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?jìng)鞲衅鳒y(cè)量的突然失靈，測(cè)量值一直為某一常數(shù);偏差故障主要是指?jìng)鞲衅鞯臏y(cè)量值與真實(shí)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(cè)量與無(wú)故障的測(cè)量是平行的;
漂移故障是指?jìng)鞲衅鳒y(cè)量值與真實(shí)值的差值隨時(shí)問(wèn)的增加而發(fā)生化的一類故障;
精度下降是指?jìng)鞲衅鞯臏y(cè)量能力變差，精度變低。精度等級(jí)降低時(shí)，測(cè)量的平均值并沒(méi)有發(fā)生變化，而是測(cè)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(guò)程中會(huì)引起一系列的無(wú)法預(yù)計(jì)的問(wèn)題，使控制系統(tǒng)長(zhǎng)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(jié)構(gòu)損壞導(dǎo)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(shí)測(cè)量值不隨實(shí)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(cè)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(jí)下降等。軟故障相對(duì)較小，難于被發(fā)現(xiàn)，因此，從某種意義上來(lái)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(shí)好時(shí)壞;永久性故障失效后，不能再恢復(fù)正常。
3、根據(jù)故障發(fā)生、發(fā)展的進(jìn)程分類
根據(jù)故障發(fā)生、發(fā)展的進(jìn)程可分為突變故障和緩變故障。
突變故障信號(hào)變化速率大;緩變故障信號(hào)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?yàn)椋浩?a href="http://ttokpm.com/tags/電流/" target="_blank">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(jī)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(hào)線斷、芯片管腳沒(méi)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(duì)于偏置故障，在原信號(hào)上加上一個(gè)恒定或隨機(jī)的小信號(hào);對(duì)于沖擊干擾，可在原信號(hào)上疊加一個(gè)脈沖信號(hào);對(duì)于短路故障，信號(hào)接近于零;開路故障，信號(hào)接近傳感器輸出最大值;漂移故障，信號(hào)以某一速率偏移原信號(hào);周期性干擾故障，原信號(hào)上疊加某一頻率的信號(hào)。
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?，F(xiàn)簡(jiǎn)單地將故障診斷方法分為：基于解析數(shù)學(xué)模型的方法和不依賴于數(shù)學(xué)模型的方法。
1、基于解析數(shù)學(xué)模型的方法
根據(jù)殘差產(chǎn)生的形式不同，基于解析數(shù)學(xué)模型的方法可以進(jìn)一步分為：參數(shù)估計(jì)法、狀態(tài)估計(jì)法和等價(jià)空間法。
基于模型的故障診斷方法，是一種最早發(fā)展起來(lái)的診斷方法，同時(shí)也是一種研究、應(yīng)用最廣泛的診斷方法。
優(yōu)點(diǎn)是模型機(jī)理清楚，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)，易分析，可實(shí)時(shí)診斷。在故障診斷領(lǐng)域具有重要的地位，在今后的發(fā)展中依然會(huì)是傳感器故障診斷方法的主要研究方向。
缺點(diǎn)是計(jì)算量大，系統(tǒng)復(fù)雜;存在建模誤差，模型的適應(yīng)性差;可靠性差，容易出現(xiàn)誤報(bào)、漏報(bào)等現(xiàn)象;外部擾動(dòng)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(duì)深入研究非線性系統(tǒng)的通用故障診斷技術(shù)具有重要的意義，同時(shí)，魯棒性問(wèn)題也具有很高的研究?jī)r(jià)值。表l介紹了模型法中一些故障診斷方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
表1模型法中一些故障診斷方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的比較