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电学计量仪器校准的故障怎样进行分析

2021-11-13 10:33:10

  基于欧姆定律、法拉第定律和麦克斯韦电磁理论,电磁仪器和测量仪器可以应用于实际生产、生活和科学研究中。电磁测量仪器可分为两部分,即电测量仪器和磁测量仪器。与后者相比,前者具有发现和研究早、检测技术成熟、准确率高、应用广泛的特点。但在实际使用中,经常会出现因使用不当、测试环境恶劣、自然老化等人为或自然因素导致测量仪器测量数据不准确的现象。严重时甚至会导致仪器损坏和报废。因此,我们讨论了广泛使用的电气测量仪器的常见故障,并总结了相应的故障排除方法。


  1电气测量仪表常见故障及原因


  电气测量仪器主要包括以下几类:DC仪器、交流仪器、电气测量仪器、便携式电气仪器、安装式电表、无线电测试仪器和仪器校准等。电气测量仪表种类繁多,以交流电气、电气测量仪表、无线电测试仪表为例,有代表性地总结电气测量仪表的常见故障及原因。


  1.1无线电测试仪器


  具代表性的无线电测试仪器是无线电综合测试仪,可用作频率计、功率计、调制计、信噪比计、数字电压表、示波器和频谱分析仪。由于采用大规模集成电路和微机控制测量数据,常见故障往往是一般故障,如保险丝熔断、电源线接触不良等。这将不再描述。这里,我们只讨论集成电路的常见问题。集成电路中可能会出现某些现象,如某处电路铜箔出现轻微裂纹、铝电解电容器发热、驱动继电器晶体管损坏、高通滤波电容爆裂、电路电压不升高、峰值保持电路保持特性差等。这些问题往往容易导致整个仪表系统的异常运行或根本不运行。


  1.2电气测量仪器


  电气测量仪器包括万用表、示波器、应变仪、电压电流断路测试仪和钳形电流表等。万用表是一种综合仪器,可以测量交流或DC电压,以及元件的电阻、晶体管的一般参数和放大器的增益。万用表转换开关的接线比较复杂,接线之间经常出现故障。如果分流电阻焊接不良或短路,DC电阻读数有时会过大或过小。烧毁、所选开关接触不良或附加电阻脱焊会导致某一范围的电压回路被阻塞,而其他范围正常。


  1.3交流电气等级


  在日常生活中,我们经常使用交流,相应的交流测量仪表也很常见,如三相调压器、交流耐压测试仪、三相交流仪表校准表和数字工频表等。交流耐压测试仪主要用于测量各种电机、电器、仪表及家用电器和高压系统的安全耐压和泄漏电流。测试过程中,随着电压的升高,电压略有升高和变化,电流急剧增大,产生电压谐振。在这种情况下,仪器很可能被测试样品刺穿。一方面,它会损坏被测样品。另一方面,电流的浪涌会导致电压互感器(PT)燃烧爆炸。测试设备的部件将被损坏,整个仪器将无法使用。


  从以上三类电气测量仪表常见故障的分析可知,测量仪表设备的测试原理和结构特点是造成不同类型故障的主要原因。有些故障是由于自身测试过程不稳定造成的,有些则是由于测量仪器结构设计复杂造成的。因此,维修人员应不断积累每种测量仪器设备的测试原理和结构知识,以便准确判断和排除故障。


  2排除方法和流程


  2.1调查和观察故障现象


  维修时,维修人员应首先询问用户仪器设备在什么情况下出现故障,包括操作人员的熟练程度,故障发生时会出现什么样的现象,如烧焦味、异常噪音等。以及仪器所处的环境是否有强磁场等。仔细询问故障的每一个细节,做好详细的记录,是下一次维修的关键,可以有效降低误判的概率,提高维修的准确性和效率。


  在了解故障的全过程后,维修人员应亲自观察仪器设备的损坏情况。按照从外到内,从简单到复杂的原则。主要有两种取法。首先观察测量仪器设备的外观,主要包括电源线的接触情况,各个按钮或旋钮的损坏情况等。如果外观上看不到明显的故障点,则需要简单地拆卸测量仪器设备,仔细观察内部部件是否有明显损坏。二是通电观察,故障后,很多情况下,测量仪器设备的一些功能仍然可以实现。因此,在上电的情况下,要仔细调试仪器,查找可能的故障点。仪器设备的操作细节要特别注意,往往是快速准确查找故障点的关键。


  2.2分析故障原因


  经过故障现象的调查,我们基本上可以确定发生了什么样的故障。


  采用区域划分法,逐步缩小破坏范围,直至找到故障位置。


  若维修人员熟悉仪器测试原理与结构时,则可以进一步借助检修工具逐个排除故障。而在不熟悉仪器设备原理与结构时,则需要借助仪器设备的说明书或与生产厂家的技术人员进行了解。在详细、系统的了解清楚计量仪器设备情况之后,进行综合系统分析及研究,作出正确、准确的判断。


  2.3 排除故障


  通过前两步的工作,按照故障发生点的不同及仪器设备元件损坏的严重程度,可以进行调节或更换,从而使仪器设备正常运行。对于损坏元件要详细了解其参数,为下一步选择更换件做准备。更换元件的规格大小要尽量的与原件保持一致。在不得已的情况下,更换元件的参数也要求与原件参数相似。在某些特殊情况下还可以选择规格更大的,这则依赖于维修人员对仪器设备运行原理及结构的深刻理解,整体把握元件对机器的影响。


  3 故障检测和排除时的注意事项


  拆卸计量仪器设备时,不可强行蛮力拆卸,以免损坏仪器及破坏外观,尤其是保护性装置,要轻缓拆卸。


  更换的损坏元件、拆开的电线及机械部件,要做好相应的标记,以便更换后快速的恢复原样。


  故障检测及排除是在仪器设备非正常情况下进行,在通电检查时需要注意电源处及变压器部位,不要触碰到,以免发生触电事故。


  在更换晶体管和电容元件时,要准确、准点的焊接牢固。


  计量仪器设备在长期的使用过程中,会积沉灰尘,小颗粒等杂物,在维修完毕后,要清理计量仪器内部和外部的沉积物。


  维修好之后,清理机器掉落的小物件,如线头、焊锡及螺丝等,以防止安全隐患的存在。


  4 面临的问题及展望


  随着科学技术的发展,涌现出多种新型的电学计量技术,如电学量子计量技术、数字化测量技术、等效模拟技术、虚拟仪表技术等。一方面,新技术的应用能够更为高效、简便、准确的测量所需要的数据。另一方面,对计量仪器维修人员也提出了更高的要求。维修人员要不断的学习了解新仪器的应用特性。


  此外,随着电学计量仪器向便携式发展,越来越多的仪器需现场维修,也就要求维修人员有扎实的技术知识及丰富的经验。


  总之,维修工作是一个逐步积累和不断学习的过程,维修人员只有端正态度、坚持学习与实践才能在工作中得心应手。


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