電氣維修方法論第六篇（電氣設(shè)備的工作原理）

電氣維修方法論第六篇（電氣設(shè)備的工作原理）

為提高查找故障源的效率，電氣設(shè)備需要從工作原理的角度進(jìn)行分類并掌握其本質(zhì)特征和規(guī)律，有利于判斷獨(dú)立電氣設(shè)備好壞（內(nèi)因）。電氣設(shè)備工作原理包含核心部件和組織結(jié)構(gòu)、工作狀態(tài)和控制方式、輸入輸出物理量及能量變換等因素。

電氣設(shè)備的本質(zhì)特征

電氣設(shè)備中部件分為核心部件和輔助部件，核心部件和組織結(jié)構(gòu)就是電氣設(shè)備本質(zhì)特征。為滿足生產(chǎn)制造通用性和使用維護(hù)方便性要求，電氣設(shè)備組織結(jié)構(gòu)由硬件系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。對(duì)大量不同類型電氣設(shè)備統(tǒng)計(jì)并歸納總結(jié)出抽象的通用硬件標(biāo)準(zhǔn)模型和通用控制標(biāo)準(zhǔn)模型。

硬件模型標(biāo)準(zhǔn)通常由外殼結(jié)構(gòu)、輸入模塊、處理模塊、輸出模塊、保護(hù)模塊、人機(jī)交互模塊、通訊模塊和工作電源模塊組成。輸入模塊、處理模塊和輸出模塊組成主回路，實(shí)現(xiàn)電路主要功能。保護(hù)模塊、人機(jī)交互模塊、通訊模塊和工作電源模塊組成輔助回路，配合完善主回路正常工作。各主要模塊之間電氣關(guān)系分為獨(dú)立、串行、并行和嵌入等類型，每種模塊由一個(gè)或多個(gè)部件組成。

外殼結(jié)構(gòu)是外部保護(hù)和裝飾設(shè)備，內(nèi)部支撐固定各種部件。

輸入模塊把輸入其它形式能源或采集到的信息轉(zhuǎn)換為處理部件需要的電能或電信號(hào)。

處理模塊把輸入電能或電信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出部件需要的電能或電信號(hào)。

輸出模塊把輸出電能或電信號(hào)轉(zhuǎn)換為人需要的其它形式能源或信息。

人機(jī)交互模塊采集并顯示電氣設(shè)備狀態(tài)信息，接受人指令或自動(dòng)控制電氣設(shè)備正常運(yùn)行、改變狀態(tài)或處理信息。

通訊模塊與其它電氣設(shè)備進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間同步運(yùn)行、互相控制、數(shù)據(jù)保存、檢測(cè)調(diào)試和軟件升級(jí)等功能。

電源模塊為電氣設(shè)備各部件提供必要的電能（通常是各種電壓等級(jí)的直流電），按照來源分為外部電源和內(nèi)部電源。外部電源部件把市電電網(wǎng)提供的AC220V電能轉(zhuǎn)換為各部件需要電能。內(nèi)部電源部件靠自身存儲(chǔ)或產(chǎn)生的電能（如電池或發(fā)電機(jī)）轉(zhuǎn)換為各部件需要電能。

控制模型標(biāo)準(zhǔn)分為傳統(tǒng)控制和電氣控制。優(yōu)秀的控制功能使設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定和使用方便。傳統(tǒng)控制方式有機(jī)械控制、蒸汽控制、液壓控制等，缺點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜、使用不便，只能滿足基本控制需要。電氣控制系統(tǒng)由信息采樣、信息處理、控制輸出以及人機(jī)交互組成，分為硬件控制和軟件控制。硬件控制穩(wěn)定而且響應(yīng)快，但是功能相對(duì)固定。軟件控制響應(yīng)較慢，具有容易實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜控制需求、功能擴(kuò)充方便、人機(jī)界面友好和通訊效率高等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)代設(shè)備主要控制方式。

控制范圍分為集中控制和分布式控制。集中控制由控制中心接收、處理和輸出所有電氣設(shè)備信息。分布式控制具有多個(gè)控制樞紐，用控制樞紐實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制，各個(gè)控制樞紐之間采用對(duì)應(yīng)通訊方式保證信息實(shí)時(shí)連接。

人機(jī)交互是指人和電氣設(shè)備之間信息交流，信息分為接收信息和發(fā)出指令。人用眼睛感知識(shí)別視覺信息，耳朵感知識(shí)別聽覺信息，鼻感知識(shí)別嗅覺信息，舌感知識(shí)別味覺信息，皮膚感知識(shí)別溫度、壓力和運(yùn)動(dòng)等觸覺信息，喉嚨發(fā)出語音指令，肢體發(fā)出機(jī)械指令。按照使用習(xí)慣以及安全性和方便性要求，通常人機(jī)交互主要接收視覺和聽覺信息，發(fā)出機(jī)械指令。輸入和輸出信息分為數(shù)字信息（如指示燈、蜂鳴器、按鍵、擋位開關(guān)等）和模擬信息（如儀表、顯示屏、可調(diào)旋鈕、語音等）。

控制結(jié)構(gòu)分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制。開環(huán)控制結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，設(shè)備運(yùn)行不夠穩(wěn)定，適用于在運(yùn)行中負(fù)荷變化較小的電氣設(shè)備。閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，分為正反饋和負(fù)反饋、單環(huán)控制和多環(huán)控制，能夠保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，適用于在運(yùn)行中負(fù)荷變化較大的電氣設(shè)備。

控制理念人工控制和自動(dòng)控制。人工控制由人實(shí)時(shí)掌控設(shè)備運(yùn)行全過程，但受精力和時(shí)間限制，無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期、快響應(yīng)和高精度的控制要求。自動(dòng)控制由設(shè)備按預(yù)先設(shè)定程序自行控制，具有周期長(zhǎng)、過程復(fù)雜和精度高優(yōu)點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)自檢功能、自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)通訊、自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)修復(fù)等功能，甚至取消電源開關(guān)以尊重設(shè)備自我維持的生命權(quán)，人只有必要時(shí)才間接參與控制，極大降低工作強(qiáng)度，但也削弱了人對(duì)設(shè)備掌控能力，符合現(xiàn)代自動(dòng)控制的理念。

控制類型分為直接控制和間接控制。直接開關(guān)控制由人肢體提供機(jī)械能直接控制電氣設(shè)備運(yùn)行，控制功能少、響應(yīng)慢和安全性低。間接控制通過中間部件間接控制電氣設(shè)備運(yùn)行，能實(shí)現(xiàn)本地控制和遠(yuǎn)程控制、有線控制和無線控制等控制功能，適用于系統(tǒng)規(guī)模大、安全等級(jí)高的電氣設(shè)備。

電氣設(shè)備的本質(zhì)規(guī)律

核心部件運(yùn)動(dòng)規(guī)律就是電氣設(shè)備本質(zhì)規(guī)律。通常用功能框圖描述電氣設(shè)備工作原理。

工作狀態(tài)通常分為啟動(dòng)、待機(jī)、設(shè)置調(diào)整、運(yùn)行和關(guān)機(jī)等狀態(tài)，其中待機(jī)、設(shè)置調(diào)整和運(yùn)行是穩(wěn)態(tài)，啟動(dòng)和關(guān)機(jī)是暫態(tài)。各狀態(tài)之間切換方式由硬件切換和軟件切換（程序循環(huán)查詢或事件時(shí)間中斷）。沒有記憶功能電氣設(shè)備通常由硬件切換工作狀態(tài)：?jiǎn)?dòng)暫態(tài)>待機(jī)穩(wěn)態(tài)>設(shè)置調(diào)整穩(wěn)態(tài)>運(yùn)行穩(wěn)態(tài)>關(guān)機(jī)暫態(tài)。有記憶功能電氣設(shè)備通常由軟件切換工作狀態(tài)：?jiǎn)?dòng)自檢及初始化暫態(tài)>待機(jī)穩(wěn)態(tài)>設(shè)置調(diào)整穩(wěn)態(tài)>自動(dòng)運(yùn)行時(shí)循環(huán)查詢或事件時(shí)間中斷穩(wěn)態(tài)>通訊或升級(jí)暫態(tài)>關(guān)機(jī)保存信息暫態(tài)。

運(yùn)行狀態(tài)時(shí)設(shè)備有兩種實(shí)時(shí)運(yùn)行模式，一種是狀態(tài)機(jī)模式，通過切換開關(guān)控制電氣設(shè)備工作在不同的階段。另一種是并行運(yùn)行模式，電氣設(shè)備同時(shí)工作在多個(gè)不同階段中，如實(shí)現(xiàn)設(shè)備核心功能的階段，實(shí)現(xiàn)采樣或保護(hù)等輔助功能的階段，人機(jī)交互、升級(jí)、自檢或通訊等階段。

電氣設(shè)備在不同狀態(tài)時(shí)其內(nèi)部部件也處于不同狀態(tài)中，盡量在設(shè)備處于穩(wěn)態(tài)時(shí)查找故障原因，能獲得較長(zhǎng)檢測(cè)時(shí)間，有助于撲捉異?，F(xiàn)象、選擇切入點(diǎn)、縮小故障排查范圍和判斷對(duì)象好壞。

能量變換是電氣設(shè)備在能量上表現(xiàn)的本質(zhì)規(guī)律，包括內(nèi)部電磁能消耗和外部其它能量的相互變換。通常用各種物理運(yùn)動(dòng)規(guī)律（如電磁運(yùn)動(dòng)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng)、光運(yùn)動(dòng)和化學(xué)運(yùn)動(dòng)等）描述電氣設(shè)備能量的變化。因?yàn)殡姶拍芎推渌芰肯嗷マD(zhuǎn)換簡(jiǎn)單直接，所以電氣設(shè)備能量利用效率較高，其能量消耗與各部件工作電流之和成正比。通常電氣設(shè)備待機(jī)時(shí)能量消耗最低，啟動(dòng)和關(guān)機(jī)時(shí)能量消耗中等，運(yùn)行和設(shè)置調(diào)整時(shí)能量消耗最大。使用維護(hù)時(shí)通過測(cè)量輸入電流是否在正常范圍內(nèi)判斷設(shè)備或部件好壞。

（一）電磁能和其它能量相互轉(zhuǎn)換設(shè)備類

換能設(shè)備處于能量轉(zhuǎn)化狀態(tài)時(shí)，通過測(cè)量其工作電壓和工作電流是否在正常值范圍內(nèi)可以初步判斷換能設(shè)備是否正常工作。

電磁能和機(jī)械能

電能驅(qū)動(dòng)設(shè)備利用電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力將電磁能直接轉(zhuǎn)換為各種運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械能。常見機(jī)械能有動(dòng)能和勢(shì)能，機(jī)械運(yùn)動(dòng)基本形式有旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)、平移和震動(dòng)，借助特殊傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)伸縮、膨脹、變形和壓縮等復(fù)合運(yùn)動(dòng)，通過組合轉(zhuǎn)換為其它機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式。聲波和超聲波也屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)。

利用電場(chǎng)同性相斥異性相吸的力學(xué)原理驅(qū)動(dòng)靜電電機(jī)運(yùn)動(dòng)，將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。因?yàn)殡妶?chǎng)力和電位差高低成正比，對(duì)絕緣材質(zhì)要求極高，但是機(jī)械運(yùn)動(dòng)容易降低絕緣材質(zhì)的絕緣性，造成較大的安全隱患，所以靜電電機(jī)輸出功率較小，通常用于微型機(jī)械，如靜電電動(dòng)機(jī)、場(chǎng)致發(fā)音器、壓電陶瓷蜂鳴器和噴墨噴頭等。利用壓電材料的壓電效應(yīng)制作壓電驅(qū)動(dòng)器，可以把高頻電場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為超聲波，頻率高、振幅小。電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)隨著新材料出現(xiàn)不斷發(fā)展。

利用磁場(chǎng)同極相斥異極相吸的力學(xué)原理驅(qū)動(dòng)電磁電機(jī)運(yùn)動(dòng)，將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。由于磁場(chǎng)力大小與線圈匝數(shù)、通過電流成正比，可以增加線圈匝數(shù)提高磁場(chǎng)力，調(diào)節(jié)通過電流控制磁場(chǎng)力的大小，輸出功率大于其它類型電機(jī)。電磁電機(jī)的本質(zhì)特征是包含線圈和運(yùn)動(dòng)零件的機(jī)械部件，其輸出功率和電機(jī)質(zhì)量成正，如交直流旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直線電機(jī)、電磁鐵、揚(yáng)聲器等電氣設(shè)備類，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中，放大了人的肢體力量。

電能驅(qū)動(dòng)設(shè)備是以電機(jī)部件為核心的成熟電氣設(shè)備，主要參數(shù)是轉(zhuǎn)化效率、消耗功率、輸出轉(zhuǎn)速或力矩。在通電狀態(tài)下，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能夠被人直接感知，通過比較判斷其好壞。

機(jī)械發(fā)電設(shè)備分為機(jī)械發(fā)電和半導(dǎo)體發(fā)電。將旋轉(zhuǎn)、機(jī)械發(fā)電由擺動(dòng)、直線和振動(dòng)等機(jī)械運(yùn)動(dòng)使垂直于閉環(huán)回路的磁通量發(fā)生變化（通常改變面積），能在閉環(huán)回路中感應(yīng)出電流，其大小與磁通量變化率成正比，方向由磁場(chǎng)方向和磁通量增減趨勢(shì)有關(guān)，總是阻礙磁通量變化。交流發(fā)電機(jī)將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能直接轉(zhuǎn)換為方向和大小都作周期性變化交流電能（如果加裝換向器就成為直流發(fā)電機(jī)），能輸出大功率電能。通過特殊傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將擺動(dòng)、直線和振動(dòng)等機(jī)械能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，只能輸出小功率電能。半?dǎo)體發(fā)電由壓電材料（如壓電陶瓷）當(dāng)外部壓力發(fā)生形變時(shí)其表面會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，將周期性機(jī)械能直接轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，機(jī)械頻率就是電信號(hào)頻率，只能輸出小功率電能。

機(jī)械發(fā)電設(shè)備是以發(fā)電部件為核心的電氣設(shè)備，主要參數(shù)是轉(zhuǎn)化效率、消耗功率、輸出電壓或電流。因?yàn)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能夠被人直接感知，所以機(jī)械發(fā)電設(shè)備正常工作后，用示波器以及萬用表電壓檔測(cè)量其輸出端電壓的波形和幅值，通過比較判斷其好壞。

電磁能和熱能

電制熱設(shè)備將通過電阻的電能直接轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)生活需要的熱能，通過接觸、對(duì)流和熱輻射將熱能傳輸?shù)接脽嵛恢?，發(fā)熱功率與電阻阻值以及通過電流平方成正比，能夠產(chǎn)生大功率熱能。常用制熱方式有電熱絲、電弧、高頻渦流，常用電制熱設(shè)備有電熨斗、電焊機(jī)和電磁爐等。

電制熱設(shè)備是以電熱部件為核心的成熟電氣設(shè)備，主要參數(shù)是轉(zhuǎn)化效率、消耗功率、制熱量。在通電狀態(tài)下，其發(fā)熱狀態(tài)能夠被人直接感知，通常用溫度計(jì)或紅外測(cè)試儀測(cè)量電制熱設(shè)備溫度，通過比較判斷其好壞。

電制冷設(shè)備分為制冷媒介蒸發(fā)制冷和半導(dǎo)體材料帕爾貼Peltier效應(yīng)制冷。制冷媒介制冷設(shè)備先將電能轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s機(jī)機(jī)械能，將低溫低壓氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓氣態(tài)制冷劑，通過冷凝器散熱后的低溫高壓液態(tài)制冷劑，進(jìn)入節(jié)流毛細(xì)管形成低溫低壓液態(tài)制冷劑，再進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸收熱能形成低溫低壓氣態(tài)制冷劑后返回壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)制冷。此類設(shè)備體積大和效率低，適用于需要大規(guī)模制冷的場(chǎng)合。半導(dǎo)體材料制冷設(shè)備當(dāng)直流電通過兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)組成的電偶時(shí)，在電偶兩端分別吸收和放出熱量，吸熱端實(shí)現(xiàn)制冷。此類設(shè)備制冷量和體積較小，可靠性高。

電制冷設(shè)備是以電制冷部件為核心的電氣設(shè)備，主要參數(shù)是轉(zhuǎn)化效率、消耗功率、制冷量。在通電狀態(tài)下，其制冷狀態(tài)能夠被人直接感知，通常用溫度計(jì)或紅外測(cè)試儀測(cè)量電制冷設(shè)備溫度，通過比較判斷其好壞。

熱電設(shè)備分為利用熱機(jī)發(fā)電和熱電效應(yīng)發(fā)電。熱機(jī)發(fā)電先用高溫?zé)嵩醇訜峁ぷ髁黧w使其蒸發(fā)成氣態(tài)后絕熱膨脹，推動(dòng)活動(dòng)機(jī)械（渦輪機(jī)葉片或氣缸活塞）運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。此類設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜、體積大和效率低，但輸出電能功率大。熱電效應(yīng)發(fā)電當(dāng)兩種溫度不同、電子密度不同的導(dǎo)體互相接觸，電子由密度高向密度低方向擴(kuò)散形成電勢(shì)差，通過多級(jí)串并聯(lián)提升輸出電壓和電流。此類設(shè)備因?yàn)闆]有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所以具有體積小、壽命長(zhǎng)、無噪音和效率高等優(yōu)點(diǎn)，但輸出電能功率小。

熱電設(shè)備是以熱電部件為核心的電氣設(shè)備，主要參數(shù)是轉(zhuǎn)化效率、輸出功率和電壓。在工作狀態(tài)下，通常用萬用表電壓檔測(cè)量熱電設(shè)備輸出電壓，通過對(duì)比判斷其好壞。

電磁能和光能

電光設(shè)備分為熱致發(fā)光和場(chǎng)致發(fā)光。熱致發(fā)光當(dāng)電阻發(fā)熱使原子受熱后激發(fā)到更高但不穩(wěn)定的能級(jí)，跌回低能級(jí)或基態(tài)時(shí)發(fā)射出光子。場(chǎng)致發(fā)光在電磁場(chǎng)力將原子激發(fā)到更高但不穩(wěn)定的能級(jí)，跌回低能級(jí)或基態(tài)時(shí)發(fā)射出光子。電光設(shè)備將電磁能轉(zhuǎn)換為光能，為黑暗帶來光明。

電光設(shè)備是以電光部件為核心的電氣設(shè)備，主要參數(shù)是發(fā)光效率、照度、額定功率和電壓。在工作狀態(tài)下，其光線能夠被人直接感知，通常用照度儀測(cè)量電光設(shè)備輸出亮度，通過對(duì)比判斷其好壞。

光電設(shè)備利用半導(dǎo)體PN結(jié)光伏效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。具有足夠能量光子照射PN結(jié)，激發(fā)PN產(chǎn)生0.6V電勢(shì)差。通過提高光線強(qiáng)度和接收面積，對(duì)PN結(jié)多級(jí)串并聯(lián)提升輸出電壓和電流，形成光伏發(fā)電。此類設(shè)備具有壽命長(zhǎng)、無噪音等優(yōu)點(diǎn)，但占地面積大、效率低和輸出電能功率小。

光電設(shè)備是以光電部件為核心的電氣設(shè)備，主要參數(shù)是轉(zhuǎn)化效率、輸出功率和電壓。在工作狀態(tài)下，通常用萬用表電壓檔測(cè)量光電設(shè)備輸出電壓，通過對(duì)比判斷其好壞。

電磁能和化學(xué)能

電池設(shè)備是能夠存儲(chǔ)并輸出電能的裝置。常用成熟電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的化學(xué)電池，可充電池充電時(shí)利用外部電能使內(nèi)部活性物質(zhì)再生，把電能儲(chǔ)存為化學(xué)能，放電時(shí)把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能輸出。電池存儲(chǔ)具有容量低、充放電次數(shù)少和充電時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)都是當(dāng)今世界性技術(shù)難題。

電池設(shè)備是以電池部件為核心的電氣設(shè)備，主要參數(shù)是存儲(chǔ)容量、輸出電壓和放電時(shí)間。在工作狀態(tài)下，通常用萬用表電壓和電流檔測(cè)量電池設(shè)備輸出電壓和電流，通過對(duì)比判斷其好壞。

電化學(xué)設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能。電化學(xué)設(shè)備兩個(gè)獨(dú)立電極接通外部電源后，離子從一個(gè)電極通過電解質(zhì)流到另一個(gè)電極的過程中，在電場(chǎng)力作用下離子做功或吸能后產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，常用于電解、電鍍、防腐等工業(yè)生產(chǎn)中。

電化學(xué)設(shè)備是以電解槽部件為核心的電氣設(shè)備，主要參數(shù)是轉(zhuǎn)化效率、額定功率和輸出電流。在工作狀態(tài)下，通常用萬用表電流檔測(cè)量電化學(xué)設(shè)備電極輸出流，通過對(duì)比判斷其好壞。

（二）信息設(shè)備類

信息是人感知或干涉外部世界過程中非物質(zhì)信號(hào)總稱，包括數(shù)據(jù)的采集、處理、保存和通訊等。信息通常以能量或物質(zhì)為載體，盡量消耗最少載體保存最多內(nèi)容。電信號(hào)是信息最佳載體，具有采集方便、處理傳輸速度快、保存容易、能耗低無損耗等特點(diǎn)。電信號(hào)既能描述字符、文字、數(shù)字、圖形、視頻、聲音等數(shù)據(jù)內(nèi)容，還可作為命令、地址和狀態(tài)等控制指令，能按人或設(shè)備需要?jiǎng)討B(tài)收集、分析預(yù)測(cè)、保存和交換信息。電信號(hào)分為模擬形式和數(shù)字形式。信息設(shè)備是以電信號(hào)為工作對(duì)象的設(shè)備。模擬控制器（如音頻、視頻和燈光控制器）以運(yùn)算放大部件為核心，采集、處理和保存模擬信息。數(shù)字計(jì)算機(jī)以CPU、存儲(chǔ)器和輸入輸出部件為核心，采集、處理和保存數(shù)字信息。

計(jì)算機(jī)采用總線化、標(biāo)準(zhǔn)化、開放性和可移植性的體系結(jié)構(gòu)，將所有功能部件和外部端口都連接在總線上。既方便大規(guī)模生產(chǎn)，也方便擴(kuò)充升級(jí)。通過安裝不同程序和外圍硬件能實(shí)現(xiàn)不同功能，將信息采集、處理、保存和通訊合為一體。計(jì)算機(jī)既是成套設(shè)備系統(tǒng)的重要組成部分，也是電氣維護(hù)的重要工具。利用計(jì)算機(jī)查詢和交流技術(shù)信息、快速撲捉和分析異常狀態(tài)、長(zhǎng)期記錄故障現(xiàn)象，有效彌補(bǔ)人精力和時(shí)間限制，為高效查找故障原因提供可靠的技術(shù)支撐。計(jì)算機(jī)發(fā)明極大解放了人腦力勞動(dòng)。

數(shù)字計(jì)算機(jī)分為通用計(jì)算機(jī)（臺(tái)式和筆記本）和控制計(jì)算機(jī)（工控機(jī)、單片機(jī)等）。通用計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大，主要用于數(shù)據(jù)采集、處理、保存。專用計(jì)算機(jī)功能專一，主要用于設(shè)備過程控制。計(jì)算機(jī)屬于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，如果硬件異常可以采用替換部件、電路板或電氣元件的方式，通過對(duì)比判斷硬件是否正常工作。在工作狀態(tài)下，利用計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)或自檢程序判斷其好壞。

信息采集

智能信息采集設(shè)備是以傳感器和嵌入式單片機(jī)為核心的電氣設(shè)備，用傳感器感知物理信息，嵌入式單片機(jī)對(duì)輸入信息進(jìn)行過濾、識(shí)別、校正和匹配后輸出其它設(shè)備需要的信息。要求實(shí)時(shí)觸發(fā)、抗干擾強(qiáng)和能與其它設(shè)備同步。主要參數(shù)是適用范圍、靈敏度、綜合誤差和輸入輸出阻抗等。在通電狀態(tài)下，通常用示波器測(cè)量輸出信號(hào)，通過比較判斷其好壞。

信息處理

智能信息處理設(shè)備是以計(jì)算機(jī)為核心的電氣設(shè)備，按人需要對(duì)信息進(jìn)行分類、檢索、計(jì)算、比較、變換和管理，計(jì)算包括算術(shù)、比較和邏輯等運(yùn)算。要求正確快速的處理數(shù)據(jù)。通用計(jì)算機(jī)是最常用信息處理設(shè)備，主要參數(shù)是處理數(shù)據(jù)位數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)速度和運(yùn)算速度等。在通電狀態(tài)下，利用計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)或自檢程序判斷其好壞。

信息保存

智能信息存儲(chǔ)設(shè)備是以存儲(chǔ)器和嵌入式單片機(jī)為核心的電氣設(shè)備，信息保存就是把采集或處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖、存儲(chǔ)和備份等要求能夠大量保存多種類型的數(shù)據(jù)，還能快速查詢和修改數(shù)據(jù)。常用存儲(chǔ)部件有機(jī)械硬盤、固態(tài)硬盤、磁帶、ROM和光盤等。主要參數(shù)是處理數(shù)據(jù)位數(shù)、讀寫數(shù)據(jù)速度和存儲(chǔ)容量等。在通電狀態(tài)下，利用計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)或自檢程序判斷其好壞。

信息通訊

智能信息通訊設(shè)備是以傳輸媒介和交換機(jī)（其中包含嵌入式單片機(jī)）為核心的電氣設(shè)備，用有線媒介（如電話線、雙絞線、網(wǎng)線、同軸電纜、光纖等）組成總線、星型、樹型、令牌環(huán)和網(wǎng)狀等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)交換信息（數(shù)據(jù)、文字、語音和圖像等），用無線方式（如藍(lán)牙、WIFI、WWAN等）組成星型和網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)交換信息。智能通訊設(shè)備要求盡量用最少物理資源最快、最遠(yuǎn)、最廣的傳輸、分配和交換多種類型信息。主要參數(shù)是傳輸容量、通訊速度和傳輸距離等。在通電狀態(tài)下，利用計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)或自檢程序判斷其好壞。

（三）電磁波設(shè)備類

電磁波設(shè)備是以發(fā)射接收部件和天線為核心的電氣設(shè)備。電磁波設(shè)備既能無線傳輸電信號(hào)，還能無線充電。無線通訊擺脫線纜約束，具有傳輸距離遠(yuǎn)、安裝周期短、性能穩(wěn)定、維護(hù)方便、組網(wǎng)靈活和可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。電磁波傳輸時(shí)先用發(fā)射設(shè)備將需要發(fā)送信息調(diào)制后通過天線發(fā)射出去，中繼設(shè)備擴(kuò)展傳輸范圍，接收設(shè)備通過天線接收電磁波后再調(diào)諧出需要接收的信息。常用的電磁波傳輸技術(shù)有衛(wèi)星、短波、GPRS/CDMA、微波和無線網(wǎng)橋等。常用于交通運(yùn)輸、通訊網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程檢測(cè)、城市管理等領(lǐng)域。無線充電分為小功率電磁感應(yīng)式和大功率磁場(chǎng)共振式，主流標(biāo)準(zhǔn)有Qi、PMA、A4WP，常用于對(duì)手機(jī)或電動(dòng)車非接觸充電。電磁波設(shè)備主要參數(shù)有頻率、發(fā)射接收效率、能量傳輸效率等。通常用頻率計(jì)和高頻示波器測(cè)量其輸入輸出電壓和電流，通過對(duì)比判斷其好壞。

（作者：羅清；地址：四川省攀枝花市東區(qū)；電話：13548205451；微信：pzhLQ564200811；QQ：564200811）

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