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M340B空压机主控板在接正常压力气源时#xff0c;显示屏显示压力值过高并报警。
问题排查#xff1a;
确认可能的故障点#xff1a;压力传感器、硬件电路#xff08;供电电路、分压电路、ADC采样电路等#xff09;、单片机、软件#xff1b;
排…
问题描述
M340B空压机主控板在接正常压力气源时显示屏显示压力值过高并报警。
问题排查
确认可能的故障点压力传感器、硬件电路供电电路、分压电路、ADC采样电路等、单片机、软件
排查过程
为排除软件的影响与软件工程师检查与传感器相关的代码和公式将4051并将所有主控板程序烧写成最终版代码原供电方案为DC-DC考虑可能纹波较大影响传感器导致输出有差异。
排查时从同一气源使用三通分别给新旧两个传感器供气
从同一线性电源并联接到DC-DC转换的输出5V上保证所有接入源一致 差异性对比
首先将三块产线发回的板子依次接到机器上观察差异性发现压力值及各功能均正常故分别编号取一号板与空压机上旧控制板做对比
机器出气口接三通并入机械压力表机械表读数与三块产线返回的主板不同压力对应如下单位kPa 机械表显 ①屏显 ②屏显 ③屏显 100 116 114 116 150 162 161 159 200 210 210 208 250 263 260 263 300 319 315 315 350 363 368 361 400 422 422 422 450 452 455 456 结论三块产线同一批次的电路板压力值基本一致均比实际电压高可以任选其一与机器原装旧主控板做对比测试。 传感器电压值对比 单位V 机械表显kPa 旧板电压 ①板电压 100 0.648 0.65 150 0.760 0.767 200 0.880 0.900 250 1.008 1.032 300 1.137 1.177 350 1.292 1.304 400 1.430 1.448 450 1.525 1.550 本以为排查到了问题是因为传感器输入电压值高导致单片机AD采样值大所以经换算后的显示值高。但用万用表测量新旧两个板子传感器的供电电压后发现旧板电压4.95V新板电压5.05V故经粗略计算①板传感器电压超出旧板传感器的部分为电源电压不同引起的并不能说明是传感器输出电压问题。
传感器受压特性
由于传感器需要采集的压力大故设计了如下图的结构件通过气动接头连接高压气源故考虑是否在固定结构件时螺丝过紧施加的压力过大导致传感器变形使得零点变化。 故将新旧两板的传感器结构件缓缓拧松拆下放置一会以释放传感器应力后直接通5V电测量两板传感器零点电压
再装回结构件以相同力矩拧紧螺丝接通5V电测量两板传感器输出电压。结果见下表 零点 通约400kPa气 ①板 0.507V 2.785V 旧板 0.491V 2.768V 通过换算得到通气后的压力如下表 通约400kPa气 理论压力值 ①板 2.785V 393.093kPa 旧板 2.768V 390.857kPa 由表可见即便两板传感器输出有区别但不足以达到几十kPa的差异故排除传感器问题。
从电路板其他电路排查
传感器确认不同批次造成的影响不大后从本身电路下手给传感器供电5V测量零点电压。并模拟施加气体后压力在传感器输出脚施加2V电压后测得分别为为0.492V和2.006V。 测量分压电路电阻两个均为9.96K故二等分电压正确此后连接到4051芯片的电压不变输出电压不变输入到单片机AD口的电压依然正常故排除信号传输电路的所有问题。 排查单片机
最后只剩同为ATMEGA128A系列的单片机未排查交换两板单片机后上电故障转移故障定位到单片机上。 交换前原板 交换后 由原理图可知单片机ADCAREF未接外部参考电压故使用的是内部参考电压。
两单片机型号
偏高ATMEGA128A U-TH 35454U
正常ATMEGA128A AU 1611
考虑到虽然两批次芯片均为ATMEGA128A系列但可能由于内部ADC基准电压不同导致ADC计算得出的值不同LCD1602用计算值显示造成了显示值偏高的问题可向芯片供应商询问两型号芯片问题。
