Spezifische Techniken zur Fehlerbehebung

Nachdem Sie einige der allgemeinen Tipps zur Fehlerbehebung angewendet haben, um den Umfang des Problems einzugrenzen, gibt es Techniken, die nützlich sind, um es weiter zu isolieren. Hier sind ein paar:

Identische Komponenten austauschen

Tauschen Sie in einem System mit identischen oder parallelen Subsystemen Komponenten zwischen diesen Subsystemen aus und sehen Sie, ob das Problem mit der ausgetauschten Komponente verschoben wird.

Wenn dies der Fall ist, haben Sie gerade die fehlerhafte Komponente ausgetauscht; Wenn nicht, suchen Sie weiter.

Dies ist eine leistungsstarke Methode zur Fehlersuche, da Sie sowohl einen positiven als auch einen negativen Hinweis auf den Fehler der ausgetauschten Komponente erhalten:Wenn das fehlerhafte Teil zwischen identischen Systemen ausgetauscht wird, wird das vormals kaputte Subsystem wieder funktionieren und das ehemals gute Subsystem wird ausfallen.

Ich war einmal in der Lage, ein schwer fassbares Problem mit einem Automotor-Zündsystem mit dieser Methode zu beheben:Ich hatte zufällig einen Freund mit einem Auto, das genau das gleiche Zündsystemmodell teilte.

Wir tauschten Teile zwischen den Motoren (Verteiler, Zündkerzenkabel, Zündspule – einen nach dem anderen) aus, bis sich das Problem auf das andere Fahrzeug verlagerte.

Das Problem war zufällig eine „schwache“ Zündspule, die sich nur unter hoher Last manifestierte (ein Zustand, der in meiner Garage nicht simuliert werden konnte).

Normalerweise kann diese Art von Problem nur mit einem Zündsystem-Analysator (oder Oszilloskop) lokalisiert werden und ein Dynamometer, um belastete Fahrbedingungen zu simulieren.

Diese Technik bestätigte jedoch die Ursache des Problems mit 100%iger Genauigkeit, wobei keinerlei Diagnosegeräte verwendet wurden.

Gelegentlich können Sie eine Komponente austauschen und feststellen, dass das Problem immer noch besteht, sich jedoch in irgendeiner Weise geändert hat.

Dies sagt Ihnen, dass die Komponenten, die Sie gerade ausgetauscht haben, irgendwie anders sind (andere Kalibrierung, andere Funktion) und nicht mehr.

Verwerfen Sie diese Informationen jedoch nicht, nur weil sie Sie nicht direkt zum Problem führen – suchen Sie nach anderen Änderungen im Gesamtsystem als Ergebnis des Austauschs und versuchen Sie herauszufinden, was diese Änderungen Ihnen über die Ursache des Problems.

Ein wichtiger Vorbehalt gegenüber dieser Technik ist die Möglichkeit, weiteren Schaden zu verursachen. Angenommen, eine Komponente ist aufgrund eines anderen, weniger auffälligen Fehlers im System ausgefallen.

Wenn Sie die fehlerhafte Komponente durch eine gute Komponente ersetzen, wird auch die gute Komponente ausfallen.

Angenommen, ein Stromkreis entwickelt einen Kurzschluss, der „durchbrennt ” die Schutzsicherung für diesen Stromkreis.

Die durchgebrannte Sicherung ist bei einer Inspektion nicht erkennbar und Sie haben kein Messgerät, um die Sicherung elektrisch zu testen. Daher entscheiden Sie sich, die verdächtige Sicherung gegen eine Sicherung desselben Nennwerts aus einem funktionierenden Stromkreis auszutauschen.

Infolgedessen brennt auch die gute Sicherung, die Sie zum kurzgeschlossenen Stromkreis bewegen, und hinterlässt zwei durchgebrannte Sicherungen und zwei nicht funktionierende Stromkreise.

Zumindest wissen Sie sicher, dass die ursprüngliche Sicherung war durchgebrannt, weil der Stromkreis, auf den es verschoben wurde, nach dem Tausch nicht mehr funktionierte, aber diese Erkenntnis wurde nur durch den Verlust einer guten Sicherung und die zusätzliche "Ausfallzeit" erlangt ” des zweiten Kreises.

Ein weiteres Beispiel zur Veranschaulichung dieses Vorbehalts ist das zuvor erwähnte Problem mit dem Zündsystem.

Angenommen, die „schwache“ Zündspule hätte eine Fehlzündung des Motors verursacht und den Schalldämpfer beschädigt.

Wenn der Austausch von Zündsystemkomponenten mit einem anderen Fahrzeug dazu führt, dass sich das Problem auf das andere Fahrzeug verlagert, kann auch der Schalldämpfer des anderen Fahrzeugs beschädigt werden.

Als allgemeine Regel gilt, dass die Technik des Austauschens identischer Komponenten nur verwendet werden sollte, wenn die Wahrscheinlichkeit, zusätzlichen Schaden zu verursachen, minimal ist.

Es ist eine ausgezeichnete Technik, um zerstörungsfreie Probleme zu isolieren.

Beispiel 1: Sie arbeiten an einer CNC-Werkzeugmaschine mit X-, Y- und Z-Achsen-Antrieben. Die Y-Achse funktioniert nicht, aber die X- und Z-Achse funktionieren. Alle drei Achsen haben identische Komponenten (Feedback-Encoder, Servomotorantriebe, Servomotoren).

Was zu tun ist: Tauschen Sie diese identischen Komponenten einzeln aus, die Y-Achse und eine der Arbeitsachsen (X oder Z) und sehen Sie nach jedem Tausch, ob sich das Problem mit dem Tausch verschoben hat oder nicht.

Beispiel 2: Eine Stereoanlage erzeugt auf dem linken Lautsprecher keinen Ton, aber der rechte Lautsprecher funktioniert einwandfrei.

Was zu tun ist: Versuchen Sie, die entsprechenden Komponenten zwischen den beiden Kanälen auszutauschen, und prüfen Sie, ob das Problem von links nach rechts wechselt. Wenn dies der Fall ist, haben Sie die defekte Komponente gefunden. Sie könnten zum Beispiel die Lautsprecher zwischen den Kanälen austauschen:Wenn sich das Problem auf die andere Seite verschiebt (dh derselbe Lautsprecher, der zuvor tot war, ist immer noch tot, jetzt, da er an das richtige Kanalkabel angeschlossen ist), dann wissen Sie, dass der Lautsprecher defekt ist.

Wenn das Problem auf der gleichen Seite bleibt (dh der Lautsprecher, der früher stumm war, erzeugt jetzt Ton, nachdem er auf die andere Seite des Raumes gebracht und an das andere Kabel angeschlossen wurde), dann wissen Sie, dass die Lautsprecher in Ordnung sind und das Problem muss liegen woanders (vielleicht im Kabel, das den Silent-Lautsprecher mit dem Verstärker verbindet, oder im Verstärker selbst).

Wenn die Lautsprecher als gut bestätigt wurden, können Sie die Kabel auf dieselbe Weise überprüfen.

Vertauschen Sie die Kabel so, dass jedes nun mit dem anderen Kanal des Verstärkers und dem anderen Lautsprecher verbunden ist.

Auch hier, wenn das Problem die Seiten wechselt (d. h. jetzt ist der rechte Lautsprecher "tot" und der linke Lautsprecher erzeugt jetzt Ton), dann muss das Kabel, das jetzt mit dem rechten Lautsprecher verbunden ist, defekt sein.

Wenn weder der Austausch (die Lautsprecher noch die Kabel) das Problem zum Seitenwechsel von links nach rechts führt, muss das Problem im Verstärker liegen (d. h. der linke Kanalausgang muss "dead" sein). “).

Entfernen Sie parallele Komponenten

Wenn ein System aus mehreren parallelen oder redundanten Komponenten besteht, die entfernt werden können, ohne das gesamte System lahmzulegen, entfernen Sie diese Komponenten (eine nach der anderen) und prüfen Sie, ob die Dinge wieder funktionieren.

Beispiel 1: Ein Kommunikationsnetzwerk mit „Stern“-Topologie zwischen mehreren Computern ist ausgefallen. Keiner der Computer kann miteinander kommunizieren.

Was zu tun ist: Versuchen Sie, die Computer nacheinander vom Netzwerk zu trennen, und prüfen Sie, ob das Netzwerk wieder funktioniert, nachdem einer von ihnen getrennt wurde. Wenn dies der Fall ist, ist möglicherweise der zuletzt vom Netz getrennte Computer der Fehler (möglicherweise "Jamming ." ” das Netzwerk durch ständiges Ausgeben von Daten oder Rauschen).

Beispiel 2: Eine Haushaltssicherung brennt nach kurzer Zeit immer wieder durch (oder der Unterbrecher löst immer wieder aus).

Was zu tun ist: Trennen Sie die Geräte von diesem Stromkreis, bis die Sicherung oder der Unterbrecher den Stromkreis nicht mehr unterbricht. Wenn Sie das Problem beheben können, indem Sie ein einzelnes Gerät vom Netz trennen, ist dieses möglicherweise defekt. Wenn Sie feststellen, dass das Abziehen fast jedes Geräts das Problem löst, ist der Stromkreis möglicherweise einfach durch zu viele Geräte überlastet, von denen keines defekt ist.

Unterteilen Sie das System in Abschnitte und testen Sie diese Abschnitte

Messen Sie in einem System mit mehreren Abschnitten oder Phasen sorgfältig die Variablen, die in jede Phase ein- und ausgehen, bis Sie eine Phase finden, in der die Dinge nicht richtig aussehen.

Beispiel 1: Ein Radio funktioniert nicht (kein Ton über den Lautsprecher))

Was zu tun ist: Teilen Sie die Schaltung in Stufen auf:Abstimmstufe, Mischstufe, Verstärkerstufe bis hin zu den Lautsprechern. Messen Sie Signale an Testpunkten zwischen diesen Stufen und stellen Sie fest, ob eine Stufe richtig funktioniert oder nicht.

Beispiel 2: Eine analoge Sommerschaltung funktioniert nicht richtig.

Was zu tun ist: Ich würde das passive Durchschnittsnetzwerk (die drei Widerstände in der unteren linken Ecke des Schaltplans) testen, um zu sehen, dass die richtige (gemittelte) Spannung am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers gesehen wurde. Ich würde dann die Spannung am invertierenden Eingang messen, um zu sehen, ob sie dieselbe ist wie am nicht invertierenden Eingang (oder alternativ die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Eingängen des Operationsverstärkers messen, da sie Null sein sollte).

Fahren Sie mit dem Testen von Abschnitten der Schaltung (oder nur von Testpunkten innerhalb der Schaltung) fort, um zu sehen, ob Sie die erwarteten Spannungen und Ströme messen.

Vereinfachen und neu aufbauen

Eng verbunden mit der Strategie, ein System in Abschnitte zu unterteilen, ist dies eigentlich eine Design- und Fertigungstechnik, die für neue Schaltkreise, Maschinen oder Systeme nützlich ist.

Es ist immer einfacher, den Design- und Konstruktionsprozess in kleinen Schritten zu beginnen, die zu immer größeren Schritten führen, anstatt das Ganze auf einmal zu bauen und zu versuchen, es als Ganzes zu beheben.

Angenommen, jemand baut ein maßgefertigtes Auto. Es wäre töricht, alle Teile zusammenzuschrauben, ohne dabei Komponenten und Subsysteme zu überprüfen und zu testen, und zu erwarten, dass nach dem Zusammenbau alles perfekt funktioniert.

Im Idealfall überprüft der Bauherr die ordnungsgemäße Funktion der Komponenten während des Bauprozesses:Starten und tunen Sie den Motor vor Es ist mit dem Antriebsstrang verbunden, vorher auf Verkabelungsprobleme prüfen alle Abdeckbleche montiert, Bremsanlage in der Einfahrt prüfen vorher auf der Straße mitnehmen usw.

Unzählige Male habe ich gesehen, wie Studenten eine komplexe experimentelle Schaltung gebaut haben und Schwierigkeiten haben, sie zum Laufen zu bringen, weil sie nicht aufgehört haben, Dinge zu überprüfen:Testen Sie alle Widerstände vorher Stellen Sie beim Einstecken sicher, dass das Netzteil die Spannung ausreichend reguliert, bevor versuchen, etwas damit anzutreiben usw.

Es liegt in der Natur des Menschen, ein Projekt überstürzt abzuschließen und zu denken, dass solche Überprüfungen wertvolle Zeitverschwendung sind.

Es wird jedoch mehr Zeit für die Fehlersuche an einem fehlerhaften Schaltkreis verschwendet, als für die Überprüfung des Betriebs von Subsystemen während des gesamten Bauprozesses aufgewendet werden würde.

Nehmen Sie zum Beispiel das Beispiel der analogen Sommerschaltung im vorherigen Abschnitt:Was wäre, wenn sie nicht richtig funktionierte? Wie würden Sie es vereinfachen und schrittweise testen?

Nun, Sie könnten den Operationsverstärker als einfachen Komparator wieder anschließen und sehen, ob er auf differenzielle Eingangsspannungen reagiert, und / oder ihn als Spannungsfolger (Puffer) anschließen und sehen, ob er die gleiche analoge Spannung ausgibt wie die Eingabe.

Wenn es diese einfachen Funktionen nicht erfüllt, wird es seine Funktion im Sommerkreis niemals erfüllen! Indem Sie die Komplexität der Summierschaltung entfernen und sie auf einen (fast) bloßen Operationsverstärker reduzieren, können Sie die Funktionalität dieser Komponente testen und dann von dort aus aufbauen (Widerstandsrückkopplung hinzufügen und auf Spannungsverstärkung prüfen, dann Eingangswiderstände hinzufügen und prüfen für die Spannungssummierung), während Sie auf die erwarteten Ergebnisse prüfen.

Ein Signal einfangen

Einrichten von Instrumenten (z. B. Datenlogger, Diagrammschreiber oder Multimeter, die auf "Aufzeichnen" eingestellt sind) ”-Modus), um ein Signal über einen bestimmten Zeitraum zu überwachen.

Dies ist besonders hilfreich, wenn Sie zeitweilige Probleme aufspüren, die sich in dem Moment zeigen, in dem Sie den Rücken gekehrt und weggegangen sind.

Dies kann wichtig sein, um zu beweisen, was in einem schnell wirkenden System zuerst passiert. Viele schnelle Systeme (insbesondere abgeschaltete „Trip“-Systeme) verfügen über eine „First-Out“-Überwachungsfunktion, um diese Art von Daten bereitzustellen.

Beispiel Nr. 1: Ein Turbinensteuerungssystem schließt automatisch als Reaktion auf einen anormalen Zustand. Als ein Techniker am Einsatzort eintrifft, um den Zustand der Turbine zu begutachten, ist jedoch alles in einem "ausgefallenen" Zustand und es ist unmöglich zu sagen, welches Signal oder welcher Zustand für die anfängliche Abschaltung verantwortlich war, da alle Betriebsparameter jetzt "abnormal" sind. ”

Was zu tun ist: Ein Techniker, den ich kannte, benutzte eine Videokamera, um das Turbinen-Bedienfeld aufzuzeichnen, damit er (anhand der Anzeigen auf den Anzeigen) zuerst sehen konnte, was bei einem Ereignis mit automatischer Abschaltung passierte. Einfach durch einen Blick auf das Panel im Nachhinein konnte man nicht sagen, welches Signal schaltete die Turbine ab, aber die Videobandwiedergabe würde der Reihe nach zeigen, was passiert ist, bis hin zu einer Bild-für-Bild-Zeitauflösung.

Beispiel #2 :Ein Alarmsystem löst fälschlicherweise aus, und Sie vermuten, dass dies auf eine fehlerhafte Kabelverbindung zurückzuführen ist. Leider tritt das Problem beim Anschauen nie auf!

Was zu tun ist: Viele moderne Digitalmultimeter sind mit „Record“-Einstellungen ausgestattet, mit denen sie eine Spannung, einen Strom oder einen Widerstand über die Zeit überwachen und feststellen können, ob diese Messung erheblich von einem regulären Wert abweicht. Dies ist ein unschätzbares Werkzeug für den Einsatz bei „intermittierendem ” Ausfälle des elektronischen Systems.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Arbeitsblatt für grundlegende Fehlerbehebungsstrategien