专家教你使用示波器修车(1)

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  编者按:对于国内的大部分汽车维修人员而言,利用示波器进行车辆的故障诊断似乎还带有一层神秘的面纱。习惯于换件维修的他们,一方面由于不具备相应的硬件条件,因此接触示波器的机会较少:另一方面,由于未掌握波形分析的相关知识,因此也欠缺利用波形诊断故障的能力。他们对于故障诊断设备的运用,尚局限于“读读故障码,看看数据流”的阶段。为此,本刊特开辟“专家教你使用示波器修车”栏目,为广大汽车维修人员提供一个学习使用示波器修车的平台。
  一、认识示波器
  提到示波器,很多人认为它就是在实验室中用来测试电子元件的,似乎与汽车维修没什么关系。随着汽车电子化程度的提高,开始出现了汽车专用示波器。所谓汽车专用示波器,顾名思义,它可以观察汽车电子元件的相应波形,维修人员根据波形的变化进行故障诊断。
  1.示波器的特点
  利用示波器可以观察电子元件电信号的波形,非常直观,结合相关波形的知识,便可对信号进行分析,从而便于对故障的诊断。与其他设备相比,示波器有着不可比拟的优势。
  (1)与扫描工具比较
  现在很多维修人员都在使用扫描工具,当检查一些传感器时,如果通过信号电压进行判定,在一般的扫描工具上,是将屏幕上的数据固定并读取其中的内容。当信号发生变化时,如何看到数值的快速变化呢?在许多扫描工具上可能需要1s或更长时间,就无法知道在此时间内又发生了什么,而这些很可能正是问题所在。某些扫描工具可以显示数据图形,使你在较快的时间间隔内得到更新的信息,但它仍然不如从示波器得到的快,从而丢失了某些信息。
  尽管显示在扫描工具上的这些数字没有改变,但并不意味着计算机在所有时间都在监视着此信号。计算机关注着该信号,然后告诉扫描工具它看到了什么,所以在每个数字被刷新的时间之间存在滞后,在丢失的时间内可能存在未看到的问题。所以,不是所有的数字都进入了扫描工具,进入的只是它们的一部分。另外,使用扫描工具仅能看到控制单元认为它看到的数据,可能并不是实际上发生的。在扫描工具上看到数据前,这些输入数据在计算机内已经经过了很多步骤。可能扫描工具不能使某些显示正确,因此不能让维修人员看到正确的数据。也可能计算机已经替代了1个缺省值,但维修人员却不知道。扫描工具确实很灵敏且操作容易,但却应当提防可能没有看到真实的发生过程。
  如图1所示,电压表不可能给出一个交流信号的完整图形。
  (2)与数字电压表比较 若用数字电压表观察同一信号,通常是观看屏幕上的数字,但多快的数字变化才能反映某个电路中的问题。通常是2次/s(某些需要4次/s的刷新),但仍然会在数字变化之间的某些地方存在错误。若使用的电压表,在其底部有1个模拟条形图(图2),而又恰好观察它,则很可能会发现问题。这些条形图通常的刷新率是40~50次/S,已经相当怏了,它每25ms显示1个新的读值。这对于维修来说是一个好的选择,但维修人员可以用示波器得到更多的信息。
  2.示波器的种类
  示波器一般分为模拟信号示波器和数字信号示波器。示波器可以显示一个电压的画面,也显示在一段时间间隔内的电压图形。由于示波器的速率非常快,所以不会丢失信息,它的更新速率可超过每秒百万次(获得新读值的速度)。(1)模拟信号示波器(图4)
  模拟信号示波器像老式的显像管电视机,其屏幕是显像管,其内部的电子运动不是数字式的,是连续式的。电压输入后被放大,驱动电磁铁直接引导电子束,从而在屏幕上画出一个图形。它的信号是连续提供的,当信号停止时,图形也将停止。许多电子实验室使用这种老式的模拟信号示波器。当它们放在工作台上被牢靠地接入110V电源并不移动时,它们是非常好用的。但它们对于需要平稳地放在车辆翼子板上来说。实在是不太实用了。(2)数字信号示波器(图5)
  数字信号示波器是一种小型计算机运行装置,这些装置内部具有一个微处理器。它们注视着输入信号,将其处理为0和1,根据其逻辑计算出在显示器上什么位置画线,以反映电压的状态。当信号出现时,才能在屏幕上画出图形。该屏幕的显示是由小的像素组成,某些时间得不到所希望足够完整且清晰的内容,这是因为这些像素不可能小到足以产生真实的图像。它可能没有一张照片清晰,但可以留下屏幕的显示内容并可长时间保留。它的体积很小,能够满足在发动机舱内的使用,这一点足以补偿丢失某些信息的不足。
  由于此种示波器是数字式的,所以存在时间上的迟滞,但它可保存和打印,也可做快照记录。由于信号被转化为计算机可识别的数字信号,它可以被存储。这样便可以保存为图形,甚至可以上传至计算机,打印出来出示给客户。这种数字化的概念还意味着它具有扫描工具的记录功能,维修人员可驾驶车辆直到故障出现,按动某个键,然后开回车间回放信号出现问题时的记录,看究竟发生了什么情况。若使用模拟信号示波器,则不可能做到这一点,因为其内部没有计算机。
  3.示波器界面介绍
  维修人员主要是通过屏幕观察信号波形,在此进行简要介绍。尽管各种示波器界面不完全相同,但基本内容是类似的,在此简要介绍一下屏幕上的基本信息。①网格线或格栅线示波器的屏幕被等分为一些网格或格栅(图6),有时即使在某些屏幕显示上看不到分区线,但实际上也是存在的。在具有格栅线的屏幕边缘经常可以看到一些刻度线。借助这些刻度线,
  ②电压
  电压向上或向下被显示在屏幕上。当向上表示较高的电压,向下表示较低的电压(图7)。
  ③时间
  如同观察电压一样,维修人员需要记住在整个时间间隔内图形发生的位置。所有示波器会显示时间隔段,从左向右被划分,波形出现时会显示发生的时间。为使图形有足够的灵敏度,必须知道时间长短。这个时间可被时间侮格(图8)来表示,或表示为整个屏幕范围。
  当通过示波器观察波形时,需要确定所看到的屏幕显示的电压和时间。即可被显示为电压,每格,或整个范围或整个屏幕的电压。
  (待续)
  
  
  
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