探讨电子仪表测量技术及其故障检查与处理方法

徐君

摘要：电子仪表在当前社会发展中各行业有着重要的作用，工业的检测测量与分析等都离不开电子仪表的功能。对此本文主要对电子仪表测量技术及其故障检查与处理方法进行了探讨，仅供参考。

关键词：电子仪表；测量技术；故障检查；处理方法

中图分类号：F407文献标识码： A

一、电子仪表测量技术概述

1、电子仪表测量技术分析

所谓的电子仪表测量主要指的是以电子仪表为基础来进行设备电压、电流、频率、相位、元器件参数等内容所选择的设备和发生器。电子仪表测量工作也被简称为电子测量，它是以仪器仪表为基础进行的，无法脱离这些工具来直接进行工作。在电气设备的测试和维修工作中，我们经常采用的电子仪器仪表主要有电平表、杂音计、示波器、线路故障测试仪等。在测量工作中，凡是利用电子技术为主要手段进行测量的工作方式都被称之为电子测量，它是测量技术中发展最为先进的一部分，在电子测量工作中最大的特点在于测量频率宽、里程广、精确度高、速度决、易于实现的优势。

2、测量最基本技术的简单介绍

在电子仪表测量技术的应用中，其最为关键的技术要点主要包含了误差测量、应用注意事项两个方面。

2.1电子仪表误差问题

一般来说仪器仪表在使用的过程中其本身或者是附近必然会引起误差的现象，这些误差问题被称之为仪表误差是指仪器本身所使用的电气或者机械性能而不能完善所造成的误差。这些误差通常表现出零点偏移、校准不好、刻度不准确的现象，其修正值所使用的结果应当及时的给予补偿。一般情况下，在测量工作的开展中，准确度都是采用容许误差来表示的，它是根据技术条件为基础，按照规定对某一仪器的使用误差进行分析，使得这些误差被控制在允许范围内，这种现象又被称之为极限误差。一般来说在技术标准上我们所表明的误差问题都是容许误差而常采用的表示方法主要是以相对误差为主进行的。

2.2电子仪器仪表使用注意事项

了解技术指标：电子仪表一般只在技术指标的范围内工作，每一台电子仪器都有其固定的技术指标，了解了技术指标后才能更好的使用该仪器。比如说STB-5示波器是不能用来测量直流电压的，它的I轴输入频率通常为10Hz-10MHz.而SR-8示波器就可以测量直流电压，并且频率要求是15MHz之内.又如ST16型示波器的误差不大于10%，而SR-8型就是不大于5%。而且有时用不同仪表测量相同数据得到的结果也是不相同的。用电子万用表测出的电压精度就远大于用示波器测量的精度。所以根据各种仪器的不同的技术指标，并参考需要测量的参数来选择适合的电子仪表对测量结果的准确性是有很大的帮助的。

熟悉电子仪表的使用方法：在有些情况下使用电子仪器是有顺序要求的，用错误的顺序不止引起测量上的错误，甚至还会损坏仪表.所以熟悉电子仪表的使用方法会对测量起到非同小可的作用.比如说使用直流电源时，必须先调整好输出电压才能接入电路，否则会是电路中的仪表超过其量程而出现故障，甚至损坏.或者是示波器接地端接错等都会是测量不准确或者错误.

了解仪表的原理可以帮助使用者在使用仪表时注意到可以避免的问题，从而采取措施，达到避免误差的目的。了解原理还可以更加熟悉仪表面板上各个按钮旋钮的作用以及该通过何种方法来调节各个按钮或主午凌钮，这样才能使测量更精确。

正确的选择仪表的功能与量程：一般的电子仪器都会有最基本的量程要求，超过该要求会造成仪表的损坏。并且量程选择的范围越小，所得到的测量结果一般越精确，在正确的量程范围内，选择最精确的仪表功能才能是测量结果达到要求。

二、电子仪表的抗干扰技术

电子仪表由于精确，所以测量结果更容易受到外界环境的影响。电子仪表受到的干扰通常有固有干扰，人为干扰以及自然干扰等。一般通过电磁藕合，公共阻抗藕合或者是静电藕合等方式影响测量结果的，所以，进行抗干扰处理需要综合考虑这些问题。实际上，外部干扰是不可能完全消除的，只能通过采取一些措施来抑制外部干扰的影响。现介绍几种常用的抗干扰方式。

1、屏蔽

屏蔽通常使用一个金属罩将干扰信号源或者是需要使用的仪表封装起来，并通过接地等方式来避免周围的电磁场对电子仪表的影响。当然，屏蔽方法需要通过特定的规律来确定，这样能最大程度的减少误差。

2、换线

静电藕合的产生与所使用的信号线同电网馈线的位置有很大的关系，所以，尽量避免平行的，过长的信号线，换用双绞线，或是采用有屏蔽层的电缆线可以减少外界对仪表的干扰。常见的滤波器有RC型，LC型和双T型等，这需要根据实际需要进行选择。

3、滤波

通过使用电容，电阻，电感等元件制成的滤波器将仪表的输入端和放大器的输入端的干扰信号衰减掉，这样可以减少之前很多人为无法控制的干扰，当然使用滤波器一般要求是将收到的干扰信号衰减100倍以下。

三、电子仪表故障检查与处理方法

电子仪表发生故障后应立即终止使用，一般按以下顺序进行处理。

1、分析判断

拿到一块故障表不能盲目地拆卸打开而应先进行认真的检查、分析、判断。

向用户问清楚仪表的使用情况及发生故障时的现象。如：响声、气味、视觉信号、指示异常、调节失灵等现象，以便为判断提供准确的依据。

一般仪表的型号、结构、工作原理。一般要求用户带本机使用说明书，工作原理图纸这些都将为修理提供极大的方便。根据用户提供的故障现象从方框图、原理图上进行分析，判断故障可能出现在哪个部分，哪个区间是由于什么原因引起的。

2、故障检查

故障检查一般有直观检查法、电压电流检查法、比较法。直观检查法查出的“硬”故障较多，电压电流法查的故障一般都是“软”故障，即看不见摸不着，只有通过测量才能确定。

2.1直观检查法

即用眼看、手动的方法去对仪表故障进行检查。此法可直观对仪表外壳、面板、步位器、印刷电路板、电路板插座、把子线、电子元件等。看有无断线、假焊、短路、铜皮脱落、端子氧化锈蚀、元器件发热烧毁变形、变色、温度过高机械磨损、紧固件松动、打滑等现象。观察法直接了当简单易行，但仅能处理一些外观上的断线、短路、开路等故障。对器件变质、击穿、特性改变、电容漏电、电阻变值、变压器绝缘不良等现象无能为力。再则，直观检查的现象有时并非故障的直接表现因此直观检查仅对部分故障有效。

2.2电压电流检查法

即借助仪表的测试来分析判断故障。在修理一块故障表之前，先根据故障现象从原理上分析引起故障的原因，可能出现在哪一部位或元件，然后再借助万用表，逐级测试各点电位或电流情况接触电阻情况。

2.3比较法

即用一块好表和一块故障表进行比较，这种方法适用于具有同类型号的情况。电子仪表的单元电路板一般都是插销化，根据故障的大致范围可用好表上的盘替换故障表上的盘若故障消失后，则故障就在该盘。然后再在该盘上测试输入输出的电压；测试电路中各点电位，电容上的电压，电阻上的压降与正常电路进行比较进而确定出故障元件进行处理。

3、故障处理

当确定出故障的部位或元器件后，一般是用同型号的元器件进行更换，若手头没有同型号的可查找电子手册，找性能与数据超过该型号就可更换。偏置电路一般接上电阻箱进行调试使其处于最佳状态再接入固定电阻。如变压器损坏，可按原匝数、线径重新绕制。对于接插件接触不良接点氧化锈蚀可用擦铜油或酒精棉、橡皮擦拭，以消除缺点，具体故障采取相应的办法。

四、化工仪表的自动化及典型案例分析

1、伴随着科学技术的迅猛发展，以自动控制理论为理论基础，以电工技术、电子技术、传感器技术、计算机技术为主要技术手段，以实现生产系统的运动控制和过程控制为主要目的自动化专业得到了较快的发展。由于生产连续化、大型化、复杂化，我目前所在的企业也采用了控制较好的自动化控制系统，我们除了在前期仪表的选择上做了精心的布置外，为了使了系统高效、稳定的动行，我们在后期仪表的维护和保养上也化足够的人力和物力，从中我们也了解和掌握了仪表处理方面的一些经验。

2、当我们的生产出现问题，特别是涉及到工艺参数不稳时，我们往往从仪表方面着手，分析并总结出有效的解决方法，能够避免变频造成的数据干扰。

案例一：3000 m3储罐液位远传表为一台ASD型压力变送器，3000 m3液位是由带有变频器的外输泵控制，在ME中设定PID值，通过变频器调整泵的转速，调节机泵排量，从而实现液位稳定和节电的目的。

每当变频器投用时，ME中3000 m3液位显示明显降低。检查现场仪表和控制柜内仪表接线均未发现异常，将变频器停止运行，液位值显示恢复正常。用万用表测量液位变送器输出电流，变送器运行时比停用时低2 mA。因此判断3000 m3储罐液位波动是因为变频器运行时产生的强电磁场干扰所致。

解决的方法：1）仪表的控制电缆更换为带有屏蔽层的屏蔽电缆；2）屏蔽层单点接地。 通过以上两种方法，现问题已解决，3000 m3储罐液位显示恢复正常。

案例二：车间现场在用的温度表出现了指示不正常，偏高或偏低，或变化缓慢甚至不变化等情况。

经分析，温度表在显示正常温度前，有一温度变送器，它是在热电偶工作状态下所测得热电势的变化，经过温度变送器产生不平衡信号，经放大后转换成DC4-20mA电流信号或1-5V电压信号给工作仪表（即温度表），温度表才会显示出所对应的温度值。

在分析排除故障过程中，首先用万用表测量工作电源是否正常和仪表接线的正确性；其次检查了现场温度传感器；最后确认为温度变送器相应的PLC模块输入点不正常，导致现场温度显示异常。

结束语

综上所述，要正确的运用电子仪表尽量避免对仪表造成损害。但如果一旦仪表出现故障不能正常工作时要学会检查出仪表的故障并且解决故障。这样才能正确的使用电子仪表，为实际工作做好基础。

参考文献

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[2]李磊.电子仪表测量技术及其故障检查与处理方法研究[J].黑龙江科技信息，2013，22：62.