电子设备检测技术现状及发展趋势
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电子设备检测技术现状及发展趋势30多年来随着计算机技术微电子技术传感器技术智能性机电系统的迅速发展并大量应用到各种电子设备中电子设备的先进化程度不断提高其工作效率得到了前所未有的提升但同时其复杂程度和故障率也越来越高因此设备的可靠性与安全性已成为保障经济效益和社会效益的一个关键因素得到了工程界的高度重视
—
产
经
简要回顾了电子设备检浏技术的发展历程. 着重研究了电子设备测检枝术的现状， 并在此基础上
对其发 展趋势 进行深 探讨， 入地 提出了 子设备检测 电 技术未来的几 个重要发 展方向， 检测 对 技术更 深
层次的研究与应用具有一定的参考价值。
电子设备检测技术现状及发展趋势
. 西南交通大学电气工程学院 郭汉桥 王 林 陈勇军 褚丽丽
合素质的要求也很高， 他要对整 个电 子 设备及内部电路结构有详细的了解， 还 要对测试设备操作非常熟悉，测试工作
费时费力， 效率低下， 而且难于保证及时 准确地对故障点进行定位。 后来， 随着人 工检测法越来越不能满足复杂电子设备 的可靠性等各种要求。 TE ( 自 几 动测试设
2 7年。。二 } 0 第 ，: 。 期
采用脱机测试 方式，由A 提供以JT 工 E T
作的外部激励并对 UUT 输出响应进行测 量评估， 完成uU T的功能性能测试和故障 诊断， 把LRU中的故障隔离到内场可更换 单元‘ ) 。由于其自 SRU 动化程度比较高， 工作可靠性和安全性好， 所以目 T E已 前A 广泛应用于各种电子设备的检测中。 ( 2 ) BIT 的采用 所谓B T就是指设备依靠继出现。
彝神 备 林 现 分 篷 蒯 状析
随着电子技术的发展，现代工业上 的电子设备无论是军用的， 或是民用的， 都变得越来越复杂。 所以， 近年来以多学 科， 尤其是现代控制理论、 信号处理、 模 式识别、 最优化方法、 决策论、 人工智能 等为基础， 产生了一些行之有效的现代 检测方法来代替传统的手工检测法。 其中比较常用的检测手段或方法有
如下几类 。
:洲 臀 簧 厕 蒸 嘿 谭裕 斌 酮
长期以来，对电子设备的检测始终 是一个不容忽视的问题。早期的检测一 般采用人工测试方法，这不仅需要许多 复杂的专用设备，而且对测试人员的综
( 1) ATE 的采用 T A E是指自 动进行功能和j 或性能参 数测试、评价性能下降程度或隔离故障 的 设备。 E 属于被测设备 ( Un Un e AT t i dr Te t， U 外部的自 s u 叨 动测试设备， 对UuT
产
经
辨识结合起来。 2 ) 状态估计检测法 被控过程的状态直接反映系统运行， 通过估计系统状态， 并结合适当 模型则可 进行设备故障测试。 首先重构被控过程状 态， 并构造残差序列， 残差序列中 包含 各 种故障信息， 通过构造适当的模型并采用 统计检验法， 才能把故障从中 检测出来， 检测法 并作进一步分离、 估计及决策。 通常可用 在正常情况下， 被控过程的 输入输出 L e h 馆 观测器及卡尔曼滤波器进行状 u ne e r 在 一定范围内 变化，当 此范围被突破时， 态估计。 可以认为故障已经发生或将要发生。 这里 〔 ) 应少 5 IJ人工钾能的检测方法 所说的输人输出是广义的， 也可以是它们 ) 1 基于专家系统 的数学变换。 专家系统是人工智能领域中最活跃的 一个部分， 它已广泛地应用于过程监控系 2 ) 基于小波变换的检测法 其基本思路是， 首先对系统的输人输 统。 它不依赖于系统的数学模型， 是以 而 出 信号进行小波变 利 换， 用该变 换求出输 人们长期的实践经验和大量的故障线性知 人输出信号的奇异点， 然后去除由于输人 识， 设计出 一套智能计 算机程序， 以此来 突变引起的极值点， 则其余的极值点对应 解决大型复杂系统的故障检测问题。 于系统的故障。 2 ) 基于神经网络 3 ) 基于输出信号处理的检测法 由于它具有处理复杂多 模式及进行联 推测和 记忆功能， 它非常 适川于设备 系统的 输出 信号在幅 相位和频率 想、 值、 及相关性上与故障源之问会存在一定的联 的 故障检测。 它具有自 组织学习能力， 能 系，这些联系可以用 一 定的数学形式表 克 服传统专 家系统当 式规则未考虑时 启发 示， 在系统发生故障时， 对这些量进行分 无法工作的缺陷。 析处理， 来判断故障所在， 常用的方法有 3 ) 基于图论的模型推理 谱分析法、 概率密度法、 相关分析法及互 基于网络图论方法的侧试技术， 实质 功率谱分析法等。 是根 据一个实际系 统中各个元件之间所存 4 ) 基于信息融合的检测法 在的非常普遍的故障传播关系， 构成故障 利用搜索和测试 技术进行故障 故障检测是根据被检测量的特征以 及 检测网络， 这种方法己在大型工业生产过程和 系 统故障与故障特征之间的映射关系， 找 定位。 出故障源的故障。为了充分利用检测量所 空间飞行器等领域中得到了广泛的应用。 提供的 信息， 在可能的 情况下， 对每 可以 个 4 ) 基于模糊理论 被测对象采用多种枪测手 段及多种测试方 由于设备的故障征兆是界限不分明的 法， 再将结果进行综 对于这种 合。 综合可以 模糊集合， 用传统的二值逻辑方法明显不 可选用确定隶属函数， 用相应的隶 采用 模糊推理方法或M 理论进行决策。 合适， v r a ( 4 ) 应用数学模型的检测方法 属度来描述这些症状存在的倾向性。 模糊 测 试方 法就是通过某 些症状的隶属度来求 1 ) 参数估计检测法 当设备故障用参数的显著变化来描 出各种故障原因的隶属度， 以表征各故障
一些自 检测电路和自 检测软件来完成设备 自 身器件工作参数的检测和故障白 诊断， 然后执行故障隔离的一种能力， 也就是设 备内部提供的 检测和隔离故障的自 动测试 能力， 它是改善系统或设备测试性和故障 诊断的重要技术和途径。B T通常可以被 I 设计成在系统级、 分系统级、 模块级、 甚 至元器件级上 周期或连续地监 控设各运行 状态， 并用于维修前观察或诊断， 是检测 和维修的重要乎段。 ( 3 ) 应用设备输人输出的检测方法 1 ) 基于直接测量系统的输人输出的
近3 多年来， 0 随着计算机技术、 微 电子技术、 传感器技 智能性机电系统 术、 的迅速发展并大量应用到各种电子设备 中， 电子设备的先进化程度不断提高， 其 工作效率得到了前所未有的提升， 但同 时其复杂程度和故障率也越来越高，因 此设备的可靠性与安全性已 成为保障经 济效益和社会效益的 一个关键因素， 得 到了工程界的高度重视。采用传统的人 工检测维护手段已 经无法满足现代化电 子设备的支持和保障要求， 先进的检测 技术逐渐成为电子设备可靠工作的 必要
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简要回顾了电子设备检浏技术的发展历程. 着重研究了电子设备测检枝术的现状， 并在此基础上
对其发 展趋势 进行深 探讨， 入地 提出了 子设备检测 电 技术未来的几 个重要发 展方向， 检测 对 技术更 深
层次的研究与应用具有一定的参考价值。
电子设备检测技术现状及发展趋势
. 西南交通大学电气工程学院 郭汉桥 王 林 陈勇军 褚丽丽
合素质的要求也很高， 他要对整 个电 子 设备及内部电路结构有详细的了解， 还 要对测试设备操作非常熟悉，测试工作
费时费力， 效率低下， 而且难于保证及时 准确地对故障点进行定位。 后来， 随着人 工检测法越来越不能满足复杂电子设备 的可靠性等各种要求。 TE ( 自 几 动测试设
2 7年。。二 } 0 第 ，: 。 期
采用脱机测试 方式，由A 提供以JT 工 E T
作的外部激励并对 UUT 输出响应进行测 量评估， 完成uU T的功能性能测试和故障 诊断， 把LRU中的故障隔离到内场可更换 单元‘ ) 。由于其自 SRU 动化程度比较高， 工作可靠性和安全性好， 所以目 T E已 前A 广泛应用于各种电子设备的检测中。 ( 2 ) BIT 的采用 所谓B T就是指设备依靠继出现。
彝神 备 林 现 分 篷 蒯 状析
随着电子技术的发展，现代工业上 的电子设备无论是军用的， 或是民用的， 都变得越来越复杂。 所以， 近年来以多学 科， 尤其是现代控制理论、 信号处理、 模 式识别、 最优化方法、 决策论、 人工智能 等为基础， 产生了一些行之有效的现代 检测方法来代替传统的手工检测法。 其中比较常用的检测手段或方法有
如下几类 。
:洲 臀 簧 厕 蒸 嘿 谭裕 斌 酮
长期以来，对电子设备的检测始终 是一个不容忽视的问题。早期的检测一 般采用人工测试方法，这不仅需要许多 复杂的专用设备，而且对测试人员的综
( 1) ATE 的采用 T A E是指自 动进行功能和j 或性能参 数测试、评价性能下降程度或隔离故障 的 设备。 E 属于被测设备 ( Un Un e AT t i dr Te t， U 外部的自 s u 叨 动测试设备， 对UuT
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辨识结合起来。 2 ) 状态估计检测法 被控过程的状态直接反映系统运行， 通过估计系统状态， 并结合适当 模型则可 进行设备故障测试。 首先重构被控过程状 态， 并构造残差序列， 残差序列中 包含 各 种故障信息， 通过构造适当的模型并采用 统计检验法， 才能把故障从中 检测出来， 检测法 并作进一步分离、 估计及决策。 通常可用 在正常情况下， 被控过程的 输入输出 L e h 馆 观测器及卡尔曼滤波器进行状 u ne e r 在 一定范围内 变化，当 此范围被突破时， 态估计。 可以认为故障已经发生或将要发生。 这里 〔 ) 应少 5 IJ人工钾能的检测方法 所说的输人输出是广义的， 也可以是它们 ) 1 基于专家系统 的数学变换。 专家系统是人工智能领域中最活跃的 一个部分， 它已广泛地应用于过程监控系 2 ) 基于小波变换的检测法 其基本思路是， 首先对系统的输人输 统。 它不依赖于系统的数学模型， 是以 而 出 信号进行小波变 利 换， 用该变 换求出输 人们长期的实践经验和大量的故障线性知 人输出信号的奇异点， 然后去除由于输人 识， 设计出 一套智能计 算机程序， 以此来 突变引起的极值点， 则其余的极值点对应 解决大型复杂系统的故障检测问题。 于系统的故障。 2 ) 基于神经网络 3 ) 基于输出信号处理的检测法 由于它具有处理复杂多 模式及进行联 推测和 记忆功能， 它非常 适川于设备 系统的 输出 信号在幅 相位和频率 想、 值、 及相关性上与故障源之问会存在一定的联 的 故障检测。 它具有自 组织学习能力， 能 系，这些联系可以用 一 定的数学形式表 克 服传统专 家系统当 式规则未考虑时 启发 示， 在系统发生故障时， 对这些量进行分 无法工作的缺陷。 析处理， 来判断故障所在， 常用的方法有 3 ) 基于图论的模型推理 谱分析法、 概率密度法、 相关分析法及互 基于网络图论方法的侧试技术， 实质 功率谱分析法等。 是根 据一个实际系 统中各个元件之间所存 4 ) 基于信息融合的检测法 在的非常普遍的故障传播关系， 构成故障 利用搜索和测试 技术进行故障 故障检测是根据被检测量的特征以 及 检测网络， 这种方法己在大型工业生产过程和 系 统故障与故障特征之间的映射关系， 找 定位。 出故障源的故障。为了充分利用检测量所 空间飞行器等领域中得到了广泛的应用。 提供的 信息， 在可能的 情况下， 对每 可以 个 4 ) 基于模糊理论 被测对象采用多种枪测手 段及多种测试方 由于设备的故障征兆是界限不分明的 法， 再将结果进行综 对于这种 合。 综合可以 模糊集合， 用传统的二值逻辑方法明显不 可选用确定隶属函数， 用相应的隶 采用 模糊推理方法或M 理论进行决策。 合适， v r a ( 4 ) 应用数学模型的检测方法 属度来描述这些症状存在的倾向性。 模糊 测 试方 法就是通过某 些症状的隶属度来求 1 ) 参数估计检测法 当设备故障用参数的显著变化来描 出各种故障原因的隶属度， 以表征各故障
一些自 检测电路和自 检测软件来完成设备 自 身器件工作参数的检测和故障白 诊断， 然后执行故障隔离的一种能力， 也就是设 备内部提供的 检测和隔离故障的自 动测试 能力， 它是改善系统或设备测试性和故障 诊断的重要技术和途径。B T通常可以被 I 设计成在系统级、 分系统级、 模块级、 甚 至元器件级上 周期或连续地监 控设各运行 状态， 并用于维修前观察或诊断， 是检测 和维修的重要乎段。 ( 3 ) 应用设备输人输出的检测方法 1 ) 基于直接测量系统的输人输出的
近3 多年来， 0 随着计算机技术、 微 电子技术、 传感器技 智能性机电系统 术、 的迅速发展并大量应用到各种电子设备 中， 电子设备的先进化程度不断提高， 其 工作效率得到了前所未有的提升， 但同 时其复杂程度和故障率也越来越高，因 此设备的可靠性与安全性已 成为保障经 济效益和社会效益的 一个关键因素， 得 到了工程界的高度重视。采用传统的人 工检测维护手段已 经无法满足现代化电 子设备的支持和保障要求， 先进的检测 技术逐渐成为电子设备可靠工作的 必要