航天测控电子设备电路板故障诊断技术

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航天测控电子设备电路板故障诊断技术 [复制链接]

随着科学技术的快速发展，特别是数字技术及各种超大规模集成电路的广泛应用，电子装备尤其是军用电子装备结构越来越复杂，功能越来越完善，自动化程度也越来越高。虽然电子系统的性能得到提高，但是对测试和维修保障也产生了测试流程复杂、测试时间长、维修保障困难、维修费用高等诸多问题，这些问题严重影响了电子设备的完好性和寿命周期。　　电路板故障诊断技术，可以快速、准确地对电子系统是否异常进行判断，对于出现的故障进行快速定位，并将故障隔离到最小可更换单元。在电子设备维护保障中应用现代故障诊断技术，可以提高系统的可靠性、有效性，保障设备发挥最大设计能力，延长使用寿命，降低寿命周期费用；通过检测监视、故障统计分析及性能评估等，为设备优化设计提供数据和信息，因此研究电子设备尤其是电路板故障诊断技术，将研究成果产品化推广应用，具有广阔的应用前景。
　　故障诊断技术的概况及发展前景
　　故障诊断是根据对被诊断对象测试所取得的有用信息进行分析处理，判断被诊断对象的状态是否处于异常状态或故障状态，确定故障的方位，预示故障的发生。早期的故障诊断是依据人对被诊断对象的感觉、听觉、触觉等感官和以往积累的相关经验，对其状态特征进行分析，判断某些故障的存在，或预测故障发生的时间。维修是为使设备保持或恢复到规定状态所进行的全部活动，即不仅包括设备在使用过程中发生故障（损坏）时进行修复，以恢复其规定状态的修复性维修，而且还包括在故障（损坏）前，预防故障以保持规定状态所进行的预防性维修活动。近年来，数字技术和超大规模集成电路广泛应用于功能电路板的设计中，电子设备的功能和结构也越来越复杂，因此对其的测试工作量大，对检测的质量要求高，一般情况下很难依靠人的感官和经验把故障因素检查出来。现代故障诊断技术是近年来随着电子计算机技术、现代测试技术和人工智能技术的迅速发展而发展起来的一种新技术，是指应用现代化仪器设备和计算机系统等高新技术设备，通过测试来检查和识别设备及零部件的实时技术状态，对其进行科学的诊断。应用故障诊断技术对设备进行测试和诊断，可以及时发现设备的故障和预防恶性事故的发生，从而避免出现重大损失。
　　美国是对故障诊断技术进行系统研究最早的国家之一，1961年美国开始执行阿波罗计划后，出现了一系列设备故障，促使1967年在美国航天局（NASA）倡导下，由美国海军研究室（ONR）主持美国机械故障预防小组（MFPG），积极从事故障诊断技术的研究和开发。美国作为世界头号军事强国，非常重视军事武器装备的后勤补给和维护保障，由于武器系统越来越复杂，装备设计越来越多地考虑保障问题，以确保维修工作能简单有效地进行，使装备能时刻保持可用状态，因此各种类型的故障诊断和维修专家系统已用于美国F-15战斗机、B-1B轰炸机、海军舰艇、陆军军械装置等现役武器装备的故障诊断和维修中。目前美国在航空、航天、核工业以及军事部门中诊断技术占有领先地位。欧洲一些国家在设备诊断技术方面也有很大进展，如英国从60年代末70年代初开始诊断技术的开发研究，在工业、核发电等方面占有某种优势。
　　我国虽然对故障诊断技术的研究起步较晚，但近年来得到迅速发展。在重要系统和装备的研制中提出了明确的测试性要求，制定了《装备测试性大纲》（GJB-2547-95）、《测试与诊断术语》（GJB-3385-98）等国家军用标准。国内军用测试系统，也随着军用设备对测试诊断技术的要求逐步开展研究。目前国内对装备的故障诊断技术，尤其是电路板级故障诊断技术的研究有了较大的进展。
　　北京航天测控技术开发公司在自动测试、故障诊断技术研究和相关产品开发方面取得了较大的成绩，开发出了具有自主知识产权的“华佗电子诊所”系列产品，包括HTEDS8000电子设备电路板维修测试与诊断系统、Fault Doctor故障诊断软件平台等产品，该产品综合应用了先进的测试与故障诊断技术，适于电子设备尤其是军用武器电子装备的板级维修测试及综合保障，在海军、空军、二炮等军兵种进行了推广应用。