示波器波形分析.ppt

示波器波形分析 山东交通学院 焦建刚 示波器的基本作用 现代汽车大量采用了电子部件用于发动机的电子控制系统，随之，在车辆检测过程中，对电子器件的检修提出了更高的要求，以往常规的检测方式已无法适应现代车辆的要求。特别是在直接点火系统的检查中，常规的断缸测试已经无法精确判断系统是否正常，而示波器由于其具有实时性，不间断性，直观性，而越来越得到广泛的应用。 早在60年代，第一台运用在汽车上的专用示波器在美国开始生产使用。 示波器的基本作用 利用示波器检测点火次级波形，可以有效地检查车辆行驶性能及排放问题产生的原因。利用点火波形可以检查短路或开路的火花塞高压线以及由于积炭而引起点火不良的火花塞。由于点火次级波形明显地受到各种不同的发动机、燃油系统和点火条件的影响，所以它能够有效地检测出发动机机械部件和燃油系统部件以及点火系统部件的故障。而且一个波形的不同部分还分别能够指明在汽缸中的哪个部件或哪个系统有故障。 示波器的基本作用 示波器的基本作用 汽车用示波器的分类 综合式发动机分析仪 便携式示波器 KES-200的界面截图 EA2000发动机综合分析仪 传感器应具备的特性 持久的稳定性（repeatability） 精确性（accuracy） 特定的工作范围（operating range） 具有线形特性（linearity） 汽车用传感器的分类 速度传感器 温度传感器 流量传感器 压力传感器 位置传感器 其他传感器 电磁线圈式传感器 当曲轴旋转时，由低磁阻金属制成的圆盘转轮跟着一起转动，在转轮上的凸齿便会周期性的切割由永久磁铁形成的磁场，磁力线回路因此便会出现扩散或集中的变化（即磁阻的增减），此变化使绕于其上的线圈感应出不同方向的电压。电压信号会因转速的加快而增大并且频率加快，反之，则电压信号变慢且变小。 电磁线圈式传感器的信号特点 输出的电压和频率随发动机转速的变化而改变。 波形的上下波动应在0V电位的上下基本对称。 每一个最大峰值电压应差不多，若某一峰值电压低于其他，则应检查触发轮是否有缺角或偏心。 每一个最小峰值电压应差不多，若某一峰值电压高于其他，则应检查触发轮是否有缺角或偏心。 霍尔传感器 1879年，就读于美国霍普金斯大学研究所的霍尔从研究中发现，在导体上流过与磁场方向垂直的电流时，导体便会产生出一微小电压（霍尔电压），霍尔电压与磁场强度成正比。这便是著名的霍尔效应。 霍尔传感器 霍尔效应装置常使用在汽车点火系统中，霍尔效应装置可以为晶体管点火系统提供触发信号。 通过转盘上的遮罩提供一低磁阻的磁路，可使磁力线不流过霍尔半导体元件。通过转盘不断地转动，霍尔元件可送出连续的方波信号。 光电式传感器 在回转传感器内有两个LED(发光二极管) 及两个光电晶体管.传感器安装在分电器内.带长形孔的圆盘安装在分电器轴上,随分电器轴旋转. 传感器里的两个LED将光从槽的一侧照向另一侧,而另一侧的光电晶体管则可检测到LED所射过来的光.随分电器轴一起转动的圆形盘上的长形孔可以让光通过,但孔与孔间的部分则会阻止光的通过.因此,当圆盘旋转时,LED的光便会产生出连续的交替信号. 霍尔与光电式传感器的特点 在检测时，应注意其以下几个特点。 输出电压的幅值不变，频率随发动机转速变化而改变。 波形的水平上限应达到参考电压，水平下限应几乎达到地电位，若离地电位太高，说明电阻太大或接地不良。 电压的峰-峰值应等于参考电压。 电压的转变应是垂直的直线。 怠速马达信号 怠速马达信号 怠速马达信号 怠速马达信号（占空比控制） 怠速马达信号（步进马达式） 怠速马达信号（伺服电机） 氧传感器信号（跃变式） 氧传感器信号（跃变式） 氧传感器信号（跃变式） 空燃比传感器（宽带氧传感器） 空燃比传感器（宽带氧传感器） 空燃比传感器（混合气过浓） 氧传感器加热器（占空比控制） 氧传感器加热器（始终加热控制） 凸轮轴信号 凸轮轴信号（霍尔式） 凸轮轴信号（霍尔式） 凸轮轴信号（光电式） 凸轮轴信号（磁感应式） 凸轮轴信号（磁感应式） 错误接线导致的凸轮轴传感器信号异常 当一个技术人员在对一台丰田1MZ-FE发动机凸轮轴传感器的插头进行维修时，不小心将插头的两个端子的顺序搞错了，就形成了这样的波形，见左图。 不幸的是，发动机ECU在采用传感器信号的时候，利用的是信号的正半周的波形来作为一缸上止点的信号，这就造成发动机点火时刻的滞后，以致发动机难以起动。而幸运的是这种发动机的控制单元有根据曲轴位置传感器的信号和凸轮轴传感器的信号来计算相位差的功能，当发动机旋转某段时间后，由于相位超差，ECU判断出了这种异常的发生，因而禁止了凸轮轴传感器信号的使用，同时利用曲轴位置传感器的信号来计算出1缸的上止点位置，并将其作为控制的基础信号，同时使发动机故障灯点亮，来指示