传感器波形:各个传感器的波形图

2021/11/11 06:35 · 传感器知识资讯 ·  · 传感器波形:各个传感器的波形图已关闭评论
摘要:

传感器波形:各个传感器的波形图?1?/?45?各个传感器的波形图??车速传感器?????车速传感器检测电控汽车的车速,控制电脑用这个输入信号来控制发动机怠速,自动变速器的变扭器锁止,自动变速器换档及发动机冷却风扇

传感器波形:各个传感器的波形图  第1张

传感器波形:各个传感器的波形图

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各个传感器的波形图
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车速传感器
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车速传感器检测电控汽车的车速,控制电脑用这个输入信号来控制发动机怠速,自动变速器的
变扭器锁止,自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能。车速传感器的输出信号
可以是磁电式交流信号,也可以是霍尔式数字信号或者是光电式数字信号,车速传感器通常安装在驱动
桥壳或变速器壳内,车速传感器信号线通常装在屏蔽的外套内,这是为了消除有高压电火线及车载或其
他电子设备产生的电磁及射频干扰,
用于保证电子通讯不产生中断,
防止造成驾驶性能变差或其他问题,
在汽车上磁电式及光电式传感器是应用最多的两种车速传感器,在欧洲、北美和亚洲的各种汽车上比较
广泛采用磁电式传感器来进行车速
(VSS)
、曲轴转角
(CKP)
和凸轮轴转角
(CMP)
的控制,同时还可以用它
来感受其它转动部位的速度和位置信号等,例如压缩机离合器等。
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磁电式车速成传感器,参见

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磁电式车速传感器是一个模拟交流信号发生器,它们产生交变电流信号,通常由带两个接线柱
的磁芯及线圈组成。这两个线圈接线柱是传感器输出的端子,当由铁质制成的环状翼轮
(
有时称为磁组

传感器波形:常见传感器波形分析,看这一篇就够了!

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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。
在前面两期推文中,为大家讲解了示波器的相关概念、示波器的连接与波形的调整,相信大家都已经会使用示波器了。
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,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。
今天的内容到这里就告一段落了,在下一期的推文中,再为大家带来执行器与总线的相关知识内容。
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传感器波形:氧传感器的波形分析

目前最常见的氧传感器为加热型氧化锆式氧传感器,检测它时最好是用示波器检测信号电压波形。
在空燃比控制适当时,氧传感器信号是计算机系统的最好指示。
一般来说,一个工作良好的电控燃油发动机在闭环工作状态下,怠速时,氧传感器在10s内应有不少于8个浓/稀振幅;
转速为2500r/min时,10s内应有10~40个浓/稀振幅。当空燃比由稀变到浓时,氧传感器的响应时间应小于100ms;
当空燃比由浓变到稀时,氧传感器的响应时间应小于125ms。
评定氧传感器信号的第一步是证明该传感器处于良好的状况。用数字存储示波器测试氧传感器的响应时间。用丙烷使空燃比变浓,而用真空大量泄漏使空燃比变稀。在正确的时间内,将开关从浓切换到稀,再从稀切换到浓,应符合上述要求。
汽车的三元催化转化器前有一个主氧传感器,三元催化转化器后还有一个副氧传感器,这个副氧传感器用来监测三元催化转化器的转换效率。
(汽车维修技术网
下图(a)、(b)、(c)所示分别是失效的三元催化转化器、旧的三元催化转化器和新的三元催化转化器前、后氧传感器的波形比较。
(a)失效TWC时EGO波形 ▼

(b)旧TWC时EGO波形 ▼

(c)新TWC时EGO波形 ▼

用示波器进行氧传感器波形分析,同时结合使用五气分析仪,对诊断特定故障会大有帮助。例如,如果氧传感器波形有大量的稀/浓过渡段,而且HC的排放量比正常值高出很多,则气缸缺火可能是由点火或机械故障引起的。由于燃油进入气缸而没有发生燃烧,所有未燃的HC会从排气系统中排出。如果氧传感器波形有大量的过渡段而HC的排放量良好,则气缸缺火可能是由喷油器故障引起的。在喷油器有故障时,由于燃油没有进入气缸,HC的排放量没有增加。
氧传感器故障分析
1有些车辆在出现故障时,CO 的排放量会高于1.5%,HC的排放量会高于0.02%。
当遇到这种故障时,首先应检查氧传感器电压的变化情况。因为如果氧传感器电压在0.7~0.9V 以上变化且CO 超标,则说明故障不在氧传感器,应重点检查空气流量计信号及燃油系统压力,同时还应检查发动机冷却液温度传感器。因为当空气流量信号值过大、燃油压力过高及冷却液温度传感器温度过低时,都会造成CO 排放值过高。若氧传感器信号电压在0.1~0.3V 之间变化且CO、HC超标时,应重点检查排气管及排气歧管是否漏气。
在发动机怠速运转时,若HC超标,应重点检查氧传感器加热电压、点火提前角以及三元催化转化器温度。首先应检查点火失火率,即对点火系统高压线及火花塞进行检查。当上述检查正常时,应更换氧传感器。
如果氧传感器电压在0.2~0.8V 之间变化,且发动机控制信号处于闭环,则应重点检查三元催化转化器温度。如果三元催化转化器温度过低(280℃以下时),则其不能工作。如果三元催化转化器进、出口温度差过低(三元催化转化器进、出口温度差正常应大于38℃,实测某车进口温度为323℃,出口温度为445℃,相差122℃),应更换三元催化转化器。
2气门积炭也会影响发动机的尾气排放,使混合气的调节明显偏慢,从而导致CO 及HC数值变化过大,有时甚至超标。当用故障诊断仪读取氧传感器数据时,氧传感器信号电压会在0.1~0.9V 之间变化(正常时在0.3~0.7V 之间变化)。
当发动机出现怠速不稳、游车、加速不良及氧传感器信号电压在0.1~0.9V 之间变化时,不应急于更换相关传感器,而应首先清洁进气门、气缸和进气歧管等。对于积炭的清除,可采用免拆清洗设备进行,也可进行人工清洁。
3在维修中可能遇到这种情况:用故障诊断仪检测氧传感器信号电压,电压始终在0.5~0.9V之间变化,实际进行发动机排放检测,CO 过低、HC略高,再用简易工况检测尾气,CO偏低、HC及NOx 偏高。可为什么排放中CO偏低,即为什么在混合气偏稀的情况下,传感器信号电压偏高呢?
故障原因在于发动机接地不良或氧传感器接地线开路。因为发动机接地不良后,在发动机外壳与接地之间会产生0.3~0.4V 电压,而氧传感器产生的实际电压为0.2~0.7V。ECU实际接收氧传感器信号电压叠加了发动机外壳电位,并始终维持在浓信号电压,ECU在接收到浓信号后,会根据程序进行减稀控制,这样实际进入发动机的混合气也就会始终偏稀,造成怠速工作不稳。由于混合气偏稀,发动机用简易工况检测有大量氧气存在,排放中的NOx 极易超标。
所以,当发动机尾气中的CO偏低,HC、NOx 偏高时,应认真检查发动机接地电位及氧传感器接地线电压,因为消除了接地不良的问题也就排除了故障。
4NOx 排放过高往往不一定就是EGR系统故障导致的。凡是能增加发动机工作温度的冷却系统故障、过度提前的点火正时和三元催化转化器失效,都将造成更多的NOx 的形成。甚至会因为修理好了另一种不同的排放问题,又可能造成NOx 排放值的提高。混合气过浓使燃烧室内形成积炭,这将导致气缸压缩压力的提高。解决了混合气过浓的故障会使混合气变稀,但遗留的因积炭而导致的高压缩压力会引起NOx 排放值的上升。在这种情况下,建议在重新测试排放之前对发动机进行清除积炭处理。这种情况已经引起排放试验的重新测试的失败。在开始诊断时用五气分析仪测出汽车的排放问题,在修理后反复检测以便确认修理的效果,这样做对避免汽车重新测试出现失败是必要的。
氧传感器信号不正常不一定是氧传感器本身的故障,氧传感器信号故障,往往会表现出看似是氧传感器损坏的现象,但一定要认真检查与氧信号相关的诸多因素,逐一排除,才能准确判断故障因素。否则,将会错误地换掉配件,造成不必要的损失。

传感器波形:各个传感器的波形图  第2张

传感器波形:汽车传感器波形分析应用

示波器的介绍
  
示波器是用来对电路中电压或电流的波动情况进行测量的工具,它能实时地反应器件的工作情况。在电路分析中通.是用它来测量输入与输出的波形,并由观察者经过分析研究,得出此电路性能的优良状况或问题所在。
  
汽车故障诊断中传感器波形分析的重要性
  
随着现代汽车技术的发展,在汽车中使用了大量的传感器,传感器在其工作环境中感受物理量的变化时,并以电流或电压的方式向汽车ECU传送所感觉到的变化,汽车EZCU接收到传感器送来的信号后,做出相应的判断,驱动相关设备进行工作,调整汽车的工作状态。
  
在现代汽车上用的传感器可分为:温度、速度、压力、氧含量、振动及位置传感器,它们产生各种各样的电压或电流信号,用示波器能将这些信号的变化以波形的方式反映出来。当所感知的物理量发生正常或非正常变化时,都能通过波形的变动反应出来,通过与正常波形的比较,就能判断出故障的部位。
  
这里所说的并不是说示波器能解决汽车维修中所有的问题,只是提供了一个判断故障的方法,一个处理问题的手段,就象医生用的听诊器一样。
  
案例分析
  
故障现象一辆大众帕萨特1.8T小轿车,出现不易起动的故障现象,每次都要多次点火才有可能起动,最后一次在行驶中死火,就打不起火了,只能拖到4S店维修。
  
故障诊断到店后也是时而能起动时而不能起动,用1552诊断仪显示故障为曲轴位置传感器损坏。于是更换,再起动,故障现象依旧。于是再换凸轮轴位置传感器,再试,故障现象还在,维修陷入僵局。
  
故障分析与测试采用双踪示波器同时测量故障车上曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的波形如图1所示,在同类型的正常车上测得的凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器波形如图2所示。

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