當傳感器按照預期正常工作時(shí),人們幾乎不會(huì )注意到它們的存在,人們只會(huì )想到如果沒(méi)有這些傳感器,系統將不可能實(shí)現哪些優(yōu)勢。但是,傳感器有時(shí)仍然可能會(huì )發(fā)生故障,每當此時(shí),客戶(hù)們就會(huì )覺(jué)得自己的投資打了水漂,進(jìn)而喪失對傳感器供應商及其品牌的信任。下面是五種可能發(fā)生的常見(jiàn)傳感器故障,以及如何解決并消除它們。
1.由于安裝不當導致讀數錯誤
許多人都在嘗試確認傳感器正常工作的過(guò)程中經(jīng)歷反反復復的試驗循環(huán)過(guò)程。他們之所以會(huì )如此,是因為他們通常想當然地認為之所以反復試驗還無(wú)法令傳感器正常工作,是由于傳感器本身存在問(wèn)題,比如傳感器內部布線(xiàn)出現了問(wèn)題。
但是,倘若安裝方式不正確,也會(huì )導致發(fā)生讀數異常。比如,檢測金屬是否存在的傳感器不能附著(zhù)到被檢測的金屬上面,傳感器和它要識別的金屬表面之間必須隔開(kāi)一定的空間,否則可能會(huì )導致讀數錯誤。對于這種故障,最簡(jiǎn)單的解決方法就是改變傳感器的安裝位置。
2.壓力傳感器中的校準漂移
食品和飲料公司通常會(huì )在工廠(chǎng)中使用壓力傳感器,以保證生產(chǎn)環(huán)境符合相關(guān)法規和質(zhì)量標準。但是,如果壓力傳感器上面發(fā)生冷凝現象,則可能會(huì )導致既定的校準失效,或稱(chēng)“校準漂移”。當發(fā)生這種情況時(shí),根據壓力傳感器的數據操作生產(chǎn)設備的工人可能不知道已經(jīng)發(fā)生了故障。有的時(shí)候,校準失效或者沒(méi)有進(jìn)行校準會(huì )導致生產(chǎn)過(guò)程中斷。
在那些必須進(jìn)行儀器校準并必須保證校準有效性的環(huán)境中,許多客戶(hù)會(huì )選擇那些不太可能出現校準漂移的壓力傳感器。此外,工程師還可以通過(guò)部署通風(fēng)系統,促進(jìn)空氣流動(dòng),以防止冷凝現象的發(fā)生。
3.印刷電路板(PCB)的問(wèn)題
印刷電路板(PCB)是智能手機、物聯(lián)網(wǎng)設備等許多廣受歡迎的電子產(chǎn)品中必不可少的一個(gè)組件。但是,如果PCB制造商和設計人員不注意,使得PCB和它周?chē)娜魏蝹鞲衅鞒霈F問(wèn)題,則很有可能會(huì )導致產(chǎn)品故障。首先,對于大多數PCB來(lái)說(shuō),最好避免進(jìn)行90度角的布線(xiàn),因為這種布線(xiàn)方式往往會(huì )增加電磁干擾,而過(guò)量的電磁干擾會(huì )導致出現產(chǎn)品缺陷。
此外,使用可制造性設計(DFM)有助于PCB制造商避免出現可能會(huì )在生產(chǎn)過(guò)程中浮現的問(wèn)題。對PCB進(jìn)行可制造性設計檢查,檢查PCB上的器件布局是否可能破壞制造和裝配過(guò)程。比如,當您在一款物聯(lián)網(wǎng)設備中使用了多個(gè)傳感器時(shí),請記住,你有必要檢查PCB的發(fā)熱區域,并評估可能的溫度變化以及這種溫升是否會(huì )破壞傳感器。
4.由于網(wǎng)絡(luò )安全漏洞導致的故障
在消費電子產(chǎn)品中,物聯(lián)網(wǎng)設備是使用傳感器的最常見(jiàn)產(chǎn)品品類(lèi)?,F在的家庭正在迅速習慣家中部署的多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設備,但是在這里有一個(gè)重要的問(wèn)題,就是物聯(lián)網(wǎng)設備通常沒(méi)有或者嚴重缺乏安全保障措施。
來(lái)自網(wǎng)絡(luò )安全機構的多份研究報告指出,2019年物聯(lián)網(wǎng)設備將面臨更多的攻擊。Avast的一份出版物中預測,物聯(lián)網(wǎng)惡意軟件的演變將使其變得比以往出現在計算機和智能手機中的惡意軟件更加復雜。
此外,諾基亞的一項研究發(fā)現,2018年,物聯(lián)網(wǎng)僵尸網(wǎng)絡(luò )活動(dòng)占到整個(gè)惡意軟件運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )活動(dòng)的78%。研究人員還擔心黑客黑入智能城市傳感器并對整個(gè)社區造成嚴重破壞,而不是僅僅盯著(zhù)消費者設備。在對三家領(lǐng)頭的智能城市傳感器供應商的一份調查中,發(fā)現了17個(gè)網(wǎng)絡(luò )安全方面的缺陷,其中關(guān)鍵漏洞高達八個(gè)。
這一研究發(fā)現表明,傳感器公司和客戶(hù)有很多尚未發(fā)現的已知的網(wǎng)絡(luò )安全問(wèn)題,風(fēng)險在不斷增長(cháng),并且需要在未來(lái)幾年內進(jìn)行全面管理。構建物聯(lián)網(wǎng)設備的工程師需要在整個(gè)傳感器和其他組件的設計和生產(chǎn)過(guò)程中將網(wǎng)絡(luò )安全作為首要問(wèn)題,以幫助減少網(wǎng)絡(luò )安全故障對設備的影響。
5.由于燃油質(zhì)量低或維護不當導致汽車(chē)氧氣傳感器出現問(wèn)題
今天的汽車(chē)配備了一系列傳感器,特別是當這些車(chē)輛部署了包括車(chē)道感應或者避障功能在內的一些自動(dòng)駕駛相關(guān)的功能時(shí),傳感器的種類(lèi)和數量更加繁多。此外,還有一種常見(jiàn)的輪胎溫度壓力傳感器,它會(huì )在輪胎壓力過(guò)高或者過(guò)低導致無(wú)法安全行駛時(shí)告訴人們何時(shí)需要調節一下輪胎的壓力。但是,還有一些人們所不熟悉的傳感器,比如氧氣傳感器。氧氣傳感器可以監測排放尾氣中的氧氣含量。該傳感器使用電壓信號的形式將結果傳達給汽車(chē)的計算機,然后,如果有必要,車(chē)載計算機會(huì )調整輸送到發(fā)動(dòng)機的燃料/氧氣混合物的混合比例。
當燃料與氧氣的比例不合適導致混合物太稀或者過(guò)濃時(shí),會(huì )導致汽車(chē)運行不平穩,或者達不到理想的燃油效率,造成百公里油耗的增加。此外,隨著(zhù)時(shí)間的推移,氧氣傳感器也可能會(huì )被燃料添加劑和油灰等燃燒副產(chǎn)物影響而結塊。如果不進(jìn)行定期維護,尤其是沒(méi)有按照手冊要求定期更換火花塞和空氣過(guò)濾器,可能會(huì )導致氧氣傳感器出現問(wèn)題。這些器件時(shí)為了幫助促進(jìn)燃料進(jìn)行完全燃燒,燃燒不完全會(huì )導致排放系統中的廢料積聚。
如果駕駛員使用了不推薦使用的汽油或者劣質(zhì)汽油,氧氣傳感器的壽命也可能低于預期的平均壽命。汽車(chē)制造商會(huì )在車(chē)輛手冊中提供氧氣傳感器的使用注意事項等信息,以幫助車(chē)主避免遭遇氧氣傳感器故障。例如,一般都會(huì )建議在車(chē)齡不到十五年的汽車(chē)上,行駛六萬(wàn)到九萬(wàn)英里時(shí)需要更換一次氧氣傳感器。
主動(dòng)考慮、提前預防可以減少傳感器故障
本文介紹了在生產(chǎn)期間或工作期間可能出現的傳感器問(wèn)題。當傳感器生產(chǎn)商和客戶(hù)們提前考慮可能出現哪些故障并進(jìn)行預防時(shí),就可以避免傳感器出現故障,正常服務(wù)于客戶(hù)的產(chǎn)品。