傳感器故障主要包括：完全失效故障、固定偏差故障、漂移偏差故障和精度下降四類。

　　如圖1所示

　　圖1 傳感器的故障類型

　　其中，失效故障是指傳感器測量的突然失靈，測量值一直為某一常數(shù);偏差故障主要是指傳感器的測量值與真實值相差某一恒定常數(shù)的一類故障，從圖中可見，有故障的測量與無故障的測量是平行的;

　　漂移故障是指傳感器測量值與真實值的差值隨時問的增加而發(fā)生化的一類故障;

　　精度下降是指傳感器的測量能力變差，精度變低。精度等級降低時，測量的平均值并沒有發(fā)生變化，而是測量的方差發(fā)生變化。

　　固定偏差故障和漂移故障都是不容易發(fā)現(xiàn)的故障，在故障發(fā)生的過程中會引起一系列的無法預計的問題，使控制系統(tǒng)長期不能正常發(fā)揮作用。

　　傳感器的故障分類方式

　　1、按傳感器故障程度分類

　　按傳感器故障程度的大小可分為硬故障和軟故障。

　　硬故障泛指結構損壞導致的故障，一般幅值較大，變化突然;軟故障泛指特性的變異，幅值較小，變化緩慢。

　　硬故障也稱完全故障，完全故障時測量值不隨實際變化而變化，始終保持某一讀數(shù)。通常這一恒定值一般是零或者最大讀數(shù)。故障測量值大致是一條水平直線。

　　軟故障包括數(shù)據(jù)偏差、漂移、精度等級下降等。軟故障相對較小，難于被發(fā)現(xiàn)，因此，從某種意義上來講，軟故障危害比硬故障危害更大，其危害逐漸引起了人們的重視。

　　2、按故障存在的表現(xiàn)分類

　　按故障存在的表現(xiàn)可分為間歇性故障和永久性故障。

　　間歇性故障時好時壞;永久性故障失效后，不能再恢復正常。

　　3、根據(jù)故障發(fā)生、發(fā)展的進程分類

　　根據(jù)故障發(fā)生、發(fā)展的進程可分為突變故障和緩變故障。

　　突變故障信號變化速率大;緩變故障信號變化速率小。

　　4、按故障的原因分類

　　按故障原因可分為偏差故障，沖擊故障，開路故障，漂移故障，短路故障，周期性干擾，非線性死區(qū)故障。

　　偏差故障的故障原因為：偏置電流或偏置電壓等;

　　沖擊故障的故障原因是：電源和地線中的隨機干擾，浪涌、電火花放電，D/A變換器中的毛刺等;

　　開路故障的故障原因：信號線斷、芯片管腳沒連上等;

　　漂移故障的故障原因：溫等;

　　短路故障的故障原因：污染引起的橋路腐蝕、線路短接等;

　　周期性干擾的故障原因：電源50 Hz干擾等;

　　非線性死區(qū)故障的故障原因：放大器飽和、含有非線性環(huán)節(jié)等。

　　另外，從建模、仿真的角度出發(fā)，可分為乘性故障和加性故障。對于偏置故障，在原信號上加上一個恒定或隨機的小信號;對于沖擊干擾，可在原信號上疊加一個脈沖信號;對于短路故障，信號接近于零;開路故障，信號接近傳感器輸出最大值;漂移故障，信號以某一速率偏移原信號;周期性干擾故障，原信號上疊加某一頻率的信號。

　　傳感器故障的診斷方法

　　從不同角度出發(fā)，故障診斷方法的分類不完全相同。現(xiàn)簡單地將故障診斷方法分為：基于解析數(shù)學模型的方法和不依賴于數(shù)學模型的方法。

　　1、基于解析數(shù)學模型的方法

　　根據(jù)殘差產生的形式不同，基于解析數(shù)學模型的方法可以進一步分為：參數(shù)估計法、狀態(tài)估計法和等價空間法。

　　基于模型的故障診斷方法，是一種最早發(fā)展起來的診斷方法，同時也是一種研究、應用最廣泛的診斷方法。

　　優(yōu)點是模型機理清楚，結構簡單，易實現(xiàn)，易分析，可實時診斷。在故障診斷領域具有重要的地位，在今后的發(fā)展中依然會是傳感器故障診斷方法的主要研究方向。

　　缺點是計算量大，系統(tǒng)復雜;存在建模誤差，模型的適應性差;可靠性差，容易出現(xiàn)誤報、漏報等現(xiàn)象;外部擾動的魯棒性，系統(tǒng)的噪聲和干擾不敏感。

　　目前，這種診斷方法的研究成果仍然主要集中于線性系統(tǒng)，對深入研究非線性系統(tǒng)的通用故障診斷技術具有重要的意義，同時，魯棒性問題也具有很高的研究價值。表l介紹了模型法中一些故障診斷方法的優(yōu)點和缺點。

　　表1模型法中一些故障診斷方法的優(yōu)點和缺點的比較