Реферат поиск неисправностей. 1. Поиск неисправностей. 1. Основные концепции поиска неисправностей
 Скачать 62.51 Kb.
|
 1. Основные концепции поиска неисправностей: 1) Действие не должно наносить вреда исследуемому устройству. 2) Действие должно приводить к прогнозируемому результату: в движении гипотезы о неисправности (блока, модуля, элемента) подтверждение или опровержение выдвинутой гипотезы как следствие локализация неисправности. 3) Необходимо различать вероятную неисправность и подтвержденную (обнаруженную), выдвинутую гипотезу и подтвержденную гипотезу. 4) Необходимо адекватно оценивать ремонтопригодность изделия. 5) Например, платы с элементами в корпусе BGA имеют низкую ремонтопригодность, в следствии невозможности или ограниченной возможности применения основных методов диагностики. 6) Нужно адекватно оценивать выгодность и необходимость ремонта. Зачастую ремонт невыгоден с точки зрения затрат, но необходим с точки зрения отработки технологии, изучения изделия. 2. Выяснение истории появления неисправностей 2.1 Суть метода История появления неисправности может рассказать о локализации неисправности, например, какой модуль является источником неработоспособности системы, а какие модули вышли из строя вследствие первоначальной неисправности. Также, знание истории появления неисправности, позволяет сократить время тестирования устройства, повысить качество ремонта исправленного оборудования. Выяснение истории не является ли неисправность результатом внешнего воздействия, климатического (температура, влажность, давление, запыленность) или механического (удар, вибрация). 2.2 Возможности метода Метод позволяет оперативно выдвинуть гипотезу о локализации неисправности. Достоинства: - нет необходимости знать тонкости работы изделия; - сверхоперативность; - не требуется наличие документации; Недостатки: - необходимо получить информацию о событиях, растянутых во времени, при которых вы не присутствовали, неточность и недостоверность предоставляемой информации; - требуется подтверждение и уточнение другими методами, в некоторых случаях велика вероятность ошибки и неточность локализации. 2.3 Применение метода Если неисправность сначала проявляется редко, а затем все чаще (в течении недели или нескольких лет), то скорее всего неисправен электролитический конденсатор, силовой полупроводниковый элемент, чрезвычайные, перегрев который приводит к ухудшению его характеристик. Если неисправность появилась в результате механического воздействия, то вполне вероятно ее определить внешним осмотром. Если неисправность появилась после каких-либо действий (модернизация, ремонт и т.д.), то следует обратить особое внимание на ту часть изделия в которой проводились действия. Если неисправность появляется после климатических воздействий (электромагнитных помех, бросков питающего напряжения), то необходимо проверить соответствие эксплуатационных характеристик изделия в целом и его компонентов условия эксплуатации. При необходимости принять соответствующие меры (изменение условий эксплуатации, изменение изделий в зависимости от задач и возможности). О локализации неисправности может помочь проявление неисправности на разных этапах ее развития. 3. Внешний осмотр 3.1 Суть метода Внешним осмотром зачастую пренебрегают, однако внешний осмотр позволяет локализовать порядка 50% неисправностей. Внешний осмотр в условиях производства и ремонта имеет свою специфику. 3.2 Возможности метода Метод позволяет сверхоперативно выяснить неисправность и локализовать ее с точностью до элемента при наличии внешнего проявления. 3.3 Достоинства и недостатки Достоинства: - сверхоперативность; - точная локализация; - требуется минимум оборудования; - не требуется наличие документации и наличие в минимальном кол-ве. Недостатки: - позволяет выявлять только неисправности, имеющие проявление во внешнем виде элементов и деталей изделия; - как правило требует разборки изделия его частей и блоков; - требуется опыт исполнителя. 3.4 Применение метода В условиях производства особое внимание необходимо уделять качеству монтажа. Качество монтажа включает в себя правильность размещения элементов на печатной плате, качество паянных соединений, целостность печатных проводников, отсутствие инородных включений в материал печатной платы, отсутствие замыканий, целостность изоляции на проводах, надежное крепление контактов в разъемах. В условиях ремонта следует выяснить, работало ли устройство когда-либо правильно. Если не работало (в случае заводского дефекта), то следует проверить качество монтажа. Если же устройство работало нормально, но вышло из строя, то следует обратить внимание на следы тепловых повреждений электронных элементов, печатных проводников, проводов, разъемов. Необходимо проверить целостность изоляции на проводах, трещины от времени эксплуатации, трещины в результате механического воздействия (падение), особенно в местах где проводники работают на изгиб. Особое внимание следует обратить на наличие загрязнений, пыли, вытекания электролита и запах. Осмотр печатного монтажа требует хорошего освещения и системы увеличения (микроскоп или увеличительное стекло). Как правило, замыкание между пайками и некачественные пайки видны только под определенным углом зрения и освещения. 4 Прозвонка 4.1 Суть метода При помощи амметра проверяется наличие необходимых связей и отсутствие лишних соединений (замыканий). 4.2 Возможности метода 1) Предупреждение неисправности при производстве, контроль качества монтажа. 2) Проверка гипотезы о наличии неисправности конкретной цепи 4.3 Достоинства и недостатки метода Достоинства: - простота; - не требуется высокая квалификация исполнителя; - высокая надежность; - точная локализация неисправности. Недостатки: - высокая трудоемкость; - ограничение при проверке модулей с установленными элементами и подключенных жгутов, элементов в составе схемы; - необходимость получить прямой доступ к контактам и элементам; 4.4 Применение метода 1) На практике достаточно проверить наличие необходимых связей. Отсутствие замыкания проверяется только по цепям питания. 2) Отсутствие лишних связей обеспечивается технологическими методами: - маркировка и нумерация проводов в жгуте; 3) Проверку на наличие лишних связей проводят в случае, когда есть подозрение на конкретные проводники или на наличие конструкторской ошибки. 4) Проводить проверку на наличие лишних связей трудоемко в связи с этим ее проводят как один из заключительных этапов, когда возможная область замыкания (например, нет сигнала в контрольной точке) локализована другими методами. Точно локализовать замыкание можно при помощи миллиомметра с точность до нескольких сантиметров. 5) Прозванивать необходимо по таблице прозвонки составленной на основании схемы электрической принципиальной (Э3). В этом случае исправляются возможные ошибки конструкторской документации и обеспечивается отсутствие ошибок в самой прозвонке. 5. Снятие рабочих характеристик 5.1 Суть метода При применении этого метода изделие включается в рабочих условиях или в условиях, имитирующих рабочие. Проверяют характеристики сравнивая их с необходимыми характеристиками исправного изделия или теоретически рассчитанными. Также возможно снятие характеристик отдельного блока модуля элемента. 5.2 Возможности метода 1) Позволяет оперативно диагностировать изделия в целом или отдельный блок. 2) Позволяет примерно оценить расположение неисправности и выявить функциональный блок работающий неправильно. 5.3 Достоинства и недостатки Достоинства: - достаточно высокая оперативность; - точность; - оценка изделия в целом. Недостатки: - необходимость специализированного оборудования; - необходимость стандартного оборудования; - необходимость достаточно высокой квалификации исполнителя; - необходимо знать принцип работы устройства, состав устройства, его блок-схему (для локализации неисправности). 5.4 Применение метода 1) Например, в телевизоре проверяют наличие изображение и его параметры, наличие звука и его параметры, энергопотребление, тепловыделение. По отклонению тех или иных параметров судят по исправности функциональных блоков. 6. Наблюдение прохождения сигналов по каскаду 6.1 Суть метода При помощи измерительных приборов (осциллограф, тестер, логический анализатор) наблюдает правильное распространения сигналов по каскадам и измеряемым устройствам. Для этого проводят измерения характеристики сигналов в контрольных точках. 6.2 Возможности метода 1) Оценка работоспособности изделия в целом. 2) Оценка работоспособности по каскадам и функциональным блокам. 6.3 Достоинства и недостатки Достоинства: - высокая точность локализации неисправности; - оценка состояния изделия в целом и по каскадам. Недостатки: - большая затрудненность оценки цепей с обратной связью; - необходимость высокой квалификации исполнителя; - трудоемкость; - неоднозначность результата при неправильном использовании. 6.4 Применение метода 1) В схемах с последовательным расположением каскадов, пропадание правильного сигнала в одной из контрольных точек говорит о возможной неисправности, либо выхода каскада, либо замыкания по входу, либо о неисправности связи. 2) В начале исключают встроенные источники сигналов (тактовые генераторы, датчики, модули питания) и последовательно находят узел, в котором сигнал не соответствует правильному, описанному в документации или определенному при помощи моделирования. 3) После проверки правильности функционирования встроенных источников сигналов на вход (или входы) подают испытательные сигналы и вновь контролируют правильность их распространения и преобразования. В ряде случаев для более эффективного применения метода требуется временная модификация схемы, т.е. если необходимо и возможен обрыв цепей обратной связи, разрыв цепей связи входа и выхода подозреваемых каскадом. 7 Сравнение с исправным блоком 7.1 Суть метода Суть данного метода заключается в том, что сравниваются различные характеристики, заведомо исправного изделия и неисправного (по отличиям внешнего вида, электрических сигналов, электрического сопротивления) судят о локализации неисправности. 7.2 Возможности метода 1) Оперативная диагностика в комбинации с другими методами. 2) Возможность ремонта без документации. 7.3 Достоинства и недостатки Достоинства: - оперативный поиск неисправности; - отсутствует необходимость использования документации; - исключает ошибки моделирования и документации. Недостатки: - необходимость в наличии исправного изделия; - необходимость комбинации с другими методами. 7.4 Применение метода Сравнение с исправным блоком – эффективный метод, т.к. документированы не все характеристики изделия и сигналы не во всех узлах схемы. Сначала сравнивают внешний вид, затем расположение элементов и конфигураций проводников на плате. Отличие в монтаже говорит о том, что конструктив изделия был изменен и вполне вероятно допущена ошибка, затем сравнивают различные электрические характеристики. Для сравнения электрических характеристик смотрят сигналы в различных точках схемы, работоспособность изделия в различных условиях в зависимости от характера проявления неисправности. 8. Моделирование 8.1 Суть метода Моделируется поведение исправного и неисправного устройства и на основе моделирования выдвигается гипотеза о возможной неисправности, затем гипотеза проверяется измерениями. Метод применяется в комплексе с другими методами для повышения их эффективности. 8.2 Возможности метода 1) Оперативное и адекватное выдвижение гипотезы о расположении неисправности. 2) Предварительная проверка гипотезы о расположении неисправности. 8.3 Достоинства и недостатки Достоинства: - возможность работать с исчезающими неисправностями; - адекватность оценки. Недостатки: - необходима высокая квалификация исполнителя; - необходима комбинация с другими методами. 8.4 Применение метода При устранении периодически появляющихся неисправностей необходимо применять моделирование для выяснения – мог ли, заменяя элемент провоцировать данную неисправность. Для моделирования необходимо представлять принципы работы оборудования. 9. Разбиение на функциональные блоки 9.1 Суть метода Для предварительной локализации неисправности целесообразно разбить устройство на функциональные блоки. Следует учитывать, что конструкторское разбиение на блоки не является эффективным с точки зрения диагностики, т.к. один конструктивный блок может содержать несколько функциональных блоков или один функциональный блок может быть конструктивно выполнен в виде нескольких функциональных модулей. С другой стороны, конструктивный блок проще заменить, что позволяет определить в каком конструктивном блоке находится неисправность. 9.2 Возможности метода 1) Позволяет оптимизировать применение других методов. 2) Позволяет быстро определить область расположения неисправности. 3) Позволяет работать со сложными неисправностями. 9.3 Достоинства и недостатки Достоинства: - ускоряет процесс поиска неисправности. Недостатки: - необходимо глубокое знание схемотехники изделия; - необходимо время для тщательного анализа прибора. 9.4 Применение метода Возможны 2 варианта: 1) Если изделие состоит из модулей (плат) и возможна их быстрая замена, то по очереди меняя блоки находят тот, при замене которого неисправность пропадает. 2) Анализируя документацию составляют функциональную схему устройства, на основе функциональной схемы моделируют (как правило мысленно) работу изделия и выдвигают гипотезу о расположении неисправности. 10. Временная модификация схемы 10.1 Суть метода Для исключения взаимного влияния и для устранения неоднозначности в измерениях иногда приходится изменить схему изделия (разорвать связи, подключить дополнительные связи, выпаивать или впаивать радиоэлементы). 10.2 Возможности метода 1) Локализация неисправности в цепях с обратной связью. 2) Точная локализация неисправности. 3) Исключение взаимного влияние элементов и цепей. 10.3 Достоинства и недостатки Достоинства: - позволяет уточнить расположение неисправности. Недостатки: - необходимость модифицировать схему; - необходимость знания тонкостей работы устройства. 10.4 Применение метода Частичное отключение цепей применяется в следующих случаях: 1) Когда цепи оказывают взаимное влияние, и неясно какая из них является причиной неисправности. 2) Когда неисправный блок может вывести из строя другие блоки. 3) Когда есть предположение, что неисправная цепь блокирует работу системы. Следует с особой осторожностью отключать цепи защиты и цепи с отрицательной обратной связью, т.к. их отключение может привести к выходу из строя изделия. Отключение цепей обратной связи может приводить к полному нарушению режима работы каскадов и в результате не дать желаемого результата. Размыкание цепей положительной обратной связи в генераторах приводит к срыву генерации, но позволяет снять характеристики каскадов. 11. Включение функционального блока вне системы в условиях, моделирующих систему 11.1 Суть метода Данный метод является комбинацией методов разбиения на функциональные блоки и снятие рабочих характеристик. При обнаружении неисправности блок проверяется вне системы, что позволяет либо сузить круг поиска (если блок исправен), либо локализовать неисправность в пределах блока (если блок неисправен). 11.2 Возможности метода 1) Проверка гипотезы о работоспособности той или иной части системы. 2) Возможность испытания и ремонта функционального блока без наличия системы Достоинства - необходимость собирать схему проекта 11.4 Применение метода При применении данного метода необходимо следить за корректностью создаваемых условия и применяемых тестов. Блоки могут плохо согласованы между собой на стадии разработки. 12. Предварительная проверка функциональных блоков 12.1 Суть метода Функциональный блок предварительно проверяется вне системы на специально изготовленном стенде (рабочем месте). При ремонте данный метод имеет смысл, если для блока требуется небольшое количество входных сигналов, иначе говоря, имитация системы не представляет сложности, например: это метод имеет смысл применять при ремонте блоков питания. 12.2 Возможности метода 1) Проверка гипотезы о работоспособности блок 2) Предупреждение возможных неисправностей при сборке больших систем. Достоинства: - Возможность проверки основных характеристик блока без внешних воздействий. - Возможность предварительной проверки блоков Недостатки: - Необходимо собирать схему проверки 12.3 Применение метода Широко применяется для профилактики систем в условиях производства. 13. Метод замены 13.1 Суть метода «Подозреваемый» блок заменяется на заведомо исправный и проверяется функционирование системы. По результатам проверки судят о правильности гипотезы в отношении неисправности. 13.2 Возможности метода Проверка гипотезы о исправности или неисправности блока или элемента. 13.3 Достоиства Достоинства: - Оперативность Недостатки : - Необходимость наличия блока для замены. 13.4 Применение метода Возможны несколько случаев: Когда поведение системы не изменилось, это означает, что гипотеза неверна Когда все неисправности устранены, значит неисправность локализована в заменённом блоке Когда исчезла часть дефектов, что может означать, что устранена только вторичная неисправность и исправный блок вновь выйдет из строя под воздействием первичного дефекта системы. В этом случае лучшим решением будет вновь поставить замененный блок и продолжить поиск неисправности с тем, чтобы устранить первую причину. Например, неисправность блока питания может привести к неудовлетворительной работе нескольких блоков, один из которых выйдет из строя в результате перенапряжения. 14. Проверка режима работы элемента. 14.1 Суть метода Сравнивают значения тока и напряжения в схеме с предположительно правильными. Их можно найти в документации, рассчитать при моделировании, измерить при исследовании исправного блока, на основании этого делают заключение о неисправности элемента. 14.2 Возможности метода Локализация неисправности с точностью до элемента 14.3 Достоинства и недостатки Достоинства - точность; Недостатки - трудоёмкость; - требуется высокая квалификация исполнителя; 14.4 Применение метода. 1) Проверяют правильность логических уровней цифровых схем (соответствие стандартам, а также сравнивают с обычными типичными уровнями) 2) Проверяют падение напряжения на диодах, резисторах (сравнивают с расчётными или со значениями в исправном блоке) 3) Измеряют напряжение и токи в контрольных точках. 15. Провоцирующие воздействия 15.1 Суть метода Повышение или понижение температуры, влажности, механических воздействий, использование подобных воздействий эффективно для обнаружения перемежающихся неисправностей (сбоев). 15.2 Возможности метода Обнаружение перемежающихся отказов 15.3 Достоинства и недостатки Достоинства; - в некоторых случаях достаточно воздействовать руками или монтажным инструментом; Недостатки - необходимо специальное оборудование; 15.4 Применение метода Как правило, следует начать с механического воздействия на элементы, печатный монтаж, внешние разъёмы, жгуты. Нагреть узел с помощью лампы накаливания или паяльника (без прикосновений). В более сложных случаях применяют специальные методы охлаждения и нагрева в климатических камерах. 16.Проверка температуры элемента. 16.1 Суть метода С помощью измерительного прибора оценивают температуру элемента. О температуре элемента можно судить и по косвенным признакам (цвет, запах). На основании этих данных делают вывод о возможной неисправности элемента. 16.2 Применение метода Сложность возникает при оценки высоковольтных цепей. Не всегда бывает понятно, находится ли элемент в штатном режиме или перегревается 17. Выполнение тестовых программ 17.1 Суть метода На работающей системе выполняется тестовая программа, которая взаимодействует с различными компонентами системы и предоставляет информацию о их отклике, либо система, под управлением тестовой программы, управляет периферийными устройствами и оператор наблюдает отклик периферийных устройств, либо тестовая программа позволяет наблюдать отклик периферийных устройств на тестовое воздействие (нажатие клавиши, реакция датчика температуры). 17.2 Возможности метода 17.3 Достоинства и недостатки Достоинства: - быстрая оценка по критерию «работает», «не работает»; Недостатки: - для исполнения тестовой программы ядро системы должно находится в исправном состоянии. 17.4 Применение метода Метод применим только для заключительного тестирования и устранения мелких недоработок. 18. Пошаговое исполнение команд. 18.1 Суть метода Применяя специальное оборудование микропроцессорную систему переводят в режим потактного (пошагового) исполнения инструкции (машинных кодов). При каждом шаге проверяют состояние шин. (данных, адресов, управления) и сравнивая с моделью и исправной системой делают выводы о работе узлов устройства. Этот метод можно классифицировать, как одну из разновидностей, метода исполнения тестовых программ, но применение метода возможно почти на неработоспособной системе. Достоинства: - возможна отладка почти неработающей системы - низкая стоимость необходимого оборудования Недостатки: - большая трудоёмкость - высокая квалификация исполнителя 18.3 Применение метода Метод очень эффективен для отладки МП систем на стадии разработки. 19. Тестовые сигнатуры. 19.1 Суть метода При помощи специального оборудования определяют состояние шин МП устройства в штатном режиме работы на каждом шаге программы (или тестовой программы) 19.2 Достоинства и недостатки Достоинства: - возможна отладка почти неработающей системы; Недостатки: - большая трудоёмкость - требуется высокая квалификация исполнителя 19.3 Применение метода Метод очень эффективен для отладки МП систем на стадии разработки. 20. «Выход на вход». 20.1 Суть метода Если система имеет выход (множество выходов) и имеют вход (множество входов) и вход\выход могут работать в дуплексном режиме, то возможна проверка системы в которой сигнал с выхода через внешние связи подаётся на вход. Анализируется наличие/отсутствие сигнала и по результатам анализа даётся оценка работоспособности соответствующих цепей. 20.2 Достоинства и недостатки Достоинства: -высокая скорость оценки работоспособности; - минимум доп.оборудования; Недостатки: - ограниченность применения 20.3 Применение метода Применяется для заключительной проверки систем управления 21. Типовые неисправности. 21.1 Суть метода На основании прошлого опыта конкретного изделия составляется список проявления неисправностей и соответствующего неисправного элемента. Метод основан на том, что в массовых изделиях имеются слабые места, недоработки, которые, как правило, приводят к выходу изделия из строя. Также к этому методу стоит отнести предположения о выходе того или иного элемента из строя на основании показателей надёжности. 21.2 Достоинства и недостатки. Достоинства: - высокая скорость; - средняя квалификация исполнителя; Недостатки - неприменим при отсутствии статистики неисправности; - требует подтверждения гипотезы другими методами 21.3 Применение метода. Применение метода возможно при наличии эксплуатационной документации. 22. Анализ влияния неисправности. 22.1 Суть метода На основании имеющийся информации о проявлении неисправностей и предпосылки о том, что все проявления вызваны одной неисправностью – проводят анализ устройства. В этом анализе строят «дерево» взаимных влияний блоков (узлов элементов) и находят блок (узел элемента) неисправность которого могла вызвать все (большинство) проявления. 22.2 Достоинства |