Применение осциллографа для наблюдения сигналов системы управления

Замечание: Приведенный ниже материал носит лишь описательный характер и не привязан ни к какой конкретной марке или модели автомобиля. Правила использования осциллографа подробно описаны в инструкции по его эксплуатации.

1. Цифровые мультиметры отлично подходят для проверки электрических цепей, находящихся в статическом состоянии, а также для фиксации медленных изменений отслеживаемых параметров. При проведении же динамических проверок, выполняемых на работающем двигателе, а также при выявлении причин спорадических сбоев совершенно незаменимым инструментом становится осциллограф.

2. Современные осциллографы обычно оборудованы лишь двумя сигнальными проводами вкупе с набором разнообразных щупов, позволяющих осуществить подключение прибора практически к любому устройству.

3. Некоторые осциллографы позволяют сохранять осциллограммы во встроенном модуле памяти с последующим выводом результатов на печать или перекачкой их на носитель персонального компьютера уже в стационарных условиях.

4. Осциллограф позволяет наблюдать периодические сигналы и измерять напряжение, частоту, ширину (длительность) прямоугольных импульсов, а также уровни медленно меняющихся напряжений. Осциллограф может быть использован при выполнении следующих процедур:

• a) Выявления сбоев нестабильного характера;
• b) Проверки результатов произведенных исправлений;
• c) Мониторинга активности лямбда-зонда системы управления двигателя, оборудованного каталитическим преобразователем;
• d) Анализа вырабатываемых лямбда-зондом сигналов, отклонение параметров которых от нормы является безусловных свидетельством нарушения исправности функционирования системы управления в целом. С другой стороны, правильность формы выдаваемых датчиком импульсов может служить надежной гарантией отсутствия нарушений в системе управления.

5. Надежность и простота эксплуатации современных осциллографов не требуют от оператора никаких особых специальных знаний и опыта. Как правило, характеристики неисправного устройства сильно отличаются от эталонных, что позволяет оператору легко и быстро выявить отказавший компонент при анализе соответствующей осциллограммы. Интерпретация полученной информации может быть произведена путем элементарного визуального сравнения снятых в ходе проверки осциллограмм с временными зависимостями, типичными для различных датчиков и исполнительных устройств автомобильных систем управления.


6. Форма выдаваемого осциллографом сигнала зависит от множества различных факторов и может в значительной мере изменяться. Поэтому, прежде чем приступать к замене подозреваемого компонента в случае несовпадения формы снятого диагностического сигнала с эталонной осциллограммой, следует тщательно проанализировать полученный результат.

7. Ниже приводится описание некоторых параметров сигналов и их краткая характеристика.

8. Каждый, снимаемый при помощи осциллографа сигнал, может быть описан при помощи следующих основных параметров (см. сопр. иллюстрацию):

• a) Амплитуда: Разность максимального и минимального напряжений (В) сигнала в пределах периода;
• b) Период: Длительность цикла сигнала (мс);
• c) Частота: Количество циклов в секунду (Гц);
• d) Ширина: Длительность прямоугольного импульса (мс, мкс);
• e) Скважность: Отношение периода повторения к ширине (В зарубежной терминологии применяется обратный скважности параметр называемый рабочим циклом, выраженный в %);
• f) Форма сигнала: Последовательность прямоугольных импульсов, единичные выбросы, синусоида, пилообразные импульсы, и т.п.

Напряжение

9. Нулевой уровень эталонного сигнала нельзя рассматривать в качестве абсолютного опорного значения, -«ноль» реального сигнала, в зависимости от конкретных параметров проверяемой цепи, может оказаться сдвинутым относительно эталонного [1] (см. сопр. иллюстрацию) в пределах определенного допустимого диапазона.



10. Полная амплитуда сигнала зависит от напряжения питания проверяемого контура и также может варьироваться в определенных пределах относительно эталонного значения ([3] - см. иллюстрацию 4.9 и [2] - см. иллюстрацию 4.18).

11. В цепях постоянного тока пределы напряжения сигнала соответствуют напряжению питания. В качестве примера можно привести цепь системы стабилизации оборотов холостого хода (IAC), сигнальное напряжение которой никак не изменяется с изменением оборотов двигателя.

12. В цепях переменного тока амплитуда сигнала уже однозначно зависит от частоты срабатывания источника сигнала, так, амплитуда сигнала, выдаваемого датчиком положения коленчатого вала (СКР) будет увеличиваться с повышением оборотов двигателя.

13. В виду сказанного, если амплитуда снимаемого при помощи осциллографа сигнала оказывается чрезмерно низкой или высокой (вплоть до обрезания верхних уровней), достаточно лишь переключить рабочий диапазон прибора, перейдя на соответствующую шкалу измерения.


14. При проверке оборудования цепей с электромагнитным управлением (например, система IAC) при отключении питания могут наблюдаться броски напряжения ([4] - см. иллюстрацию 4.9), которые при анализе результатов измерения можно спокойно игнорировать.

15. Не следует беспокоиться также при появлении таких деформаций осциллограммы, как скашивание нижней части переднего фронта прямоугольных импульсов ([5] - см. иллюстрацию 4.9), если, конечно, сам факт выполаживания фронта не является признаком нарушения исправности функционирования проверяемого компонента.

Частота

16. Частота повторения сигнальных импульсов зависит от рабочей частоты источника сигналов.

17. Форма снимаемого сигнала может быть отредактирована и приведена к удобному для анализа виду путем переключения на осциллографе масштаба временной развертки изображения.

18. При наблюдении сигналов в цепях переменного тока временная развертка осциллографа зависит от частоты источника сигнала [3] (см. сопр. иллюстрацию), определяемой оборотами двигателя.



19. Как уже говорилось выше, для приведения сигнала к удобочитаемому виду достаточно переключить масштаб временной развертки осциллографа.

20. В некоторых случаях осциллограмма сигнала оказывается развернутой зеркально относительно эталонной зависимости, что объясняется реверсивностью полярности подключения соответствующего элемента и, при отсутствии запрета на изменение полярности подключения, может быть проигнорировано при анализе.