使用示波器進行故障診斷的方法(1):常見傳感器波形分析

2021-01-09 慧聰網

    汽車專用示波器可以實時採集點火、噴油、電控系統傳感器的波形,通過對傳感器波形的分析,可以準確診斷傳感器是否故障。通過對點火波形的分析,不僅可以診斷點火系統的火花塞、高壓線、點火線圈等各元器件故障,而且可以分析出進氣系統和燃油系統的可能故障點,為汽車的運行技術狀況和故障診斷提供科學的根據。

    下面以金德KT600汽車專用示波器為例,主要介紹汽車電控系統中常見傳感器的波形測試方法和波形分析,主要目的是幫助學習儀器的使用方法,但並不是對所有車型都適用,提供的是常用的典型指標,具體車型應當參照原廠維修手冊。

    歧管絕對壓力傳感器

    歧管絕對壓力傳感器(MAP)提供發動機負荷信號給發動機控制單元(ECU),通常為頻率調製的方波信號或電壓電平信號(不同的廠家會有所差異),經過ECU處理後,用來改變燃油的混合比及其他輸出值。當發動機負荷增加時,歧管壓力增大;反之歧管壓力低。已經損壞的MAP在發動機加速及減速時會影響空燃比,同時也會對點火正時及其他的電腦輸出值產生一定影響。

    (1)連接設備

    如下圖所示,連接KT600和電源延長線,根據被測試車型的蓄電池位置,選擇蓄電池供電或者點菸器供電。以蓄電池為例,如果選擇點菸器接頭,應當先確認點菸器是否有12V蓄電池電壓。將測試探頭接入通道1(CH1埠),然後將測試探頭上的小鱷魚夾接蓄電池負極或搭鐵,用測試探針刺入歧管絕對壓力傳感器觸發信號線。

    

    

    (2)測試方法

    連接好設備後,打開KT600電源開關;在KT600汽車專用示波器的主菜單下按上下方向鍵選擇示波分析儀,按下「ENTER」鍵確認;在汽車專用示波器菜單下選擇傳感器,按下「ENTER」鍵進入汽車傳感器選擇菜單;選擇歧管絕對壓力傳感器(MAP),按下「ENTER」鍵確認,根據測試條件,屏幕將會顯示波形;必要情況下,可以通過選擇周期、幅值、電平等參數,然後按方向鍵改變波形,也可以選擇停止鍵,按下停止鍵凍結波形後,選擇存儲,在CF卡中保存波形,供以後修車參考,選擇參考波形鍵,還可以保存為參考波形,同時與測試波形比較。

    (3)波形分析

    除了福特汽車的歧管絕對壓力傳感器是數字輸出信號以外,通常都是輸出模擬量的。模擬量的歧管壓力傳感器在真空度高時產生對地電壓信號接近0V,真空度低時(接近大氣壓力)產生的對地電壓信號高,接近於5V,不同廠家的指標可能有所不同,具體請參考維修手冊。有很多福特和林肯汽車車上安裝的是數字式歧管絕對壓力傳感器,數字量的輸出波形應當是幅值滿5V的脈衝,同時形狀正確、波形穩定、矩形方角正確、上升沿垂直。頻率與對應真空度應當符合維修資料給定的值。

    氧傳感器(鋯和鈦型)

    氧傳感器提供一個表示排氣中含氧量的輸出電壓,該電壓經由ECU處理後,可以調整對發動機的供油量,改變空燃比。氧化鋯型傳感器如同一個電池,可以提供高輸出電壓(由濃混合氣造成)及低輸出電壓(由稀混合氣造成);氧化鈦型傳感器在排氣中的氧含量改變時,可以改變電阻,因此會造成低輸出電壓(由濃混合氣造成)及高輸出電壓(由稀混合氣造成)。

    (1)連接設備

    如下圖所示,連接KT600和電源延長線,根據被測試車型的蓄電池位置選擇蓄電池供電或者點菸器供電,如果選擇點菸器接頭,應當先確認點菸器是否有12V蓄電池電壓,將測試探頭接入通道1(CH1埠),然後將測試探頭上的小鱷魚夾接蓄電池負極或搭鐵,並用測試探針刺入氧傳感器觸發信號線。

    

    

    (2)測試方法

    連接好設備後,打開KT600電源開關;啟動發動機,使氧傳感器加熱至315℃以上,且發動機處於閉環狀態;在KT600汽車專用示波器主菜單下按上下方向鍵選擇示波分析儀,按下「ENTER」鍵確認;在汽車專用示波器菜單下選擇傳感器,按下「ENTER」鍵進入汽車傳感器選擇菜單;選擇氧傳感器(鋯和鈦型),按下「ENTER」鍵確認,屏幕將會顯示波形;必要情況下,可以通過選擇周期、幅值、電平等參數,然後按上下方向鍵改變波形,也可以選擇停止,凍結波形後,選擇存儲,保存波形,供以後修車參考。

    (3)波形分析

    通常電控汽車上的氧傳感器都是二氧化鋯型的,其輸出信號的電壓範圍為0~1V,而二氧化鈦型氧傳感器輸出信號有些為5V可變電壓信號,在測試時應當注意區別。鋯型氧傳感器的參考波形如下圖所示。

    

    

    溫度傳感器

    溫度傳感器主要是檢測水溫傳感器及進氣溫度傳感器,大多數溫度傳感器是負溫度係數(NTC)熱敏電阻,它是用半導體材料做成的電阻。當溫度改變時,其電阻值也會預期地隨著有較大的改變。當溫度上升時電阻會下降;反之則上升。

    (1)連接設備

    如下圖所示,連接KT600和電源延長線後,根據被測試車型的蓄電池位置選擇蓄電池供電或者點菸器供電,如果選擇點菸器接頭,應該首先確認點菸器是否有12V蓄電池電壓。將測試探頭接入通道1(CH1埠),然後將測試探頭上的小鱷魚夾接蓄電池負極或搭鐵,並用測試探針刺入溫度傳感器觸發信號線。

    

    

    (2)測試方法

    連接好設備後,打開KT600電源開關;在KT600汽車專用示波器主菜單下按上下方向鍵選擇示波分析儀,按下「ENTER」鍵確認;在汽車專用示波器菜單下選擇傳感器,按下「ENTER」鍵進入汽車傳感器選擇菜單;選擇溫度傳感器,按下「ENTER」鍵確認,根據測試條件,屏幕將會顯示波形;必要情況下,可以通過選擇周期、幅值、電平等參數,然後按上下方向鍵改變波形,也可以選擇停止,凍結波形後,選擇存儲,保存波形,供以後修車參考。

    (3)波形分析

    參照製造商的規範手冊,可以得到精確的傳感器響應電壓範圍。在通常情況下,冷車時傳感器的電壓應當為3~5V(全冷態),在不同的溫度下應當有相應的輸出變化的電壓信號,當溫度傳感器電路斷路時,將出現電壓向上直到參考電壓值的峰尖(5V)。當溫度傳感器電路對地短路時,將出現電壓向下直到接地電壓值的峰尖,通常熱敏電阻型冷卻液及進氣溫度傳感器的溫度特性可以參考下圖,以製造商手冊為準。

    

    

    節氣門位置傳感器

    節氣門位置傳感器(TPS)是現代汽車電腦板上常見的故障來源,TPS通知電腦節氣門打開的大小,是否開啟或關閉,以及開閉的速率,或者發動機所處的工況。當TPS的電阻改變時,傳遞給電腦的電壓信號也會隨之改變。

    常見的節氣門位置傳感器主要有兩種:一種是電位器型傳感器,當其轉軸變化時會引起電阻的變化(電位器),進而提供一個直流電壓,而TPS是一個固定在節氣門轉軸上的可變電阻,它提供的直流電壓作為ECU的一個輸入信息;還有一種是開關型傳感器,這種傳感器的信號輸入ECU後,即通知電腦控制息速(開關閉合、節氣門關閉),或是不要控制息速(因為已踩下油門踏板使開關打開),另外一個開關閉合時則是通知ECU節氣門打開位置。

    這種線性的節氣門位置傳感器裝在節氣門轉軸上,並且有兩個可移動的觸點隨著同一個轉軸轉動,其中一個觸點感測節氣門開後時的角度,另外一個觸點則感測節氣門關閉時的角度,測試傳感器時要確定接線正確。

    (1)連接設備

    如下圖所示,連接KT600和電源延長線後,根據被測試車型的蓄電池位置選擇蓄電池供電或者點菸器供電,如果選擇點菸器接頭,應該首先確認點菸器是否有12V蓄電池電壓。將測試探頭接入通道1(CH1埠),然後將測試探頭上的小鱷魚夾接蓄電池負極或搭鐵,並用測試探針刺入節氣門位置傳感器信號線。

    

    

    (2)測試方法

    連接好設備後,打開KT600電源開關;在KT600汽車專用示波器主菜單下按上下方向鍵選擇示波分析儀,按下「ENTER」鍵確認;在汽車專用示波器菜單下選擇傳感器,按下「ENTER」鍵進入汽車傳感器選擇菜單;選擇節氣門位置傳感器,按下「ENTER」鍵確認,根據測試條件,屏幕將會顯示波形;必要時可以通過選擇周期、幅值、電平等參數,然後按上下方向鍵可以改變波形,也可以選擇停止,凍結波形後,選擇存儲,保存波形,供以後修車參考。

    (3)波形分析

    電位器型的節氣門位置傳感器是一個可變電位計,查閱製造商維修手冊,可以得到精確的節氣門位置傳感器的電壓範圍,波形上不應當有任何斷點、對地尖峰或大的波折。開關型的節氣門位置傳感器的常閉觸點構成怠速開關,當節氣門處於怠速位置時,常閉觸點位於關閉狀態;常開觸點表示節氣門開度達到全負荷。這兩種節氣門傳感器的波形特徵可以參考下圖。

    

    

    

    

    曲軸凸輪軸位置傳感器

    曲軸凸輪軸位置傳感器可以對電磁感應式、霍爾效應式與光電式傳感器進行波形測試。電磁感應式傳感器(可變磁阻傳感器)不需外部電源,它有兩條屏蔽線連接在靜磁線圈上,當觸發輪通過線圈和靜磁鐵的磁場時就會有小電壓信號產生,觸發輪是由低磁阻的鋼製造的。曲軸位置傳感器(CPS)、ABS車輪傳感器和汽車速度傳感器均是可變磁阻的例子。輸出的電壓和頻率隨車速變化而改變。

    (1)連接設備

    如下圖所示,連接KT600和電源延長線後,根據被測試車型的蓄電池位置選擇蓄電池供電或者點菸器供電。以蓄電池供電為例,如果選擇點菸器接頭,應該首先確認點菸器是否有12V蓄電池電壓。將測試探頭接入通道1(CH1埠),然後將測試探頭上的小鱷魚夾接蓄電池負極或搭鐵,並用測試探針刺入曲軸位置傳感器信號線。

    

    

    (2)測試方法

    連接好設備後,打開KT600電源開關,在主菜單下按上下方向鍵選擇示波分析儀,按下「ENTER」鍵確認。在汽車專用示波器菜單下選擇傳感器,按下「ENTER」鍵進入汽車傳感器選擇菜單。選擇曲軸凸輪軸位置傳感器後,按下「ENTER」鍵確認,根據測試條件,屏幕將會顯示波形;必要時可以通過選擇周期、幅值、電平等參數,然後按上下方向鍵改變波形,也可以選擇停止,凍結波形後,選擇存儲,保存波形供以後修車參考。

    (3)波形分析

    凸輪軸位置傳感器(光電式)波形特徵如下圖所示。

    

    

    曲軸位置傳感器(霍爾效應式)波形特徵如下圖所示。

    

    

    曲軸位置傳感器(磁感應式)波形特徵如下圖所示。

    

責任編輯:龐小涵

相關焦點

  • 汽車傳感器波形分析應用
    在電路分析中通.是用它來測量輸入與輸出的波形,並由觀察者經過分析研究,得出此電路性能的優良狀況或問題所在。  汽車故障診斷中傳感器波形分析的重要性  隨著現代汽車技術的發展,在汽車中使用了大量的傳感器,傳感器在其工作環境中感受物理量的變化時,並以電流或電壓的方式向汽車ECU傳送所感覺到的變化,汽車EZCU接收到傳感器送來的信號後,做出相應的判斷,驅動相關設備進行工作,調整汽車的工作狀態。
  • 「汽修設備」示波器的使用方法
    用示波器不僅可以測量計算機系統的工作狀況,而且通過示波器可以觀察到汽車電子系統是如何工作的。此外,汽車示波器能夠確認故障是否真正被排除,這可以通過在修理前後從示波器中觀看氧傳感器的信號波形來加以判斷。示波器的使用主要包括電壓信號的採集和輸入。電壓波形的觸發、調整和觀察分析以及電壓波形的檢查。
  • 汽車專用示波器檢測噴油嘴波形信號及分析
    由於噴油嘴的拆卸非常麻煩,所以在檢測噴油嘴時測量波形往往能起到事半功倍的效果,下面以飽和開關型噴油驅動器為例給大家講解一下如何用示波器測量噴油嘴波形以及波形的分析。將示波器通道一的通道衰減比調節至1X,垂直檔位設置到10V/div,為了減少幹擾可以開啟低通30KHz濾波。 有的示波器內置了汽車專用軟體包,可以一鍵完成所有的示波器設置,更加方便快捷。
  • 示波器在汽車維修診斷中的應用案例
    在此結合示波器在維修診斷中的應用進行簡要分析。1.數字示波器在汽車維修中的作用汽車電子設備的有些信號變化速率是非常快的,變化周期達到千分之一秒,通常測試儀器的掃描速度應該是被測信號的5~10倍。許多故障信號是間歇的,時有時無,這就需要儀器的測試速度高於故障信號的速度。
  • 汽車凸輪軸位置傳感器信號測量及波形分析-示波器
    凸輪軸位置傳感器,又稱為凸輪軸轉角傳感器、相位傳感器、氣缸識別傳感器,有的車上還稱為1缸上止點傳感器。現代汽車最常出現的名稱還是凸輪軸位置傳感器。 凸輪軸位置傳感器的作用主要是檢測凸輪軸位置和轉角,從而確定第1缸活塞的壓縮上止點位置。
  • 我為什麼要在維修摩託車時使用示波器
    另一個,所謂解碼儀,必須有碼可解才有用,它依賴的是各部位傳感器的反饋,如果某個部位出現故障,但此處並沒有傳感器,那解碼儀就抓瞎了。而示波器完全不存在這些問題,與解碼儀相比,他們一個是主動抓故障,一個是被動反映故障,用途不可同日而語。
  • 示波器測試一些常見電路的方法
    晶振測量 晶振對電容負載較敏感,當使用×1擋時,探頭電容相對較大,相當於一個很重的負載並聯在晶振電路中,很容易使其停止振蕩,因此我們使用10X檔的探頭更佳。 我們將示波器通道設置為交流耦合,10X檔位。確保晶振主板上電運行後,拔掉探頭的套子,露出探針。
  • 使用示波器觀察波形的頻率成分
    與比較常見的二進位FFT記錄長度相比,這種方法更容易對頻率結果作出解釋。振動分析。在TDS 3000系列示波器上可以藉助傳感器將機械振動作為振動波顯示出來。這個總的振動信號波是由機械系統內各個零件發出的振動分量組成的。
  • 示波器在電噴發動機故障診斷中的應用
    在電控發動機上設置有許多傳感器,作為發動 機的關鍵部件,傳感器既直接影響著發動機的技術 性能,同時也是發動機新的潛在的故障源。目前,雖 然擁有解碼器和發動機綜合檢測儀等檢測手段,但 不同程度地存在價格比較昂貴、故障定義形式較少、 故障範圍較大、具體故障針對性不準確、不便於快速準確診斷電噴發動機故障等缺陷。
  • 使用示波器進行觸發調試的方法
    我們在使用示波器的時候對於示波器的觸發調試都了解過嗎?是什麼是示波器觸發調試?示波器觸發調試的方法是什麼呢?下面小編就阿里為大家具體介紹一下吧。示波器是電氣工程師的基礎儀器,但我經常發現有些工程師不能有效地使用其觸發功能。觸發常被以為非常複雜,現在存在這樣一種趨勢,即假如有任何題目,直接到實驗室往求助專家來幫助設置觸發。
  • 示波器使用中的常見問題
    示波器使用中的常見問題1.開機後,示波器黑屏怎麼辦?所謂黑屏,就是示波器的螢光屏看起來沒有任何光點,好像沒有開機一樣。複雜一些,但是可以解決問題的方法如下:用比較器對輸入信號進行數位化處理,產生如圖1.1.23D所示的信號。然後,用2進位計數器將信號變為1.1.23E所示。用E圖信號作為觸發源,就可以穩定顯示上述波形。在數字電路中,預將圖D所示的信號穩定顯示,也經常使用這種方法。4.趙同學發現,示波器的觸發方式選擇存在與書上介紹不一致的地方。
  • 利用示波器維修化油器摩託車,進氣壓力波形的採集及判讀注意事項
    >運用示波器維修摩託車,是一種相對而言的新方法,可能有些修理工不屑一顧,但對於一些感興趣的人來說,卻不失為一種好工具。大家都知道,化油器車上是沒有進氣壓力傳感器的,必須自己製作壓力探頭,具體製作方法之前已經有介紹,在此不作贅述,今天我們就來談一談採集進氣壓力波形應該注意的問題。波形的分析,依據的是波形的形狀和參數,因此在採集時,一定要設置好以獲取更多的信息。上圖是雙通道測的觸發和進氣壓力波形,分別佔一個通道,我就圖中的參數講一下作用。
  • 示波器使用中常見故障及注意事項
    示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像,便於人們研究各種電現象的變化過程。因此示波器被譽為工程師的眼睛;那麼示波器使用中常見的故障以及注意事項有哪些呢?下面分享示波器使用中的典型故障以及處理方法:一、示波器電源故障造成的不開機示波器內部有獨立的電源模塊為主板和各功能模塊供電,故需著重關注用電安全。使用中需注意的問題:1、使用示波器原裝電源線;2、確認電網穩定。
  • 示波器維修模式是摩託車維修的進階之路,電噴時代爭飯碗的法寶
    兩種設備各有千秋,診斷設備入門容易,但是由於缺乏原理指導,越用越難,再加之設備本身的缺陷,很多故障是無法診斷出來的。示波器這點,在汽車行業近幾年開始流行示波器維修中可以得到肯定的結論。示波器是藉助各種傳感器探測,將發動機的各種工況直觀的通過波形加以顯示。初期入門很難,但是掌握基於原理的分析判斷後,越用越簡單。
  • 汽車示波器測量汽車車速傳感器信號及分析
    車速傳感器檢測電控汽車的車速,控制模塊用這個輸入信號來控制發動機怠速,自動變速器的變矩器鎖止,自動變速器換檔及發動機冷卻風扇的開閉和巡航定速等其他功能。有些自動變速器車型的車速傳感器又叫變速器輸出軸轉速傳感器。還有些車輛的車速傳感器使用ABS控制系統的輪速傳感器,通過轉換得出車速信號。其傳感器主要有舌簧開關式、電磁感應式、光電式、霍爾效應式、磁阻元件式等幾種。
  • 示波器測量汽車ABS輪速傳感器信號及分析
    而ABS中輪速傳感器的作用是測量汽車車輪轉速。輪速傳感器檢測每個車輪轉動的頻率信號(轉速信號),然後把這個信號傳給ABS電腦。當車速達到設定值時,緊急剎車制動,ABS系統就開始工作。當ABS電腦控制車輪一剎一松時,輪速傳感器就把檢測到輪胎由剎死到旋轉時轉動的距離信號傳入ABS電腦,從而讓ABS控制剎車達到最佳剎車距離。常見的輪速傳感器主要有磁電式輪速傳感器和霍爾式輪速傳感器。
  • 使用示波器進行信號頻譜分析(FFT)教程
    ,因為他們常常會在設計中引起噪聲,一旦超出允許的公差,就可能進而導致器件發生故障功能失常。如果我們在設計的時候沒有進行正確的測試,那麼上述問題就很可能發生。那麼如何對信號進行頻率分量的分析呢?  也許大家會認為這個活只有頻譜分析儀能幹,但實際上示波器也能部分勝任,示波器除了時域分析外,還有一個FFT的功能,就可以用來做這個事。FFT是快速傅立葉變換的縮寫。
  • 用示波器維修液晶彩電的方法
    用示波器維修液晶彩電的方法   根據波形的故障特徵確定故障範圍   在有故障的液晶彩電中,波形的變化是千差萬別的,但仍有一些規律可循,分析起來,主要有以下幾種情況:   (1)無波形   這種情況反映出信號沒有送到檢測點,可能是電路有開路,使信號中斷,也可能檢測點與地之間有短路的地方。
  • 基于振動信號的減速器故障診斷方法
    沈 晴 蘇運波 曹 沛上海振華重工(集團)股份有限公司 上海 200125摘 要:基於經典振動分析方法, 總結了減速器3 類常見故障(軸故障、齒輪故障、軸承故障)在振動方面的特徵。利用Matlab 數據處理和信號分析功能,採用時域分析、相關分析、頻域分析、時頻分析等方法,結合已知的減速器基本參數,從不同角度挖掘信號中的故障信息,進行故障推斷,並以案例的形式介紹了對某型門座起重機起升機構減速器故障診斷的具體執行過程,得出診斷結果。對該機減速器故障診斷的研究,能彌補其狀態監測與故障診斷的不足,保證其運行的安全高效性,提升設備管理水平。
  • 示波器波形參數測量和FFT分析
    當示波器正確捕獲波形後,示波器可以對波形參數進行自動測量。在示波器裡,一般稱為:Vtop和Vbase。 Vtop和Vbase的測量計算是:採用幅度統計方法。 示波器的工作過程是:先對整個屏幕進行幅度統計分析,可以得出最大電壓的位置和最小電壓的位置,然後對最大最小幅度的上面40%部分進行統計分析,得到的平均值,此為Vtop值;對最大最小幅度的下面40%部分進行統計分析,得到的平均值,此為Vbase值。不用統計分析中間的20%部分,防止被測波形是3態信號,而得出錯誤的結論。