1.汽车专用万用表
(1)概述 万用表可用于电工电子电路中的电量、电量的变化及元器件的测量。常用的万用表可分为数字万用表(DMM)和指针式万用表(模拟指示仪表)两种。
对汽车电气设备进行故障诊断和检测时,万用表是必不可少的。对于传统发动机来讲,要检测电路中的电压、电流、电阻等参数,使用普通指针式万用表即可。但现代汽车普遍采用了电子控制技术,使用低阻抗指针式万用表容易对车载计算机及传感器造成损坏,所以,最好采用高阻抗的数字万用表。数字万用表具有精确度高、测量速度快、输入阻抗高、量程范围宽、过载能力强、抗干扰能力强、功耗小、高分辨率的特点。
一般的数字万用表只能测量直流和交流电压、直流和交流电流、电阻、二极管、晶体管和电路的通断等,但汽车专用万用表有许多拓展功能。
(2)汽车万用表的功能
1)测量交、直流电压。
2)测量电阻。
3)测量交流电流、直流电流。
4)测量温度。
5)测量二极管的性能。
6)测量传感器输出的电信号频率。
7)测量闭合角、占空比。
8)测量转速。
9)模拟条显示测量转速。
10)峰值保持、读数保持(数据锁定)。
11)测量电容、压力、时间、半导体元器件等。
12)输出脉冲信号。
13)进行故障码读取。
14)检测传感器。
以上是汽车万用表的基本功能,另外汽车万用表还具有自动断电、自动变换量程、电池测试(低电压提示)功能。
(3)汽车专用万用表的种类 汽车专用万用表虽然面板形式不同,但功能相近,常用的有笛威TW A Y 9206A和TW AY 9406A、胜利—98、美国艾克强(Actron)MODEL 2882和MODEL 3002、萨美特(Summit)SDM586和SDM786、OTC系列以及EDA(中国台湾)系列汽车万用表等。
有的数字万用表还增加了示波器、运行记录器、发动机分析仪的功能,DA—230型汽车万用表在配用真空/压力转换器(附件)时,可测量压力和真空度。这些数字万用表在其外形尺寸不变的情况下实现了多功能、多用途。
(4)汽车专用万用表面板介绍
1)选择开关,如图1-9所示。
RPM(DUTY FREQ DWELL):使用表笔进行转速、占空比、脉宽和频率测量。
RPM(INDUCTIVE):感应式转速测量。
Hz:频率测量。量程:200Hz、2kHz、20kHz、200kHz。
V:交流电压测量。量程:4V、40V、400V、1000V。
V:直流电压测量。量程:4V、40V、400V、1000V。
mV:直流电压毫伏测量。量程:400mV。
Ω:电阻与连续性测量。量程:400Ω、4kΩ、40kΩ、400kΩ、4MΩ、40MΩ。
:二极管测量。量程:3V。
A:交、直流电流测量。量程:4A、10A。
图1-9 萨美特汽车万用表的面板和选择开关
mA:交、直流电流毫安测量。量程:40mA、400mA。
μA:交、直流电流微安测量。量程:40μA、400μA。
TEMP:温度测量。量程:摄氏温度:-40~+1370℃;华氏温度:-40~+2498℉。
2)功能按键,如图1-10所示。
图1-10 萨美特汽车万用表的功能按键
图中数字指代含义如下:
1—仪表开关。
2—选择相对读数功能,再次按下该按键退出该功能。
3—选择记录功能,按下该按键依次显示最大值、最小值、平均值和目前读数,按下并保持3s退出该功能。
4—保持目前读数功能,再次按下退出该功能。
5—交流、直流电流选择键。
6—自动、手动转换。在自动测量范围下,按下选择手动范围。按下并保持3s,返回自动测量范围。在进行脉宽、占空比和频率测量时,按下可选择触发相位的+或-。在进行感应式转速测量时,可选择发动机的冲程数。在使用表笔进行转速测量时,可选择发动机的气缸数。
7—闭合角、连续性、温度选择开关。在RPM(DUTY FREQ DWELL)档时;可选择闭合角测量;在电阻档时,可选择连续性测量;在进行温度测量时,可选择摄氏或华氏温度。
8—转速、占空比、脉宽和频率选择开关。在RPM(DUTY FREQ DWELL)档时,按下该按键可依次选择转速、占空比、脉宽和频率的测量。
3)液晶显示器,如图1-11所示。
图1-11 萨美特汽车万用表的液晶显示屏
萨美特汽车万用表涉及的字符及符号的含义如下:
AUTO:自动选择最佳测量范围。
REC:记录功能。
MAX:记录功能所记录的最大值。
MIN:记录功能所记录的最小值。
AVG:记录功能所记录的平均值。
REL:相对读数。
DH:数值保持功能。
CAP:电容测量。
AC:交流电流或电压测量。
BAT:仪表或电池低电压显示。
TRIG:+、-触发器。
STR:发动机行程数选择,2或4。
CYL:发动机气缸数选择,最多至8缸。
DWL%:闭合角。(www.xing528.com)
RPM IP:使用感应式夹钳测量转速,将夹钳夹在一缸高压线上。
RPM IG:使用表笔测转速,将表笔接在点火线圈低压接柱上。
V:电压档。
mV:毫伏电压档。
A:电流档。
mA:毫安电流档。
μA:微安电流档。
%:占空比测量。
Ω:欧姆或阻抗测量。
kΩ:千欧。
MΩ:兆欧。
Hz:频率测量。
kHz:千赫测量。
ms:毫秒测量,用于喷油脉宽。
C/F:摄氏或华氏温度测量。
:显示连续性。
2.示波器
(1)概述 现代汽车电控系统都具有故障自诊断功能,一旦电控系统出现故障,故障自诊断系统就将故障分类,并以故障码的形式储存在存储器里。但是自诊断系统检测故障时有一定局限性:首先,它只能检测出传感器和执行器的工作好坏、ECU输出信号是否在适当的范围内以及电路是否断路或短路,对于油路、气路及点火系的高压电路故障,它是无能为力的,仍需人工诊断;其次,故障自诊断系统只能缩小故障检测范围,很难准确判断具体的故障部位;第三,一旦自诊断系统出现问题,也必须使用其他手段来检测故障部位。
汽车示波器的扫描速度大大高于故障信号速度,因此它可以快速捕捉故障电信号,甚至许多间歇故障的信号间歇,并且可用较慢的速度显示这些信号波形,以便让维修人员一边观察、一边分析。示波器还可以以储存的方式记录信号波形。在电控系统中,无论是快速信号,还是慢速信号都可用示波器来观察被测部件的工作状况,并且可以通过观察波形知道故障是否已经排除。
(2)电控系统输入与输出信号的种类 电控系统部件输入与输出信号的种类基本上可分为模拟信号和数字信号两种。这些模拟信号和数字信号可分为直流信号、交流信号、频率调制信号、脉宽调制信号和串行数据信号。
1)直流信号波形。它是一种模拟信号,汽车上产生直流信号的装置有发动机冷却液温度传感器、燃油温度传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、废气再循环压力传感器、翼片式和热线式空气流量传感器、真空开关和节气门开关、进气压力传感器等。
2)交流信号波形。交流信号波形也是模拟信号,在汽车上产生交流信号的装置有车速传感器、轮速传感器、磁感应式曲轴位置与凸轮轴位置传感器、爆燃传感器以及从模拟压力传感器信号得到的发动机真空平衡波形。
3)频率调制信号波形。汽车电控系统中产生可变频率信号的装置有数字式空气流量传感器、光电式车速传感器、霍尔式车速传感器、光电式曲轴位置和凸轮轴位置传感器、霍尔式曲轴位置和凸轮轴位置传感器。
4)脉宽调制信号波形。汽车电控系统中产生这种信号的电路和装置有初级点火线圈,电子点火正时电路,EGR控制、清污电磁阀,涡轮增压和控制电磁阀,喷油器,怠速控制电动机和怠速控制电磁阀。
5)串行数据信号波形。发动机控制计算机、车身控制计算机、ABS与ASR(TRC)和其他控制模块会产生串行数据信号波形。
(3)波形分析的5个参数 对于任意一个传感器或执行器以及电路,所有的汽车电子信号都具有以下可度量的5个参数指标中的一个或几个。
1)幅值。幅值是指电子信号在一定点上的瞬时电压最大、最小值之差。
2)频率。频率是指电子信号1s的循环次数(单位为Hz)。
3)形状。波形的形状是指电子信号的外形特征,指明它的曲线、轮廓、上升沿、下降沿等。
4)脉冲宽度。脉冲宽度是指电子信号所占的时间或占空比,而占空比是指信号的脉冲宽度与信号周期的比值,用百分数表示。
5)阵列。波形的阵列是指组成信息信号的重复方式。
(4)波形的识别
1)波形的峰值。波形的峰值(即峰-峰值)表示波形的最低和最高的差值,如图1-12所示。
2)波形的频率。波形的频率表示信号每秒的周期数,如图1-13所示。若信号周期=20ms=0.02s,则频率=1/0.02s=50Hz。
图1-12 波形的峰值
图1-13 波形的频率
3)波形的脉冲宽度。波形的脉冲宽度表示信号负电压部分的宽度,通常以ms表示,如图1-14所示。
4)波形的占空比。占空比表示信号的脉冲宽度与信号周期的比值,用百分数表示。如图1-15所示,占空比=15ms÷20ms×100%=75%,脉冲宽度=15ms。
图1-14 波形的脉冲宽度
图1-15 波形的占空比
(5)汽车专用示波器的基本功能 汽车专用示波器的功能分基本功能和附加功能:基本功能就是对汽车电控系统中的模拟信号和数字信号进行波形显示;附加功能包括万用表功能和发动机性能测试功能。
汽车示波器多为双通道显示,甚至为四通道显示。示波器有多个通道接口,能够同时显示多个波形,把示波器连接到4个不同传感器与执行器,即可以把4种信号波形同时显示出来,便于分析判断。
示波器的万用表功能可以很直接地显示出一些简单特定的信号,为使用者提供了方便。示波器备有一些附加测试探头用于与车辆连接,可以测试发动机的起动电流、交流发电机二极管等。
(6)汽车专用示波器简介 不同品牌的汽车专用示波器的功能和使用方法大体相同。常用的FLUKE98型汽车示波器具有下列主要功能:
1)菜单功能选项操作,易学易用。
2)连续自动量程可在任何情况下自动地以最佳方式显示测量的信号。
3)可读取次级点火波形。点火系统的分析功能可轻而易举地判断点火系统的故障所在。
4)气缸相对压力的分析功能,可找出压力低的气缸。
5)可单独显示某一缸的次级点火波形,同时显示点火电压、转速、燃烧时间及电压。
6)信号连续记录功能,可记录最大至128个屏幕的信号,利用此功能可轻易找出间歇性故障。
7)运行记录功能,可以记录从每格200ms时基至最大时基。
8)读数绘图功能,可在一次连接中显示某一信号的4种参数变化趋势图。
9)最小/最大趋势图(Min/Max Trend Plot)功能,可连续显示某一信号的最大值、最小值及其平均值随着时间的变化趋势。
(7)汽车专用示波器使用注意事项
1)必须按示波器使用手册的方法和注意事项进行操作。
2)移换存储卡时,必须先切断电源。
3)使用示波器时,所要检测的信号范围不能超出示波器测试范围,否则会损坏示波器。
4)确定被测试车辆在P位并且已拉上驻车制动器拉杆。
5)确定车轮在地面上被锁止。
6)车辆在通风顺畅的地方。
7)在切断测试接头之前,应先断开搭铁线接头。
8)注意保护示波器避免液体浸入。
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