传感器故障怎么排除？3分钟详解传感器故障的4大分类+2大诊断方法

传感器故障主要包括：完全失效故障、固定偏差故障、漂移偏差故障和精度下降四类。

失效故障是指传感器测量的突然失灵，测量值一直为某一常数;

偏差故障主要是指传感器的测量值与真实值相差某一恒定常数的一类故障，有故障的测量与无故障的测量是平行的;

漂移故障是指传感器测量值与真实值的差值随时间的增加而发生化的一类故障;

精度下降是指传感器的测量能力变差，精度变低。精度等级降低时，测量的平均值并没有发生变化，而是测量的方差发生变化。

固定偏差故障和漂移故障都是不容易发现的故障，在故障发生的过程中会引起一系列的无法预计的问题，使控制系统长期不能正常发挥作用。

传感器的故障分类方式

1、按传感器故障程度分类

按传感器故障程度的大小可分为硬故障和软故障。

硬故障泛指结构损坏导致的故障，一般幅值较大，变化突然;软故障泛指特性的变异，幅值较小，变化缓慢。

硬故障也称完全故障，完全故障时测量值不随实际变化而变化，始终保持某一读数。通常这一恒定值一般是零或者最大读数。故障测量值大致是一条水平直线。

软故障包括数据偏差、漂移、精度等级下降等。软故障相对较小，难于被发现，因此，从某种意义上来讲，软故障危害比硬故障危害更大，其危害逐渐引起了人们的重视。

2、按故障存在的表现分类

按故障存在的表现可分为间歇性故障和永久性故障。

间歇性故障时好时坏;永久性故障失效后，不能再恢复正常。

3、根据故障发生、发展的进程分类

根据故障发生、发展的进程可分为突变故障和缓变故障。

突变故障信号变化速率大;缓变故障信号变化速率小。

4、按故障的原因分类

按故障原因可分为偏差故障，冲击故障，开路故障，漂移故障，短路故障，周期性干扰，非线性死区故障。

偏差故障的故障原因为：偏置电流或偏置电压等;

冲击故障的故障原因是：电源和地线中的随机干扰，浪涌、电火花放电，D/A变换器中的毛刺等;

开路故障的故障原因：信号线断、芯片管脚没连上等;

漂移故障的故障原因：温等;

短路故障的故障原因：污染引起的桥路腐蚀、线路短接等;

周期性干扰的故障原因：电源50 Hz干扰等;

非线性死区故障的故障原因：放大器饱和、含有非线性环节等。

另外，从建模、仿真的角度出发，可分为乘性故障和假性故障。对于偏置故障，在原信号上加上一个恒定或随机的小信号;对于冲击干扰，可在原信号上叠加一个脉冲信号;对于短路故障，信号接近于零;开路故障，信号接近传感器输出最大值;漂移故障，信号以某一速率偏移原信号；周期性干扰故障，原信号上叠加某一频率的信号。

传感器故障的诊断方法

从不同角度出发，故障诊断方法的分类不完全相同。现简单地将故障诊断方法分为：基于解析数学模型的方法和不依赖于数学模型的方法。

1、基于解析数学模型的方法

根据残差产生的形式不同，基于解析数学模型的方法可以进一步分为：参数估计法、状态估计法和等价空间法。

基于模型的故障诊断方法，是一种最早发展起来的诊断方法，同时也是一种研究、应用最广泛的诊断方法。

优点是模型机理清楚，结构简单，易实现，易分析，可实时诊断。在故障诊断领域具有重要的地位，在今后的发展中依然会是传感器故障诊断方法的主要研究方向。

缺点是计算量大，系统复杂;存在建模误差，模型的适应性差;可靠性差，容易出现误报、漏报等现象;外部扰动的鲁棒性，系统的噪声和干扰不敏感。

目前，这种诊断方法的研究成果仍然主要集中于线性系统，对深入研究非线性系统的通用故障诊断技术具有重要的意义，同时，鲁棒性问题也具有很高的研究价值。

2、不依赖于数学模型的故障诊断方法

当前，控制系统变得越来越复杂，由于实际中很难建立控制系统的精确解析数学模型，当存在建模误差时，基于模型的故障诊断方法将出现误报、漏报等现象，因此不依赖于模型的故障诊断方法受到了人们的高度重视。

不依赖数学模型的方法的优点是不需要对象的准确模型，并且适应性强。其缺点是结构复杂，难于实现。

这种不依赖于系统模型的故障诊断方法可分为基于数据驱动的方法的故障诊断方法、基于知识的故障诊断方法和基于离散事件的方法等。

2.1 基于数据驱动的方法

基于数据驱动的方法有两大类：信号处理方法和统计方法。

常用的一些基于信号处理的故障诊断方法有：绝对值检验和趋势检验，利用Kullb ack信息准则的故障检测，基于自适应滑动Lattice滤波器的故障检测方法，基于信号模态估计的故障检测方法相关分析法、小波分析方法和信息融合方法等。

2.2 基于知识的方法

基于知识的故障诊断方法协可分为基于症状的故障诊断方法和基于定性模型的故障诊断方法两种。

2.3 基于离散事件的方法

基于离散事件的故障诊断方法是近年来发展起来的一种新型故障诊断方法。其基本思想是：离散事件模型的状态既反映正常状态，又反映系统的故障状态。

随着理论研究的进展和技术水平的不断提高，传感器故障诊断的研究会更趋于实用化，一些在实际中遇到的问题会逐步得到解决。

（来源：网络）

一个简单的传感器电压低故障，8天都没修好

共轨导读

对于单个传感器的电路故障，一般是比较好维修的，无非就是线路或者传感器的故障。今天带来的故障案例却不同以往，明明是一个简单的传感器电压低的故障，却查了将近8天，前后来了一共5拨人。

那么我们就来看下这个故障到底有什么神奇之处，我相信这个点90%的人都不知道！

故障案例

师傅在维修这辆车之前，已经有4拨人动过这辆车了，但是都没有修好。据司机描述，挂挡行驶时限速1800转，但是停车就可以踩到3500转，一旦挂挡起步就又限速1800。

故障排查

第一步：读取故障码

不管别人是怎么修的，师傅按照正常步骤走。首先插上解码仪，读取故障码，发现故障码为P0097：进气温度传感器信号电压低于下限—历史故障。询问司机，之前也是出现的一样的故障码。

传感器信号电压正常情况下会有一个工作范围，当信号电压超过最大值或者低于最小值且持续一段时间（200ms左右）,就会报出信号电压过高或过低的故障码。

对于进气温度传感器的电压值的范围是：0.2V-4.95V，若是超过该范围就会报出电压过低或过高的故障。

该故障是电压低，一般可能的故障点就是：

1.进气温度传感器的信号线对地短路；

2.进气温度传感器的供电线对地短路；

3.温度传感器损坏，导通；

4.电脑板或数据问题。

第二步：检查传感器线路

这可就让人疑惑了，这么个简单的电路故障，居然四拨人都没有修好？学艺不精吧！首先还是按照正常步骤查一遍，拔开插头测量开路电压，均正常：5V，5V，5.6V，0V。压力信号线正常对地电压应该是5.5V左右，均为正常。

第三步：传感器电阻合理值检查

传感器坏了？刚想去找一下配件，换一下试试，司机却说这个前面的人已经试过了，换了新的传感器也没有用，甚至电脑板都换过测试过一遍。电脑板也换过了？不放心，还是先测一下传感器的温度电阻看看。

但这是社区的，单拿出来的话，不如和他们合作，阻测下来是0.866，由于现在是正午，天气比较热，大气温度也有个36℃。由于测量的时候是着车状态，经过增压中冷后的温度还是要比进气温度高的（40℃+），所以0.866也是属于正常范围。

第四步：跟车测试

师傅这时候注意到一点，读出来的是历史故障，是不是有可能是线路虚接呢？先暂时飞线看看行不行。正准备飞线，发现已有前人做过类似的操作了。不管，自己再试一遍。接完线后，清码，试车看看。

先原地试车，发现没有任何故障码复现，也没有出现限速的问题。

于是决定出去跟车试试，当车辆还没有开出去200m,发现又限速了。一看故障码，故障码又复现了，并且是当前故障。

这时候熄火，重新原地试车还是没问题，只要一走就又出问题。这么神奇的吗？

第五步：喷油器检查

静下心来分析一下，传感器没有问题，电压也没有问题，线也飞过了，甚至之前也换过电脑板了。但是这个就是简单的电路故障啊，能换的都换了，到底问题出在哪呢？

难道不是这个故障导致的限速？

于是师傅，开始去查其他地方了，车速传感器、离合器开关、刹车开关等等，统统都拔掉检查了一遍，还是没有查到故障点。

于是决定把喷嘴拆出来上实验台上来测一下，看看是不是喷油器的问题。结果放到试验台上测也没有问题，装回去又发现问题了——车打不着了。

好了，老故障没解决，新故障又出现了，这个车真的是一波三折啊。

第六步：更换喷油器

修了一天，只能第二天起来接着查了。打不着车？尝试着喷启动液试试，发现喷启动液是可以着车的，但是过了一会就自己熄火了。解码仪读，也没有什么故障。那么可能就是之前拆装喷嘴的问题了，查喷油器加电良好。是不是喷油器卡死了？因为德尔福的喷嘴特别容易卡死。更换四支喷油器之后，车辆再次打着。

小贴士：

在拆装喷油器时，应首先使用气枪吹干净，防止进入灰尘卡死喷油器。

第七步：跟车读取数据流

尽管能着车了，但故障还是依旧。没办法继续跟车，看看有没有什么异常的数据流。调出了一大堆的数据流，挨个看，确实发现有不对劲的地方了。数据流如下：

由于从高速到限速时间过短，其他数据流来不及看清变化。但是可以明显看到进气温度这一项的数据流不对。怎么怠速的时候温度就到65℃了？正常应该也就40℃左右啊。

限速之后25℃还是可以理解的，因为在出现进气温度电路相关故障时，电脑板会给出替代值。一般起动时，替代值为-20℃；起动后为25℃。

第八步：拆缸盖检查气门

正常情况下，进气温度不可能达到这么高的，高温气体反窜了？那问题就大了，能想到的可能就是气门损坏了。没办法，只能拆开缸盖检查气门了。最终发现气门破损了，导致严重漏气，高温气体被压缩至进气管，导致进气温度传感器检测温度过高。

更换气门后，故障码不再出现，故障解决。

知识拓展

看完这么多，相信大家对这个故障还是有疑惑的，接下来小轨就给大家梳理一下。

为什么怠速时温度不合理（65℃），却不报温度过高的故障呢？

车辆在标定的时候，根据厂家不同对进气温度上限值有着不同的标定，一般温度为60~70℃，所以在进气温度达到65℃时，并未达到该德尔福系统的标定值，所以不会报出进气温度过高相关的故障。所以在正常试车的时候，没有任何故障的报出。

车辆行驶时为什么会报出电路故障呢？

在解决这个问题的时候，我们需要先了解一下进气温度传感器的基本工作原理。

首先，进气温度、环境温度等传感器都是采用的负热敏电阻（排温是正热敏）。那么什么是负热敏呢？

负热敏电阻传感器其电阻值随着进气温度的变化而变化。进气温度变低时，热敏电阻的电阻值增大；温度变高时，热敏电阻的电阻值减小（如下图），能够改变发动机控制模块（ECU）提供的5V信号电路上的电压。

我们下面接着了解一下ECU和传感器是如何配合进行工作的呢，对于进气温度传感器采用的是“恒定电压+热敏电阻器”向ECU提供0~5V模拟信号的方式。

在ECU内部有一个定值电阻R与传感器上的热敏电阻串联。串联电阻分压，加在两个电阻之上的电压为固定值5V,此时我们测量ECU内部电阻R为1200Ω左右。

我们通过特性图发现，当温度高到一定程度的时候，电阻就会很小（假设极限情况电阻为0），同时电脑板检测到的电压值就会很小，当电压值小于电路故障设定值时，就会报出电路相关的故障。下面以博世EDC17CV44系统为例说明：

从图中我们可以看出，当电压小于200mV，大于4950mV时，就会报出电压低和电压高的故障。但是当进气温度为200℃时，电脑板检测的电压仅为136mV,肯定就会报出电压低于下限的故障。

维修点评

所以该故障其实是高温气体反串之后，造成进气温度升高到一定值，从而导致报出电路方面的故障。此电路故障，按照我们正常的排查逻辑是根本排查不出来的，因为本身就不是电路故障，所以才会误导了一大批人。

但师傅在排查时，还是有不当的操作的：

1.当电路方面都排查结束后，首先第一步就是应该去读取数据流，而不是盲目的去排查喷油器等方面的故障。若是一开始就去读取数据流，肯定能直接找到故障点。

2.不要盲目拆装喷油器，很多人在维修车辆的时候喜欢去直接动喷油器，校一下油嘴。其实没有明确现象指向喷油器的时候，尽量不要去动喷油器，该案例师傅就犯了这个错误，并且拆装时一定要吹扫干净，防止进灰卡滞。

今日互动

师傅们还见过哪些报的是电路故障，实际上维修却不是电路故障的案例呢？欢迎在下方留言，大家一起学习！

本文卡家号作者：共轨之家

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