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知识普及帖1——基于示波器的汽车诊断技术

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发表于 2012-2-3 13:40:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 Step 于 2012-2-3 13:46 编辑

什么是示波器?
      示波器跟电压表不同的是示波器不仅能够让你检测到电路电压的平均值,还能为你显示电路电压的波形及其变化情况。
      所有的示波器都有一张生动的“脸”——用于显示波形的屏幕,它们可以是阴极射线管,可以是液晶显示器(LCD),也可以是单纯的计算机程序。典型示波器的荧光屏通常被划分为面积相等的方格子,这可以更加直观地表达信号的参数值。
      我们将图像显示终端呈现的图形称为波形,大多数示波器显示的只是电压波形,电压波形能够形象地为我们显示电压信号随时间的变化情况,其水平方向(X轴)显示的是检测的时间参数值,垂直方向(Y轴)上显示的则是检测的电压信号值。

示波器在汽车诊断中能起什么作用?
      总的来说,示波器能够帮助我们更加便捷地确定汽车的故障,从而提高我们的诊断维修效率和水平,汽车有些故障现象不会在电子控制单元(ECU)里存储任何的故障码,因此我们也就无法通过解码仪来读取故障码并排除故障。大多数情况下,故障码只有在汽车连线出现断路或者短路故障时才会被记录下来,然而有时候传感器或者机械装置在某些位置突然“罢工”时,电子控制单元是不会存储故障码的。为了查找这些故障背后的原因并予以排除,我们这时就不得不求助汽车示波器了。
      现代汽车上装用的传感器和执行器越来越多,汽车电子线路的布置也越来越复杂,汽车示波器应运而生,让我们可以迅速、准确地查找汽车故障原因。当我们想要检测传感器的输出模拟信号或者数字信号、初级和次级点火电压、进气歧管绝对压力、起动电流、充电电流等等信号参数的时候,汽车示波器可以说是独一无二的工具了!

示波器哪几种呢?
      模拟示波器:模拟示波器指的是具有阴极射线管显示屏的示波器,它们能够显示详细的图形,也能够检测高频信号,但是这类示波器并不适于检测较长时基上重复出现的短暂变化过程或者汽车上相对缓慢的信号变化过程。
     数字存储示波器(DSO):数字存储示波器的检测结果跟模拟示波器的检测结果是类似的,不过数字存储示波器显示的信号波形能够在屏幕上“冻结”显示,也能够通过计算机存储设备保存下来,方便后续使用或者打印出图。由于数字存储示波器保存的是当前的屏幕波形,因此我们可以打开已经保存的系列屏幕波形,然后以动画的形式观察信号随时间的变化情况。
      目前市场上有两大类数字存储示波器:一种是作为外部设备的独立示波器;另外一种是PC(Personal Computer,个人计算机)示波器。基于PC的汽车示波器属于新型“示波器”,这种示波器安装有特殊的数字采集卡,可以作为外部USB设备、并口通信设备或者内部PCI、ISA扩展卡。

单、双和多通道示波器
      模拟示波器和数字存储示波器都可以按照检测通道数目分为三类:单通道、双通道和多通道示波器。

通用和专用示波器
      按照使用目的,示波器又可以分为两大类:通用示波器和专用示波器。在汽车诊断维修中,点火分析仪可以用来检测每个气缸的点火波形。专用汽车示波器还能用来检测喷油器、ABS、氧传感器、气缸压力测试、燃油泵、CAN总线等汽车元件。Pico Technology 的汽车示波器就是一种专用示波器。

什么是通用示波器?
      通用示波器指的是只能用于观察电压信号随时间的变化情况的电子检测设备。通用示波器的显示屏以X-Y的形式显示一个或者几个输入信号随时间的变化情况,我们可以据此分析电压信号的幅值和波形,同时还能测量电压信号的相位和频率。
      为了让示波器能够检测原始范围外的电压信号,同时还能检测其他物理信号,我们就不得不使用各种各样的附加装置和转换器将输入信号转化为电压信号。

汽车示波器和通用示波器的区别是什么?
      汽车示波器是一种专门用于汽车诊断维修的示波器。
      汽车示波器和通用示波器的最主要区别就在于汽车示波器能够显示瞬间变化过程,例如点火过程。发动机控制点火的速度非常快,而且再次点火的时间间隔要比火花滞留的时间长好几倍。当我们在发动机怠速工况下进行检测时,这是非常容易观察到的现象。
      举例来说:在转速为800RPM的情况下,4缸汽油机的点火火花大约持续2ms,而一个气缸两次点火的时间间隔大约为150ms。这意味着点火火花的“长度”只占了点火周期不到2%的时间,因此点火触发过程只是示波器显示屏上的一条非常短小的线,我们当然也就看不到点火相位的任何信息了。许多的维修技师在这种情况下不得不通过增加发动机的转速来缩短点火周期,以使点火触发信号尽量“充满”单个点火周期内的波形。
      汽车示波器能够同时显示所有气缸的点火信号,而且我们可以在一定时间范围内观察点火波形的细节,如:点火闭合角、触发电压、燃烧时间和振荡电压。

PC示波器在汽车诊断维修中的优势
      如果用户已经拥有了PC,那么基于PC的示波器将比传统的单机示波器便宜很多。
基于PC的示波器能方便地将数据输出到标准的计算机软件中,如电子表格和文字处理器。
与示波器配套使用的软件能够直接安装在PC上,而且可以通过CD或者网上提供的下载进行更新,这就使得我们再也不用将示波器送到制造商那里进行升级了。
      PC的硬盘存储功能能够让我们不用花费额外的开销来为单机示波器添加存储设备。
      PC通常配有具有较高分辨率的彩色显示器,屏幕面积也比传统示波器的显示屏大得多,这使得我们可以更加方便地读到检测结果。另外,彩色显示器还能为不同的波形赋予不同的颜色。
      基于PC的USB示波器可以通过USB接口供电,这样就不再需要外部供电设备了。
      与其他的USB设备一样,我们可以控制USB示波器的开关状态,不过此时我们并不需要关闭或者开启计算机。

几通道的示波器适合我呢?
      我们在检测传感器、电磁阀、初级点火线圈和次级点火线圈的时候,一个通道就能满足我们的要求了。早期的汽车检测仪器,也就是模拟示波器,往往需要一个额外的通道来同时显示标准信号的波形,这样才能进行直观的对比。但是这对于基于PC的示波器而言就变得有点多余了,因为我们可以将标准的波形存储在PC的存储设备里,在我们需要将其与检测到的信号进行比较时,我们只要直接打开就行了。
      而当我们需要检测那些在时间上具有先后顺序的两种信号并且测量信号间的相位差时,我们可能就需要用到两通道的示波器了。也就是说,当需要观察和测量两种信号间的相位差时,示波器的第二通道就派上用场了。例如,我们有时候需要同时观察曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的变化情况。
      有时候越多的通道能使检测工作越方便,不过从实用的角度出发,我们还是需要根据自己的工作需要来选择,否则多余的通道会显得“浪费”了。

在哪里才能找到用于比较的波形呢?
      很多包含汽车技术信息的软件都会有以“波形(waveform)”“样式(pattern)”和“轨迹(trace)”命名的文件,这些文件里面往往就存储着标准波形,此外还有了汽车技术方面的内容。
第一次看到显示屏上的“波形”时,我们可能会觉得十分陌生,担心自己不会使用,其实显示屏只是一个普通的坐标系,而且跟我们在学校上课学的东西是一样的。就像其他坐标系一样,示波器屏幕上的坐标系也有横轴(X)和纵轴(Y)。纵轴上的刻度表示电压值,横轴上的刻度则表示时间值,而且这两个坐标轴的比例是可以进行人工调整的。

如何在工作中使用示波器呢?
      所有的示波器都会有用于显示波形的显示屏,显示屏可以是阴极射线管、液晶显示屏,我们平常使用的PC显示器也可以当做示波器的显示屏。下面所示的就是一个典型的示波器屏幕。

1.JPG
示波器显示屏幕

      从图中我们可以看到显示屏被划分为一个个的方格子,这是为了让我们能直观地观测到检测信号的参数值。横轴上的方格子可以让我们看到检测信号的时间参数,而纵轴上的方格子则可以让我们看到检测信号的电压强度。
      我们可以将时间轴的比例从毫秒调整至秒,也可以将电压比例从毫伏调整至千伏。
      显示屏上显示的图形就是信号波形,普通示波器只能显示因为电压变化而产生的波形。示波器显示屏能够显示通过时间延续的电力波动图像,这就使得示波器能够充分显示电路电压的形状和幅值,同时还能进行信号相位和频率方面的测量。大多数的测量只需要像万用电表那样的两根探针就足够了。用于接地的探针此时必须连接到汽车蓄电池的负极或者底盘上,另外一个则与我们需要检测的信号线相连接。



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发表于 2012-3-16 14:33:09 | 显示全部楼层
这个介绍对通用示波器和汽车示波器的解释比较全面。对于修车的朋友,还是买款汽车专用示波器比较好。因为汽车示波器有汽车维修使用到的专用接头。
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发表于 2012-12-4 15:44:05 | 显示全部楼层
示波器容易使用吗?会不会买了你不会用啊
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发表于 2012-12-4 21:33:37 | 显示全部楼层
laoji 发表于 2012-12-4 15:44
示波器容易使用吗?会不会买了你不会用啊

Pico汽车示波器的使用是很简单的,软件非常友好。且我们有技术支持,如有疑问,可以在这个论坛上发帖或致电我司,我们乐意为您解答。

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