级的故障检测主要还是靠人工、 凭经验, 维修 质量难以保证。 特别是对一些投入使用不久的新装备, 由于
验室相似的环境, 可使用户在计算机上完成电路的原理图输
入、 功能仿真 、 特性测试、 故障设置和响 应分析等[ 4]。 考 虑到 这些特点能为装备电路的故障模拟、 测试诊断和维修仿真提 供有 力的支持, 本系统以 某型坦克为 研究对象, 率先 将电子
收稿日期: 2 00 62 0 1220 作者 简介: 许 军 (1 96 12 ) , 女, 辽宁沈 阳人, 教授, 主 要从 事检测技术和电路故障诊断等方面的研究。
Abstra ct: A cco rding to the m ain tain actua lit ie s of the arm o red vehic les f ire cont rol system circu it, the p ro ject app lied EDA sim ula t ion and ana lysis techno logies into fault diagno sis of arm o red vehic les f ire con 2 . The sys tem firs tly built a fault s da taba se and co rre sponding diagnos is t rol sys tem circuit fo r the first t im e m ethods of p rim ary circuit s, rea lized virtua l fault s exam inat ion of a rm o red veh icle s fire cont rol sys tem cir 2 cuit com ponent in PC p la tfo rm 1Second ly an auto 2exam inat ion hardw a re device is deve loped, w h ich can ex 2 am ine d ifferen t circuit boa rds th rough one general s lot. T he system rea lized fault s diagno sis and m ainte 2 nance of m odules and circu its fo r arm ored vehicles fire cont rol syst em c ircu it. The sys tem is exp an sib le and reu sab le, subs tant ial ly short s the repa ir t i m e, and effec tively enhances the m ain tenance efficiency and qua lity of a rm am en ts’circuit. Key words: a rm ored veh icle s, fire con tro l sys tem , circuit fault diagnos is, EDA sim ulat ion
检测电路板短路方法
检测电路板短路方法
电路板在使用过程中可能会出现短路现象，短路会对设备造成严重的损坏甚至引发火灾等安全事故。
因此，及时检测电路板的短路情况是非常必要的。
下面介绍几种常用的检测电路板短路的方法：
1. 使用万用表：将万用表的电阻档位调至最小，用两个探针分别接触电路板上的两个接点，如果电阻值很小或者为零，就说明该电路板存在短路现象。
2. 使用绝缘测试仪：绝缘测试仪可以检测电路板是否存在漏电现象，其原理是在电路板上加上一个高压电源，然后观察是否有漏电流产生。
如果存在漏电现象，就说明电路板存在短路。
3. 使用热成像仪：热成像仪可以检测电路板是否存在过热现象，原理是通过红外线检测电路板的温度分布情况。
如果电路板某个区域温度比周围高出很多，就说明该区域存在短路或其他故障。
4. 使用示波器：示波器可以检测电路板是否存在干扰信号，如果存在干扰信号，就说明电路板存在短路或其他故障。
总之，选择适合的方法检测电路板短路问题，可以有效避免电路板故障对设备造成的损失。
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PCB的CAF测试失效分析案例
PCB的CAF测试失效分析案例陈志新【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2016(024)011【总页数】4页(P67-70)【作者】陈志新【作者单位】奥士康科技股份有限公司，湖南益阳 413000【正文语种】中文CAF是指印制电路板（PCB）内部在电场作用下，跨越非金属基材而迁移传输的导电性金属盐构成的电化学迁移。
它通常发生在PCB基材中沿玻璃纤维到树脂界面上，从而导致两个相邻的导体之间绝缘性能下降甚至造成短路，是PCB产生故障的一个重大潜在危险的根源。
耐CAF测试是指在恒温85 ℃±2 ℃，恒湿85±3%，偏压（50～100）VDC的条件下，测试循环时间1 000 h，检测产品的信赖性。
我司在认证一款考试板时，其考试项目耐CAF 500 h的能力测试，当测试到第144 h时，X-9、X-10模块发生NG（绝缘电阻要求107 MΩ以上）实际绝缘电阻只有105 MΩ左右。
针对上述耐CAF测试问题进行分析解剖，找出真因，然后制定改善措施予以攻克。
2.1 试样和测试结果CAF测试样品如图1，耐CAF测试模块结果见表1。
耐CAF测试4 PCS，只发现X-9、X-10模块测试结果严重异常Fail，X-08模块有变坏的迹象，其它模块均Pass。
耐CAF测试4 PCS样品中，发现有X-9模块在测试48 h后发生异常，且随着测试时间的推移越来越严重。
X-10模块在测试不久就有异常发生，持续至244 h后恢复稳定状态。
X-8模块在测试至400 h左右时有所变坏迹象。
2.2 分析测试2#板X-9模块不合格区结果（1）在X-Ray及强光透射与结合60倍镜下清晰可见两孔间内层有微小细线相连[图2（a）]；（2）切片分析孔壁灯芯超标129.79 μm[图2（b）]，并清晰可见玻纤处孔壁两端分别有条78.74 μm的空洞（内有残铜）；（3）切片分析孔壁发现有一个6.3×254 μm的怪异现象，并非铜瘤，且两端均有一个细小的洞穴，形似环型战壕，壕沟中的铜离子却神奇般地从洞穴中消失，且另一孔壁铜层部分有增厚迹[图2（c）（d）]。
医疗设备故障维修案例及分析
一、监护仪故障维修症状:监护仪监测心电、呼吸波形异常，无生理意义，甚至不出波形。
分析:在心电监护中，与患者身体相接触的电极片与导线是心电监护仪采集信号的媒介。
通常情况下，人体心电信号的幅值约为10μV~5mV，若电极片与患者皮肤或电极片与电极片接触不良，会导致所测心电信号被严重干扰，使得波形失真，严重影响医学判断。
临床医护人员在连接监护仪前习惯性用酒精擦拭患者皮肤，清楚皮肤表面油脂及污垢。
医用酒精浓度较高、吸水性强，会从表皮中吸取大量水分，导致表皮脱水，使得表皮与电极片之间的阻抗变大，造成监护仪检测信号波形过小甚至失真。
该故障现象多见于老年患者。
老年患者皮肤汗腺萎缩，含水量下降，皮肤在失水后补充困难。
该现象在冬季尤为明显。
医院冬季使用空调系统取暖，室内湿度相对较低，加速患者体表水分的蒸发。
另外，究竟可能与电极片上的导电胶发生化学反应，影响导电性能。
修复:建议临床医护人员在使用酒精或肥皂水对皮肤进行清理后，再用清水对酒精擦拭出进行清洗，既可以清除残余酒精成分又能适当补充水分，滋润皮肤，减少因皮肤干燥造成的信号干扰。
监护仪监测血氧指套脱落，但仍旧显示血氧波形及数值。
分析:血氧探头使用时间过长，内部光电二极管老化，对接收到的光信号不能正确检测。
修复:血氧探头检测的准确度随着其使用时间的延长而降低，在维护监护仪过程中，发现血氧探头性能下降或出现故障，应及时维修或更换。
症状:监护仪正常开机，能正确检测病人心电等参数，但机器时常发出很响的噪声，影响病人休息。
分析:监护仪能准确检测心电等参数，说明监护仪运行正常。
在运行一段时间后，发现监护仪机体发热，说明机器在运行过程中散热不良。
修复:观察内部机箱几及各个出风口，将堆积是我灰尘用鼓风机或吸尘器清除，使散热的风道畅通。
清理后重新开机，噪声有所减少，但仍有噪声，仔细判断发生来源，初步判定是风扇运转时发出的噪音。
将风扇单独拆下来，发现风扇已经使用多年，堆积了很多灰尘且叶片老化。
电路板焊接质量检查方法
电路板焊接质量检查方法电路板焊接后，需要对其进行质量检查。
目前对电路板焊接质量的检查方法有目视法、红外探测法、X光透视法、在线测试法等。
在这几种方法中，最经济常用的是目视法，经济方便、简单可行。
其它几种方法需一定的设备支持投资较大，但检查可靠性高。
1.目视法目视法靠人的眼睛直接观察焊点表面的焊接情况，可检查出润湿性不良、焊锡量不适宜、焊盘脱落、桥接、小锡球溅出、焊点无光泽以及漏焊等焊接缺陷。
目视法最简易的工具是放大镜，一般使用带灯的5~10倍固定式放大镜。
它完全适用于密度不高的电路板焊接的检查。
这种工具的缺点是检查人员易疲劳，而较好的目视检查仪器是摄像式屏幕显示检查仪，它的放大倍数可调，最多可达80~90倍。
它通过CCD把板子的焊接部位显示在屏幕上，人们可以像看电视一样观察屏幕。
较高档次的检查仪可在两个方向自动移动电路板焊接，也可自动定位实现对关键部位的检查。
2.红外探测法红外探测法利用红外光束向电路板焊接焊点辐射热量，再检测焊点热量释放曲线是否正常，从而判别该焊点内部是否有空洞，达到间接检查焊接质量的目的。
这种检查方法适合于大批量、自动焊接，且焊盘一致性好、元器件体积差别不大的情况。
否则，其它因素对于焊点散热特性影响太大.误检率就会增大。
由于这种检测方法受到的限制条件较多，毕竟任何一种电路板焊接的焊点大小都会有差别。
因此，在电子产品检测中应用较少。
3.X光透视法X光透视法利用X光透过焊料的能力没有透过铜、硅、FR一4等材料的能力强的特点来显示焊接厚度、形状及质量的密度分布等，这种检测方法适用于看不到的焊点(即隐性焊接)。
它将待测电路板焊接置于X光的通道中，在显示屏上可以看出焊点焊料阻碍X光通过所形成的焊点轮廓。
4.在线测试法在线测试法是用在线测试仪实现的，它通过测试仪上称作“针床”的信号连接部件把电路板焊接上的测试点与测试仪连通。
可以检查电路板焊接的开路、短路及故障元件，也可检查元件的功能，如电阻电容的数值、晶体管的极性等。