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常见传感器波形分析,看这一篇就够了!

作者:不详 ; 发布时间:2020-12-21 7:19:28 ; 来源:互联网  点击:

我们在进行汽车维修的过程中,示波器是非常有用的,尤其是在进行免拆诊断、疑难故障分析、总线诊断的时候,更是不可或缺。与其它的诊断工具(如诊断电脑、试灯、万用表等)结合使用,更是可以起到事半功倍的效果。

这一期将为大家讲解 汽车上常见传感器的波形是什么样的,我们应当如何去分析、判断。

在开始之前,我们先回顾前面的一个知识点:

在第一篇关于波形介绍的文章里面,给大家说过电子信号的判断依据有: 幅值、频率、形状、脉冲宽度与 阵列5个判断依据。

PS:

1、信号波形的形状不应有中断、杂波、毛刺等异常现象。

2、我们还可以对照多个传感器/执行器,看波形形状是否一致(如喷油、点火等),来判断某个传感器/执行器是否出现老化、不良的情况。

好了,我们现在回到今天的主题内容:

1

转速传感器

汽车上的转速类传感器很多,如曲轴位置、凸轮轴位置、车速、轮速传感器等等。

但是他们主要就是两种类型, 电磁式与 霍尔式。 (光电式已基本不使用,这里不再做讲解)

在分析一个波形的时候,我们要想知道它这个波形应该是什么样的,那我们首先就要对他们的工作原理有一定的了解。

(这里仅简单介绍一下工作原理,不清楚的可查阅之前的文章了解)

1

电磁式

工作原理:

它有两线/三线之分 (三线的带屏蔽线),它产生的是正弦波形,是交流信号。其波形频率、幅值大小与转速有关。

实车波形:

上图中的为电磁式曲轴位置传感器的信号,我们知道,因为要判断一缸上止点的位置,在信号盘上就有一个缺齿,因此在波形上它也有一个缺齿信号。

波形分析:

我们在分析这种波形时,因为其是交流信号,所以我们需要看其频率、幅值、形状是否一致。如下图,就是两个有故障的波形

2

霍尔式

工作原理:

它有三根线,一根电源(5V或12V)、一根搭铁还有一根是信号线,它产生的信号是方波信号。其波形频率与转速有关,占空比、幅值不变。

实车波形:

上图为霍尔式曲轴位置传感器的信号,同样的,他有缺齿信号,来确定曲轴的具体位置。

波形分析:

我们在分析的时候,不要看到有多个缺齿信号就认为它的信号盘缺齿了,在有些车型上面,信号盘本身就是有多个缺齿的,因此在不是特别了解之前不要直接下定论。

这个波形,因为它是频率调制信号,同样的我们应当从它的幅值、形状以及频率上面去分析。

如出现幅值不一、占空比不同、频率不同、有杂波、缺齿信号等等,都说明当前传感器或信号轮存在故障。

2

位置传感器

汽车上位置传感器主要有 节气门位置传感器、油门踏板位置传感器、燃油油位传感器、EGR位置传感器等等。

这里以 节气门位置传感器为例进行讲解:

工作原理:

根据车型不同,节气门位置传感器的线数也不同,主要分内部一个位置传感器与两个位置传感器,现在的车型,基本上都是两个。下图为三线式节气门位置传感器为例:

它的三根线分别是电源、搭铁与信号线。信号电压的大小,取决于滑臂的位置(即节气门的开度)。

当节气门转运时,带动节气门位置传感器上(可变电阻器)的滑动臂旋转,它的信号电压也就随着节气门的旋转而发生改变。

从上图中我们可以看到,两个节气门位置传感器的,他们共电源,共搭铁,然后有两个节气门位置传感器信号给到ECU。

实车波形:

在测量波形时,我们可以缓踩油门至全开,然后保持1~2秒,然后再松开油门。

波形分析:

这个电压信号属于直流信号,其信号电压根据节气门开度而变化(可着车踩油门,不推荐手推节气门阀板), 在分析的时候主要根据它的幅值来进行分析。

其信号波形,在缓踩油门踏板时,应无中断、突变等不正常的现象。

另外,我们还可以通过他们的特性,对车上同部位另外的传感器进行对比的方式来进行分析,如下图:

我们可以看到,该节气门位置传感器TPS1与TPS2之间的信号电压增长是相反的;通过示波器自带的逻辑运算功能,我们可以看到两个位置传感器的电压之和为5V(粉色线)左右。这是他们的一个特性,所以我们在分析的时候,还可以参照他们的特性来进行分析。

对于这种有两个或多个传感器的,他们之间的关系我们要有所了解,如下图中,油门踏板位置传感器1与油门踏板位置传感器2之间的电压,基本上是两倍的关系。 (不同车型该特性也可能不同)

3

温度传感器

汽车上的温度传感器主要有水温传感器、进气温度传感器、油温传感器等等

工作原理:

我们都知道水温传感器是一个负温度系数的热敏电阻(即温度越高其本身的电阻越低),它的电源线就是信号线(电源内部有一个监测电阻,相当于监测两个电阻之间的电压)。三线的水温传感器,为两个温度传感器并在一起的。

实车波形:

上图为水温传感器的信号波形。

波形分析:

它的信号电压同样是直流电压,除了分析他们的幅值以外,我们更多的还是要借助传感器的特性,对其进行加热,冷却,看信号波形是否会发生相应的变化。

4

压力传感器

汽车上的压力传感器主要有进气压力传感器、燃油压力传感器、机油压力传感器等等。

工作原理:

进气压力传感器主要有 压敏电阻式与 电容式两种,这里以压敏电阻式来举例

如图,应变电阻R1~R4组成的惠斯顿电桥与硅膜片连在一起,当进气歧管压力发生改变时,硅膜片发生变形,绝对压力越高,硅膜片变形越大,电阻R的阻值变化也越大,即把硅膜片的机械变化转变成了电信号,由集成电路放大以后输送给ECU,ECU再根据输出的信号电压大小来确定当前进气歧管内的压力。

实车波形:

同样的,我们在测量该波形时,需要进行加速、减速的操作。

波形分析:

它的信号电压同样的是直流电压信号,我们在分析时可以看到:

1、怠速时,基本在1.3V左右;

2、急加速时波形垂直上升说明 传感器灵敏度好;

3、急加速时波形掉到1V以下,越接近0V说明发动机的真空度越好;

5

流量传感器

汽车上的流量传感器,主要就是空气流量传感器。

工作原理:

在之前的文章中,我们说过空气流量计主要有翼片式、热线/热膜式、卡门涡旋式等等。他们都是根据进气量的多少,输出一个(空气流量)电压信号给ECU,

实车波形:

同样的,我们需要测怠速、急加速与缓加速的波形,它是直流电压信号。

波形分析:

在测试时,信号应无中断、突变等不正常现象

如果是数字信号的空流计,他们输出的信号波形如下,是频率调制信号。频率与车型、车辆状态有关(如别克英朗(参数|图片),怠速时1000Hz,油门踩到底4000Hz左右)

6

其余传感器

1

爆震传感器

工作原理:

当发动机振动时,爆震传感器内部的振荡片发生振动,振动产生的力作用在压电元件上,压电元件再将压力信号转换成电压信号输送给ECU。

实车波形:

波形分析:

我们可以看到,它的信号是一个交流电压信号,振动越大,电压峰值越大,频率也越高。因为该传感器极难损坏,所以我们在测量的时候,一般只需要去看其是否有信号输出即可。

2

氧传感器

工作原理:

氧传感器的种类也很多,这里以四线氧化锆式氧传感器为例,因为氧传感器在没有达到特定温度(300℃以上)时,信号会不准确,因此它内部有加热丝,使氧传感器达到快速升温的目的。

另外, 氧传感器通过监测内外氧含量,会自己产生一个电压

实车波形:

波形分析:

1、氧传感器的正常范围大约是0.1~0.9V之间变化(用久以后,氧传感器灵敏度会降低,电压会往中间靠,如0.2~0.8V之间变化)

2、尾气中氧含量越低,电压越高,氧含量越高,电压越低(偏高代表混合气浓;偏低代表混合气稀)

3、其变化次数,在10S内应不小于8次

另外,我们还可以 通过对前后氧传感器的波形进行一个对比,来判断三元催化器是否正常。

讲了这么多,总的来说,大家要想达到能够通过波形快速的确定故障,除了通过幅值、频率、脉冲宽度、形状、阵列来进行分析以外。还要熟知传感器的工作原理、信号类型,并根据需要通过模拟或操作对应零部件的工作,来查看波形的变化情况。

相信大家在进行波形分析故障的时候,都想有标准波形进行参考。

小编这里把我修车过程中的一个经验告诉大家,就是在平时修车的时候,多读取并记录各车型传感器的正确波形,然后分析、理解。

除了在日后做对比之外,还可以为之后的分析打下一个坚实的基础。

 
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