新型电子电位差计疑难故障的分析

新型电子电位差计疑难故障的分析王乐平（热力电室）摘要：随着科学的进步、社会的发展，我厂所用的仪表设备也更新换代，越来越多的新型仪表用于生产工作中。对于新型仪表所出现的问题和故障也是我们工作中要亟待解决的问题了，由于这些新型仪表制造商没有给电路图，因此，在处理疑难故障时给我们带来了很多的麻烦，这就要求我们能够快速的掌握和熟悉这些新型仪表的原理和常见的一些故障，以便我们在工作中快速处理这些问题。本文采用了黄金分割法等方法来分析电子电位差计的故障问题，使我们在工作中能快速判断和处理问题更加方便可用。关键词：新型仪表；疑难故障；黄金分割法一、概述随着时代的发展，科技的进步，越来越多的新型仪表应用到我厂的热处理安全生产监控当中，在我厂产品质量保证体系当中起着不可或缺的作用。但随着新技术的应用，老设备老仪表不断的更新，新的问题又提上了议事日程：这就是如何熟练掌握应用新型仪表，并且在出现故障时如何能及时加以排除。以保证仪表时时都处在完好的状态。近年来我国电子设备更新换代比较快，比如我们大家熟悉的电视机，从八十年代的电子管黑白电视机到晶体管黑白电视机，再到集成电路彩色电视机，再到现在的LED高清数字平板电视机，大体经过了四代更新。仪表也从八十年代开始经历了电子管仪表、晶体管仪表、集成电路仪表，到现在的数字化智能仪表四代。因此，尽快掌握这些新型设备，以便我们快速解决工作中所遇到的问题。二、我室的现状根据我室有关维修人员的情况，大部分维修人员都能比较熟练地掌握应用新型仪表，并且可以根据国家有关检定规程【JJG74-2005】的要求进行正确的检定，但是对新型仪表的修理及故障的排除还不熟练。究其原因主要有两个方面：一方面是外部原因；另一方面是内部原因。外部原因是厂家为了自身的经济利益，在技术上对竞争对手进行封锁，包括对用户。近几年我厂采购的新仪器仪表，厂家都不提供技术资料（如原理图、装配图）。学过电器和电子电路的同志都知道，原理图对维修人员的重要性，尤其是新的设备更显重要，并且新型仪表大量采用了新的元器件，如干黄管、可控硅、集成块、光耦器件等。在电路设计上现大都采用数字电路，和以前单纯的模拟电路是两个不同的概念。内部原因主要是由于仪表更新换代快，对我们的维修人员素质提出了更高的要求，即要求我们不断的学习掌握新知识。三、典型故障的分析鉴于上述原因，我对我厂近年来新进的上海大华仪表厂EH型系列多点电子电位差计的典型故障做一分析，以供大家共同学习讨论，以今年三月重装公司送修的两台EH-24多点电子电位差计为例。1故障现象其中一台故障现象为：通电以后仪表加校验信号后，仪表没有正常反应，可逆电机不转，指针不能随信号的改变指示出相应的温度。（1）仪表原理（信号流程图）根据仪表原理可知，其信号流程为：从以上信号流程图可以看出，其温度信号的流程是串联的。由此可以初步判定在信号传送的任一环节出问题，仪表最终都无法显示正确的温度。（2）分析排除故障基于此，我们可采用黄金分隔法来判断缩小仪表的故障范围。首先我们找到放大器的输入端，用MF-47型万用表电阻档向放大器输入端输入一个较强的信号，可以看到可逆电机和温度指针都可以随信号的正反相的变换而变换，可初步判断此仪表放大器以后的部分基本正常。然后我们可把检查的重点放到温度信号输入端到直流电桥的部分，可再用黄金分割法，断开转换开关直接给直流电桥加标准信号，发现仪表指针没反应，无法显示正确的温度，至此我们可以初步断定故障就出在直流电桥部分。我们可画出直流电桥的这一局部电路图进行分析。转换开关直流电桥放大器可逆电机指示温度温度信号图1电子电位差计桥路原理图根据原理图分析可知，这是一个平衡电桥，wR{室温电阻}开路。滑线电阻PR终点开路，以及1R起始电阻短路，2R开路等，都会破坏桥路的平衡造成电子电位差计指针指向最低温度。在生产现场表现为，不管炉温多高，仪表始终指示在最低点。具体到EH-24型仪表的故障分析排除时，我们在实验室通电加信号，无反应，用手移动打点机构，感觉有一定的力量，并且不管人为移动到任何位置，指针最终还是返回到最低点。根据故障现象和上面的信号流程图分析可知，此表的故障可排除信号在流程中开路的可能。因为信号中断的故障，虽然也表现为信号加不进去，但用手移动打点器时指针可停在任意位置，这是两种不同故障的区分方法。进一步检查分析，重点检查RW室温电阻，连接完好，说明不是RW造成的故障。这里强调一下，EH系列仪表RW电阻特别容易出现接触不良的故障。这两年此型号的仪表已发生多起因RW接触不良而导致仪表故障，其仪表故障现象同上述故障现象一样。继续检查其他易出现问题的部分，经仔细查询并用另外一块表的桥路，放大器的接线板进行更换对比，发现是滑线电阻PR终点虚焊，从表面看很难发现，只有在焊接的时候才能发现，重新焊接后，仪表指示恢复正常。（3）修复后仪表的检定数据按JJG74-2005国标【工业过程测量记录仪】进行检定，其各项技术指标均优于国标要求。具体数据如下表：表1项目最大允许误差（℃）实际最大值（℃）基本误差指示63记录124回差指示31记录62表2室温：25℃2EH-100系列故障分析另外还有一种EH-100系列的电子电位差计，也是上海大华仪表厂生产。该型仪表易出现的故障现象是：仪表指示某一温度值不变，从仪表信号输入端加信号仪表指示值不变，观察仪表记录纸不走，打点机构也不动作。转换开关也不能正常转换。（1）故障的分析与排除首先从放大器输入端用MF-47型万用表RX1档加信号仪表正反行程可以正常动作，由此可初步判断故障发生在仪表的放大器之前，故障范围缩小到放大器之前的部分，焊下同步电机接线测量电机的线圈阻值正常，但仪表同步电机还是不转，检查同步电机供电电路，发现其电路是一个脉冲发生器电路，普通万用表无项目被检点标准器示值（mV）基本误差（mV）回程误差（mV）仪表示值（℃）对应标称电量值（mV）上行程下行程指示部分0-1.000/-0.9800.002/30011.20911.29111.3300.1210.03960023.90523.99024.0310.1260.04190036.32636.40636.4420.1160.036120047.83847.948/0.11/记录部分0-1.000/-0.920.008/30011.20911.30711.3880.1790.08160023.90523.98724.0200.1150.03390036.32636.40136.4820.1560.081120047.83847.983/0.140/法测量其工作状态。电机是步进电机，随后通电检查，步进电机供电正常，但步进电机无任何反应，拆掉同步电机，由人工转动转换开关，发现当转换开关转到某一位置时，仪表可以正常显示相应的温度，其原因是同步电机损坏时刚好转换开关转过信号检测的那一点。通俗一点讲，就相当一把左轮手枪只有一颗子弹，此时转轮刚好转过有子弹的那一弹夹。EH-100系列仪表也是多点中长图电位差计，一般都是6点或12点，其转换开关就相当于左轮手枪的转轮。由此可以判断仪表信号传输，放大没有问题。仪表的转换开关、放大器、可逆电机、桥路等主要部分都没有问题，可基本断定故障出在同步电机上。拆开同步电机，发现同步电机永久磁钢发生断裂（其材料为铁氧体质地坚硬，但很脆。易碎）。其断裂的一部分磁钢将转子卡死了，所以在外部测量电机线圈电阻值正常，电路供电也正常而电机不转。由于没有同型号的电机备件，我们便尝试用502胶水粘接试用，结果效果良好，使用近两年，该表一直使用正常。同样的故障近两年已发生过5起，全厂这种型号的仪表不到20台，相对故障率还是比较高的。（2）修复后检测的数据表3项目最大允许误差（℃）实际最大值（℃）基本误差指示63记录125回差指示31记录61四、总结从以上两个电位差计典型故障的分析，我们可得出这样的结论：既新型电子电位差计由于大量采用了新材料新元件，结构上变化较大，再加上生产厂家技术封锁的原因(不提供原理图、装配图)。确实给我们的维修工作造成很大的不便。但通过以上两台仪表故障的分析排除，我们可知，尽管新型电子电位差计变化很大，但万变不离其宗，其基本的原理还是跟五六十年代的仪表原理一样，我们同样可以根据故障的现象，采用”电压法”、“电流法”、“电阻法”、“信号注入法”、“黄金分割法”、“替代法”、“逐一排除法”等不同的方法去排除故障。不同的故障不同的阶段可采用不同的方法，要灵活应用。例如在第一个仪表故障的排除过程中，首先采用了”黄金分割法”、“信号注入法”缩小了故障范围，而后根据缩小后的范围画出局部电路图，根据原理分析找出最易可能产生故障的元件，然后再采用“逐一排除法”找出产生故障的具体元件，在条件允许的情况下，可首先采用替换法。在以上两个故障的排除过程中，就分别采用了“黄金分割法”、“信号注入法”和“逐一排除法”最后达到解决问题排除故障的目的。参考文献【1】刘汉凡：《电子电位差计与平衡电桥的修理》，机械工业出版社，1975年7月北京第一版【2】