具体故障排除技术

在应用了一些通用的故障排除技巧来缩小问题位置的范围后，有一些技术可用于进一步隔离它。以下是一些：

交换相同的组件

在具有相同或并行子系统的系统中，在这些子系统之间交换组件，看看问题是否随着交换的组件移动。

如果是，则您刚刚更换了故障组件；如果没有，继续搜索。

这是一种强大的故障排除方法，因为它为您提供了交换组件故障的积极和消极指示：当在相同系统之间交换坏部件时，以前损坏的子系统将再次开始工作，而以前良好的子系统将出现故障。

我曾经使用这种方法解决了汽车发动机点火系统的一个难以捉摸的问题：我碰巧有一个汽车的朋友分享了完全相同型号的点火系统。

我们交换了发动机之间的零件（分配器、火花塞线、点火线圈——一次一个），直到问题转移到另一辆车上。

问题碰巧是点火线圈“弱”，只有在重载时才会出现（这种情况在我的车库中无法模拟）。

通常，这种类型的问题只能使用点火系统分析仪（或示波器）和来查明 模拟负载行驶条件的测功机。

然而，这项技术以 100% 的准确率确认了问题的根源，并且没有使用任何诊断设备。

有时您可能会更换一个组件，发现问题仍然存在，但在某些方面有所改变。

这告诉您刚刚交换的组件有些不同 （不同的校准，不同的功能），仅此而已。

但是，不要仅仅因为这些信息没有直接引导您解决问题而忽视此信息——在整个系统中寻找作为交换结果的其他变化，并尝试找出这些变化告诉您什么问题的根源。

这种技术的一个重要警告是可能造成进一步损害。假设一个组件由于系统中另一个不那么明显的故障而发生故障。

用一个好的组件替换失效的组件会导致好的组件也失效。

例如，假设电路发生短路，“熔断 ”那个电路的保护保险丝。

通过检查无法发现熔断的保险丝，而且您没有电表来对保险丝进行电气测试，因此您决定将可疑的保险丝更换为工作电路中具有相同额定值的保险丝。

因此，您移动到短路电路的良好保险丝也会熔断，留下两个熔断器和两个不工作的电路。

至少你肯定知道原来的保险丝是 烧断了，因为在交换后它被移到的电路停止工作，但是只有通过丢失一个好的保险丝和额外的“停机时间才能获得这种知识 ”的第二个电路。

另一个说明这一警告的例子是前面提到的点火系统问题。

假设“弱”点火线圈导致发动机逆火，损坏消声器。

如果与另一辆车交换点火系统组件导致问题转移到另一辆车上，则另一辆车的消声器也可能会损坏。

作为一般规则，只有在造成额外损坏的可能性极小时才应使用交换相同组件的技术。

它是一种很好的隔离非破坏性问题的技术。

示例 1： 您正在使用带有 X、Y 和 Z 轴驱动器的 CNC 机床。 Y 轴不工作，但 X 和 Z 轴工作。所有三个轴共享相同的组件（反馈编码器、伺服电机驱动器、伺服电机）。

做什么： 交换这些相同的组件，一次一个，Y 轴和任一工作轴（X 或 Z），并在每次交换后查看问题是否随着交换而移动。

示例 2： 立体声系统在左侧扬声器上没有声音，但右侧扬声器工作正常。

做什么： 尝试在两个通道之间交换相应的组件，看看问题是否从左到右发生了变化。当它出现时，您就发现了有缺陷的组件。例如，您可以在通道之间交换扬声器：如果问题转移到另一侧（即之前已死机的同一个扬声器现在仍然已死机，现在它已连接到正确的通道电缆），那么您就知道该扬声器已坏。

如果问题仍然出现在同一侧（即，以前静音的扬声器在移到房间的另一侧并连接到另一条电缆后现在发出声音），那么您就知道扬声器没有问题，问题一定出在其他地方（可能在将静音扬声器连接到放大器的电缆中，或在放大器本身中）。

如果扬声器已被验证为良好，那么您可以使用相同的方法检查电缆。

交换电缆，使每个电缆现在都连接到放大器的另一个通道和另一个扬声器。

同样，如果问题改变了方向（即现在右扬声器现在“死机”而左扬声器现在发出声音），那么现在连接到右扬声器的电缆肯定有问题。

如果交换（扬声器或电缆）都没有导致问题从左到右改变，那么问题一定出在放大器内部（即左声道输出必须“死 ”).

删除并行组件

如果一个系统由多个并行或冗余组件组成，并且可以在不损坏整个系统的情况下移除这些组件，请开始移除这些组件（一次一个），然后查看是否可以重新开始工作。

示例 1： 多台计算机之间的“星形”拓扑通信网络出现故障。没有一台计算机能够相互通信。

做什么： 尝试从网络上一次拔掉一台计算机，看看在其中一台拔下后网络是否重新开始工作。如果是这样，那么最后一台未插电的计算机可能是有问题的计算机（可能是“干扰 ”网络通过不断输出数据或噪声）。

示例 2： 家用保险丝在短时间内持续熔断（或断路器持续断开）。

做什么： 从该电路上拔下电器，直到保险丝或断路器不再中断电路。如果您可以通过拔下单个设备的插头来消除问题，那么该设备可能有缺陷。如果你发现拔掉几乎所有电器的插头都能解决问题，那么电路可能只是被太多电器过载了，它们都没有缺陷。

将系统分成几个部分并测试这些部分

在具有多个部分或阶段的系统中，仔细衡量进出每个阶段的变量，直到找到一个看起来不对劲的阶段。

示例 1： 收音机不工作（扬声器没有声音））

做什么： 将电路分为几个阶段：调谐阶段、混合阶段、放大器阶段，一直到扬声器。在这些级之间的测试点测量信号并判断一个级是否正常工作。

示例 2： 模拟求和电路工作不正常。

做什么： 我将测试无源平均器网络（原理图左下角的三个电阻器），以查看在运算放大器的同相输入端看到正确的（平均）电压。然后我会测量反相输入端的电压，看看它是否与同相输入端的电压相同（或者，测量运算放大器两个输入端之间的电压差，因为它应该为零）。

继续测试电路的各个部分（或仅测试电路内的点），看看您是否测量了预期的电压和电流。

简化和重建

与将系统划分为多个部分的策略密切相关，这实际上是一种对新电路、机器或系统有用的设计和制造技术。

以小步骤开始设计和构建过程总是更容易，从而导致越来越大的步骤，而不是一次构建整个事物并尝试将其作为一个整体进行故障排除。

假设有人正在制造一辆定制汽车。他或她会愚蠢地将所有部件固定在一起，而不检查和测试组件和子系统，而期望所有部件在组装后都能完美运行。

理想情况下，建造者会在整个建造过程中检查组件的正常运行：之前启动和调整引擎 它连接到传动系统，检查接线问题之前 所有盖板都安装到位，之前检查车道中的制动系统 在路上等把它拿出来。

无数次我亲眼目睹学生们构建了一个复杂的实验电路，但在让它工作时遇到了麻烦，因为他们一路上没有停下来检查：之前测试所有电阻 将它们插入到位，确保电源在之前充分调节电压 试图用它给任何东西供电，等等。

急于完成一个项目是人的天性，认为这样的检查是在浪费宝贵的时间。

然而，与在整个施工过程中检查子系统运行所花费的时间相比，在排除故障电路上花费的时间更多。

以上一节的模拟求和电路为例：如果它工作不正常怎么办？您将如何简化它并分阶段测试它？

好吧，您可以将运算放大器重新连接为基本比较器，看看它是否对差分输入电压做出响应，和/或将其连接为电压跟随器（缓冲器），看看它是否输出与输入相同的模拟电压。

如果它不执行这些简单的功能，它就永远不会在求和电路中执行它的功能！通过去除加法器电路的复杂性，将其缩减为（几乎）裸运算放大器，您可以测试该组件的功能，然后从那里构建（添加电阻反馈并检查电压放大，然后添加输入电阻并检查电压求和），在此过程中检查预期结果。

捕获信号

设置仪器（例如数据记录器、图表记录器或设置在“记录 ”模式）来监视一段时间内的信号。

这在跟踪间歇性问题时特别有用，这些问题会在您转身走开的那一刻出现。

这对于证明在快速反应的系统中首先发生什么是必不可少的。许多快速系统（尤其是停机“跳闸”系统）具有“先出”监控能力来提供此类数据。

示例 1： 涡轮机控制系统会在出现异常情况时自动关闭。然而，当技术人员到达现场调查涡轮机的状况时，一切都处于“停机”状态，无法判断是什么信号或状况导致了最初的停机，因为现在所有的运行参数都“异常”。 ”

做什么： 我认识的一位技术人员使用摄像机记录涡轮机控制面板，因此他可以首先看到自动关闭事件中发生的情况（通过仪表上的指示）。事后仅通过查看面板，无法分辨哪个 信号关闭涡轮机，但录像带回放会按顺序显示发生的事情，以逐帧时间分辨率显示。

示例#2 ：错误触发了警报系统，您怀疑这可能是由于特定的电线连接变坏了。不幸的是，当您观看时，问题永远不会表现出来！

做什么： 许多现代数字万用表都配备了“记录”设置，它们可以随着时间的推移监测电压、电流或电阻，并注意该测量值是否与常规值有很大的偏差。这是用于“间歇性 ”电子系统故障。

相关工作表：

• 基本故障排除策略工作表