Themen:
- Pikoskop allgemein
- Picoskop: Spannung einstellen
- Picoskop: Einstellen der Zeit pro Teilung
- Picoskop: Auslöser setzen
- Picoskop: Maßstab und Offset
- Fluke: Allgemein
- Fluke: Oszilloskop einschalten und Messkabel anschließen
- Fluke: Nulllinie setzen
- Fluke: Spannung und Zeit pro Division einstellen
- Fluke: Auslöser setzen
- Fluke: Smooth-Funktion aktivieren oder deaktivieren
- Fluke: Kanal B aktivieren
- Fluke: Mit der Stromzange messen
- Scope-Ansicht eines Arbeitszyklus
- Oszilloskopbild eines Kurbelwellen- und Nockenwellensignals
- Umfangsansicht eines Injektors eines indirekt einspritzenden Benzinmotors
- Scope-Ansicht eines Injektors eines Common-Rail-Dieselmotors
Picoskop allgemein:
Für komplexe Diagnosen ist ein Oszilloskop unverzichtbar. Es gibt verschiedene Varianten des Oszilloskops: integriert in das Lesegerät (z. B. mit Snap-on), ein „handgehaltenes“ Oszilloskop (Fluke, ebenfalls auf dieser Seite beschrieben) und kann an einen Computer/Laptop angeschlossen werden. Letzteres gilt für das Picoskop. Die Hardware dieses Oszilloskops ist in einer Box verbaut, die über ein USB 3.0-Kabel (Drucker) an einen Computer mit Windows- oder Macintosh-Betriebssystem angeschlossen werden kann.
Wir verwenden die Picscope-Software auf dem Computer. Die Hardware des Oszilloskops ermöglicht verschiedene Funktionen in der Software; Ein umfangreicherer (und teurerer) Umfang kann daher mehr Software leisten als eine Einstiegsversion. Das Picoskop 2204a ist ab 120 € erhältlich und für die meisten Automobilanwendungen geeignet. Das Bild zeigt den Automotive-Bereich (Serie 4000).
In den folgenden Abschnitten werden die Grundeinstellungen für Messungen mit dem Picoskop beschrieben.
Picoskop: Spannung einstellen:
Eine der Einstellungen zum Starten der Messung besteht darin, die maximale Spannung festzulegen, die wir messen möchten. Nach dem Öffnen des Programms ist die Waage auf „Automatik“ eingestellt. Diese Position kann sich zu unserem Nachteil auswirken, wenn sich das Spannungsniveau erheblich ändert. In Automobilanwendungen reicht in den meisten Fällen eine Skala von 20 Volt aus. Um dies einzustellen, klicken wir auf die Schaltfläche „20 V“ unter dem roten Pfeil. Das daraufhin geöffnete Menü zeigt die verschiedenen Optionen im Bereich von 50 mV bis 200 V an. Bei dieser Messung wurde 20 V ausgewählt. Die maximal zu messende Spannung befindet sich auf der linken Y-Achse, angezeigt durch den grünen Pfeil.
In diesem Beispiel messen wir eine stabile Batteriespannung von 12 Volt.
Wenn die gemessene Spannung höher ist als die eingestellte Spannung von (in diesem Fall) 20 Volt, erscheint oben auf dem Bildschirm die Meldung: „Kanalüberschreitung“. Die Spannungsskala sollte dann erhöht werden. Mit den Pfeilen links und rechts neben der Menütaste kann die Spannung schrittweise erhöht und verringert werden, ohne das Menü zu öffnen.
Picoskop: Zeit pro Teilung einstellen:
Nachdem wir die Spannung auf maximal 20 Volt eingestellt haben, kann die Zeit pro Teilung eingestellt werden. Um diese Zeit einzustellen, klicken Sie auf die Schaltfläche zum Einstellen der Zeit (neben dem roten Pfeil). Im erscheinenden Menü wählen wir die gewünschte Zeit pro Teilung. 5 ms/Div sind in der Abbildung eingekreist.
Nachdem Sie auf 5 ms/Div geklickt haben, sehen Sie am unteren Rand der X-Achse für jede Teilung einen Zeitanstieg von 0,0 bis 50,0. Die Zeit von 0 bis 10 ms ist in diesem Beispiel grün eingekreist.
Die Zeiteinstellung hängt davon ab, welche Komponente, welches System oder welchen Prozess wir messen möchten;
- Batteriespannung während des Starts oder eines relativen Kompressionstests: 1 Sekunde pro Division;
- Signal von Sensoren und Aktoren: 10 bis 100 ms/Div.
Während der Messung kann die Zeitbasis angepasst werden, um ein korrektes Signal auf dem Bildschirm anzuzeigen.
Picoskop: Auslöser setzen:
Auch konstante Spannungen, wie in den vorherigen Beispielen die Bordspannung, können mit einem handelsüblichen Multimeter gemessen werden. Nicht konstante Spannungen, wie zum Beispiel eine stark schwankende Signalspannung eines Sensors oder einer PWM-Ansteuerung, können von einem Voltmeter nicht oder kaum angezeigt werden. Im Falle einer PWM oder eines Tastverhältnisses zeigt ein Voltmeter einen Durchschnittswert an. Solche Spannungen messen wir mit dem Oszilloskop. Das Bild unten zeigt die PWM-Steuerung eines Innenventilators. Ohne Triggereinstellung springt das Bild immer wieder über den Bildschirm.
Die Blockspannung springt ständig über den Bildschirm. Eine Änderung der Pulsbreite ist nicht deutlich erkennbar. Um die Spannung auf dem Bild zu fixieren, aber trotzdem weiterhin in Echtzeit zu messen (bei Pause ist keine Änderung sichtbar), nutzen wir den Trigger. In der Picscope-Software wird dies „Aktivierung“ genannt. Diese Funktion finden Sie in der unteren Leiste des Bildschirms. Bei dieser Messung lautet der Aktivierungsstatus: „Keine“. Es ist also kein Trigger aktiv.
Das nächste Bild zeigt das Bild mit aktiviertem Auslöser. Wir wählen (wiederholen). Auf dem Bildschirm erscheint ein gelber Punkt; Das ist der Triggerpunkt. Mit der Maus können wir diesen Punkt an eine beliebige andere Stelle im Spannungsbereich verschieben.
Bei der Messung des Signals kann es auch wünschenswert sein, auf die negative Flanke zu triggern; zum Beispiel beim Messen des Spannungsverlaufs eines Injektors, da die Steuerung an diesem Punkt beginnt. Dies können Sie wie folgt einrichten: Klicken Sie auf die Schaltfläche „Erweiterte Trigger“ (roter Pfeil im Bild). Es öffnet sich ein neuer Bildschirm, in dem Sie an der „einfachen Kante“ die Richtung von „steigend“ auf „fallend“ (blauer Pfeil) ändern können. Von diesem Moment an liegt der Triggerpunkt im Signal an der negativen Flanke (grüner Pfeil).
Sie können den Auslöser in diesem Menü auch auf viele Arten einstellen; Beispielsweise enthält ein Kurbelwellensignal 35 Zähne und einen fehlenden Zahn. Dies ist an einem Leerzeichen zwischen den 35 Impulsen zu erkennen. Mit der Funktion „Impulsbreite“ kann der Trigger auf die Lücke eingestellt werden, die durch den fehlenden Zahn entsteht
Das folgende Beispiel zeigt das Spannungsbild eines Injektors. Genau wie bei der PWM-Steuerspannung des Innenraumgebläses im vorherigen Beispiel springt dieses Signal über den Bildschirm.
Nach dem Einstellen des Triggerpunkts wird das Signal auf dem Bildschirm fixiert (siehe Abbildung unten). Das Signal hat einen festen Startpunkt; Die Steuerung beginnt dort, wo der Injektor mit Masse verbunden wird. Beim Beschleunigen findet eine Anreicherung statt: Der Injektor wird für längere Zeit geöffnet, um mehr Kraftstoff einzuspritzen. In diesem Fall schaltet das Steuergerät den Injektor über einen längeren Zeitraum auf Masse. Dies ist im Scope-Bild unten zu sehen.
Beim Abbremsen stoppt die Kraftstoffeinspritzung: In diesem Fall ist die Einspritzdüse nicht mit Masse verbunden. Die Spannung bleibt dann konstant (ca. 14 Volt). Da wir bei dieser Messung den Trigger auf die fallende Flanke setzen, ist die Verzögerung nicht deutlich sichtbar. Erst nach dem Ausschalten des Auslösers sehen wir, dass die Spannung weiterhin 14 Volt beträgt, aber sobald die Injektion wieder aufgenommen wird, springt das Bild erneut über den Bildschirm.
Picoskop: Maßstab und Offset:
Das Blocksignal eines ABS-Sensors (Hall) weist einen kleinen Spannungsunterschied auf. Das Bild unten zeigt das Bild, das direkt am ABS-Sensor gemessen wurde. Das ABS-Steuergerät enthält eine Schaltung, die die Spannungsdifferenz erhöht. Dieses Oszilloskopbild ist bei der Diagnose des ABS-Sensors nicht klar genug. Durch Ändern von Maßstab und Offset kann das Signal vergrößert werden.
In der folgenden Messung ist Kanal B mit demselben Kabel wie Kanal A verbunden. Die Messung ist identisch, aber die anderen Einstellungen haben das Signal verbessert. Der grüne Pfeil zeigt eine der Stellen an, an denen Sie Maßstab und Versatz ändern können.
- Die Skala vergrößert das Signal: Wir messen jetzt innerhalb der Spannungen: 12 und 14 Volt.
- Der Offset kann angepasst werden, um das Signal in der richtigen Höhe anzuzeigen. Bei einem Offset von 0 % ist die Spannung auf der Y-Achse zwischen 0 und 2 Volt sichtbar.
Fluke allgemein:
Ein Oszilloskop (abgekürzt Scope) ist ein grafisches Voltmeter. Die Spannung wird grafisch als Funktion der Zeit dargestellt. Auch der Umfang ist sehr genau.
Die Zeit kann so klein eingestellt werden, dass Signale von Sensoren wie der Lambdasonde oder Aktoren wie einem Injektor perfekt dargestellt werden können.
Das Bild unten zeigt ein digitales Oszilloskop, das in Autowerkstätten, in Test- und Entwicklungsräumen sowie in der Ausbildung eingesetzt wird. Natürlich kann es auch von einer anderen Marke sein, dann sehen sie aber oft fast gleich aus. Auch die Bedienung ist praktisch gleich. Oben auf dem Oszilloskop befinden sich ein roter und ein grauer Anschluss. Dies sind die Kanäle A und B. Der Masseanschluss befindet sich in der Mitte.
Zwei Messungen können gleichzeitig auf einem Bildschirm durchgeführt werden (A und B getrennt). Dies ist auch auf diesem Bild zu erkennen. Maß A ist oben und Maß B unten. Dadurch ist es einfach, Signale von zwei verschiedenen Sensoren zu vergleichen. Kanal A wird standardmäßig für eine Einzelmessung verwendet.
Das Oszilloskop kann sowohl Gleich- als auch Wechselspannung messen. Die Sensoren im Motorraum senden beispielsweise ein Signal an das Motorsteuergerät. Dieses Signal kann durch Messung mit dem Oszilloskop überprüft werden. So kann überprüft werden, ob der Sensor defekt ist oder beispielsweise ein Kabelbruch oder Korrosion an den Steckverbindungen vorliegt.
Die Batteriespannung wird im Bild gemessen. Zwischen der Nulllinie (die schwarze Linie unten links) und der gemessenen Spannung (die dicke Linie über A) befinden sich 7 Kästchen. Jedes Feld wird als Division bezeichnet.
Die Spannung, die pro Division eingestellt werden muss, ist auf 2 V/d eingestellt (unten links auf dem Bildschirm). Das bedeutet, dass jede Box 2 Volt hat. Da zwischen der Nulllinie und dem Signal 7 Kästchen liegen, kann eine einfache Multiplikation verwendet werden, um zu bestimmen, wie viel Volt die angezeigte Linie hat; 7*2 = 14 Volt. Die durchschnittliche Spannung ist ebenfalls im Bild dargestellt (14,02 Volt).
Fluke: Oszilloskop einschalten und Messleitungen anschließen:
Zum Einschalten des Zielfernrohrs muss der grüne Knopf unten links am Gerät gedrückt werden. Zur Messung mit dem Oszilloskop muss die rote Messsonde im Kanal A und die schwarze Messsonde im COM-Anschluss platziert werden.
Um ein Signal zu messen, muss der rote Messstift (Kanal A, Plus) auf den Signalanschluss des Sensors oder an die richtige Stelle in der Break-Out-Box gesteckt werden. Der schwarze Messstift (COM) muss an einem guten Erdungspunkt an der Karosserie oder der Masse der Batterie platziert werden.
Bei der Messung einer einzelnen Spannung reicht es aus, nur Kanal A und die COM-Anschlüsse zu verwenden.
Wenn eine Messung durchgeführt werden muss, bei der zwei Spannungsbilder miteinander verglichen werden müssen, kann Kanal B verwendet werden. Die Messsonde muss am Anschluss B eingesteckt und Kanal B im Oszilloskop eingeschaltet sein.
Das Oszilloskop verfügt über die „AUTO“-Taste. Diese Funktion sorgt dafür, dass das Oszilloskop selbst nach den besten Einstellungen für das Eingangssignal sucht. Der Nachteil dieser Funktion besteht darin, dass nicht immer das richtige Signal angezeigt wird; Es besteht die Gefahr, dass das Oszilloskop ständig die Einstellungen für ein Signal ändert, dessen Amplitude (Höhe des Signals) und Frequenz (Breite des Signals) sich ständig ändern. Wenn zwei Spannungsbilder miteinander verglichen werden müssen, die beide unterschiedliche Zeiteinstellungen haben, kann es sehr schwierig werden. Daher ist es besser, das Oszilloskop manuell einzustellen und mehrere Messungen mit denselben Einstellungen durchzuführen. Wie Sie das Oszilloskop manuell einstellen, wird in den folgenden Abschnitten beschrieben.
Fluke: Nulllinie setzen:
Nach dem Einschalten des Oszilloskops wird die Nulllinie häufig automatisch auf halber Höhe des Bildschirms eingestellt. Bei einer Einstellung von 1 Volt pro Teilung beträgt der Bereich nur 4 Volt. Es passen also nur 4 Volt in den Bildschirm. Wenn eine höhere Spannung gemessen wird, fällt die Linie außerhalb des Bildes.
Um das gesamte Spannungsbild auf den Bildschirm zu bringen, muss die Nulllinie nach unten verschoben werden. Dies ist im Bild zu sehen. Die Nulllinie wird hier in der unteren Zeile des Bildschirms eingestellt.
Da nun die Nulllinie unten liegt und das Oszilloskop auf 1 V/d eingestellt ist, kann eine Spannung von maximal 8 Volt angezeigt werden (8*1 = 8 V). Für die Messung der Versorgungsspannung oder eines Signals eines aktiven Sensors (maximal 5 Volt) ist dies in Ordnung, für die Messung höherer Spannungen wie der Batteriespannung oder der Spannung an einer Lampe jedoch nicht ausreichend.
Fluke: Spannung und Zeit pro Division einstellen:
Wie zuvor beschrieben, muss die Anzahl der Volt pro Teilung richtig eingestellt werden, damit das Spannungsbild auf den Bildschirm passt. Wichtig ist auch die Einstellung der richtigen Zeit pro Division. Die Einstellungen werden in diesem Abschnitt beschrieben.
Ist die Anzahl der Volt pro Division zu niedrig, fällt die Messung aus dem Bild, ist die Anzahl der Volt pro Division jedoch zu hoch, ist nur ein kleines Signal sichtbar. Im Idealfall ist das Signal auf dem gesamten Bildschirm sichtbar.
Im Bild wird die Anzahl der Volt pro Teilung mit der Schaltfläche mit der Aufschrift mV und V eingestellt. Drücken Sie mV, um die Zeit pro Teilung zu verringern, und V, um sie zu erhöhen.
Durch die Einstellung der Zeit pro Teilung kann die Zeit, in der Messungen stattfinden, verändert werden. Bei der Einstellung 1 Sekunde pro Teilung (1 S/d) bewegt sich die Linie jede Sekunde um ein Quadrat. Dies ist auch an der Spannungslinie zu erkennen; Die Linie bewegt sich jede Sekunde um eine Teilung von links nach rechts. Je nach Art der Messung ist es wünschenswert, die Zeit zu verlängern oder zu verkürzen. Bei der Messung des Spannungsverlaufs eines Injektors muss die Zeiteinstellung niedriger eingestellt werden als bei der Messung eines Arbeitszyklus.
Sie können die Zeit erhöhen, indem Sie das „s“ auf der linken Seite der „TIME“-Taste drücken. Sie können sie mit „ms“ verringern. Die Zeiteinstellung ist für die Kanäle A und B gleich; Für Kanal A kann kein anderer Zeitverlauf als für Kanal B eingestellt werden.
Fluke: Auslöser setzen:
Bei der Messung von Spannungen wie der Batteriespannung ist kein Trigger erforderlich. Die Batteriespannung (angezeigt im Abschnitt „Allgemein“) ist eine gerade Linie, wobei die Teilungen zwischen der Nulllinie und dem Signal gezählt werden müssen. Die Linie ist eine Konstante. Die Höhe der Linie ändert sich nur, wenn die Batterie geladen wird oder wenn ein Verbraucher eingeschaltet wird. Im letzteren Fall wird die Linie mit der Zeit niedriger.
Bei der Messung eines Sensorsignals ist die Spannungslinie nicht konstant. Die Höhe der Spannungslinie verschiebt sich über den Bildschirm hin und her. Natürlich kann man mit der HOLD-Taste das Bild pausieren, damit das Bild betrachtet werden kann, aber das ist nicht ideal. Dann muss die HOLD-Taste genau zum richtigen Zeitpunkt gedrückt werden. Der zweite Nachteil besteht darin, dass keine Änderungen im Signal angezeigt werden, da das Bild eingefroren ist. Die Triggerfunktion bietet hierfür die Lösung. Durch Einstellen des Auslösers wird das Spannungsbild auf dem Bildschirm auf dem eingestellten Wert eingefroren. Die Messung wird dann fortgesetzt, sodass sich bei einer Änderung der Bedingungen (z. B. Geschwindigkeit oder Temperatur) die Form des Signals ändert.
Die Auslösersymbole lauten wie folgt:
Trigger für die steigende Flanke. Diese Triggerfunktion hält das Spannungsbild an einer Stelle, an der es ansteigt.
Trigger bei fallender Flanke. Dies ist das umgekehrte Vorzeichen der steigenden Flanke. Diese Triggerfunktion hält das Spannungsbild, wenn es zuerst abfällt.
Um den Auslöser zu bewegen, drücken Sie die F3-Taste (siehe Bild). Bewegen Sie den Auslöser mit den Pfeiltasten nach oben und unten. Ändern Sie den Trigger mit den Pfeiltasten nach links und rechts von der steigenden zur fallenden Flanke.
Die unteren beiden Bilder zeigen dasselbe Spannungsbild, das auf zwei verschiedene Arten ausgelöst wurde.
Trigger auf steigende Flanke:
Die Abbildung zeigt den Trigger an der steigenden Flanke des Signals. Das Oszilloskop friert daher das Bild ein, solange das Sensorsignal gemessen wird. Wäre der Auslöser nicht gesetzt, würde dieses Signal ständig von links nach rechts über den Bildschirm scrollen.
Trigger auf fallende Flanke:
Der Trigger wird für die gleiche Messung auf die fallende Flanke eingestellt. In diesem Bild ist deutlich zu erkennen, dass das Bild gleich ist, das Signal jedoch leicht nach links verschoben ist. Diese Triggerfunktion hält das Bild an dem Punkt, an dem es untergeht.
Offensichtlich ist der Auslöser keine Möglichkeit, die Anzeige anzuhalten. Sobald das Messobjekt ausgeschaltet wird oder sich das Signal ändert, ändert sich das Signal im Bild entsprechend.
Dies ist im Bild zu sehen; der Abzug befindet sich an der gleichen Stelle, allerdings ist die horizontale Spannlinie hier mehr als doppelt so lang geworden. Die Spannung von 1,5 Volt (1500mV) ist nun für 110µs (Mikrosekunden) aktiv, statt 45µs bei der vorherigen Messung.
Fluke: Smooth-Funktion aktivieren oder deaktivieren:
Da das Oszilloskop sehr genau ist, weist das Bild immer etwas Rauschen auf. Dies kann sehr störend sein, insbesondere wenn das Spannungsbild sorgfältig untersucht werden muss. Um das Signal zu glätten, kann die Funktion „Smooth“ ausgewählt werden. Die nächste Messung erfolgt am Kraftstoffdrucksensor. Diese befindet sich am Kraftstoffverteiler der Einspritzdüsen eines Common-Rail-Dieselmotors (im Bild unten durch den roten Pfeil gekennzeichnet).
Die Smooth-Funktion kann durch die folgenden drei Schritte eingestellt werden:
Fluke: Kanal B aktivieren:
Bei der Messung von Signalen kann es oft wünschenswert sein, zwei Signale relativ zueinander zu messen. Dies können beispielsweise das Nockenwellensignal und das Kurbelwellensignal sein, die über die Zeit gemessen werden. Anschließend wird der Spannungsverlauf beider Sensoren übersichtlich untereinander dargestellt, woraus sich Rückschlüsse auf den zeitlichen Verlauf der Verteilung ziehen lassen.
Um Kanal B einzuschalten, muss die rechte gelbe Taste am Oszilloskop gedrückt werden.
Nachdem ein Menü auf dem Bildschirm erscheint, kann mit den Pfeiltasten die richtige Option ausgewählt werden. Die Option kann mit der F4-Taste bestätigt werden. Auf dem Bildschirm wird oben F4 ENTER angezeigt. Über diese Taste kann Kanal B auch wieder ausgeschaltet werden.
Die Bilder unten zeigen das Menü, das nach Drücken der gelben Taste erscheint. Im linken Menü ist unter B „AUS“ ausgewählt. Dies kann mit den Pfeiltasten auf „EIN“ gestellt werden. Darüber hinaus muss die Option „Vdc“ (DC) ausgewählt werden. Dies ist im rechten Bild zu sehen. Nachdem jede Option mit ENTER bestätigt wurde, verschwindet dieses Menü und es können Messungen mit Kanal B durchgeführt werden.
Fluke: Messung mit der Stromzange:
Das Oszilloskop kann nur Spannungen messen. Selbst wenn der Strom mit einer Stromzange gemessen wird, empfängt das Oszilloskop eine Spannung von der Stromzange. In diesem Abschnitt wird erläutert, wie Sie mit der Stromzange messen. Um es besser zu verstehen, hier ein Beispiel für die Messung mit dem Multimeter.
Die Stromzange kann auch im Multimeter verwendet werden. Die Stromzange enthält einen Hall-Sensor. Der Hall-Sensor misst das Magnetfeld, das durch die Messbacken der Stromzange verläuft. Dieses Magnetfeld wird in der Stromzange in eine Spannung (bis zu 5 Volt) umgewandelt.
Wenn die interne Sicherung des Multimeters bei einem Strom von mehr als 10 Ampere ausfällt, können mit der Stromzange Ströme von Hunderten Ampere gemessen werden. Die von der Stromzange übertragene Spannung ist 100-mal kleiner als der tatsächliche Strom. Dies liegt daran, dass es einen Umrechnungsfaktor von 10 mV/A gibt. Dies ist auch auf der Stromzange angegeben.
Stellen Sie sicher, dass die Stromzange auf die erste Position eingestellt ist, also nicht auf 1mV/A (Umrechnungsfaktor 1000).
Beim Anschließen der Zange an den Volt-Anschluss des Multimeters wird die Zange eingeschaltet und kalibriert, bis das Multimeter 0 Volt anzeigt, die Zange kann um das Kabel des Sensors oder Aktors gelegt werden. Der Umrechnungsfaktor muss dann beim Ablesen des Multimeters berücksichtigt werden; Jedes Millivolt, das das Multimeter anzeigt, entspricht tatsächlich 1 Ampere.
Es ist leicht zu merken, dass der gelesene Wert mit dem Faktor 100 multipliziert werden muss; Wenn im Display 0,25 Volt angezeigt werden, beträgt der tatsächliche Strom (0,25*100) = 25 Ampere.
Wird bei einer weiteren Messung der Wert 1,70 Volt im Display angezeigt, ist der tatsächliche Strom ebenfalls hundertmal höher, also 170 Ampere.
Grundsätzlich wird der Dezimalpunkt um zwei Stellen nach rechts verschoben.
Im vorherigen Beispiel ging es um die Messung mit dem Multimeter, da die Messung mit dem Oszilloskop vielleicht etwas einfacher zu verstehen ist. Die gleiche Stromzange kann auch an das Oszilloskop angeschlossen werden. Das rote und das schwarze Kabel des Zangenmessgeräts müssen in Kanal A (oder B) und den COM-Anschluss des Zangenmessgeräts eingesteckt werden.
Zu diesem Zeitpunkt ist das Oszilloskop auf Ampere eingestellt. Kalibrieren Sie zunächst die Stromzange, indem Sie den Kalibrierungsknopf drehen, sodass das Oszilloskop 0 A anzeigt.
Wenn die Stromzange eine Spannung von 0,050 Volt überträgt, rechnet das Oszilloskop diesen Wert selbst mit dem Faktor 100 um, da alle 10 mV tatsächlich 1 Ampere sind. Das Oszilloskop-Display zeigt nun 5 Ampere an.
Die Stromzange ist sehr schnell. Mit dieser Funktion kann sogar der aktuelle Durchfluss eines Injektors gemessen werden. Mit der Zweikanalfunktion des Oszilloskops kann der Spannungsverlauf auf Kanal A und der Stromverlauf auf Kanal B gemessen werden. Die Spannungs- und Stromkurven sind übersichtlich angeordnet.
Scope-Ansicht eines Arbeitszyklus:
Ein Tastverhältnis wird verwendet, um den Strom zu einem Verbraucher zu regeln. Das Bild unten zeigt ein Diagramm einer Lampe mit dem Bild des Oszilloskops auf der rechten Seite. Das Bild zeigt, dass die Spannung ständig ein- und ausgeschaltet wird. Die Spannung variiert zwischen 0 und 12 Volt. Jede Box (Teilung) beträgt 2 Volt, sechs Teilungen bedeuten also, dass die Spannung immer 12 Volt beträgt, wenn der Verbraucher eingeschaltet ist, und 0 Volt, wenn der Verbraucher ausgeschaltet ist.
Das Pluskabel des Oszilloskops wird mit dem Pluspol der Lampe verbunden. Das Massekabel wird mit dem COM-Anschluss des Oszilloskops und der Masse des Fahrzeugs verbunden. Das Oszilloskop misst ebenso wie das Multimeter die Spannungsdifferenz zwischen Plus- und Minuskabel. Beim Einschalten der Lampe liegt am Pluspol der Lampe eine Spannung von 12 Volt an. Die Masse liegt immer bei 0 Volt, bei eingeschalteter Lampe beträgt die Spannungsdifferenz also 12 Volt. Dies ist im Bild des Zielfernrohrs an der hohen Linie mit der Aufschrift „on“ zu erkennen.
Wenn die Lampe ausgeschaltet ist, beträgt die Spannungsdifferenz 0 Volt. Sowohl das Plus- als auch das Minuskabel messen dann 0 Volt. Dies wird auch auf dem Bildschirm des Oszilloskops an der Linie sichtbar, die dem Strich der Nulllinie entspricht. Im Bild oben ist dieser Abschnitt auch mit „aus“ markiert.
Bei der Messung der Einschaltdauer muss berücksichtigt werden, ob der Verbraucher Plus- oder Masseanschluss hat. Das Zielfernrohrbild wird umgekehrt sein. Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Auslastungsgrad.
Oszilloskopbild eines Kurbelwellen- und Nockenwellensignals:
Das Oszilloskop ermöglicht auch die Messung mehrerer Komponenten im Verhältnis zueinander im gleichen Zeitrahmen. Damit kann überprüft werden, ob Sensoren zum richtigen Zeitpunkt ein Signal geben. Ein Beispiel ist im Scope-Bild zu sehen, wo das Kurbelwellensignal mit dem Nockenwellensignal verglichen wird.
Durch den Vergleich dieser beiden Signale kann überprüft werden, ob der Zeitpunkt der Verteilung noch stimmt. Weitere Erläuterungen zu diesen Signalen finden Sie auf der Seite Kurbelwellenpositionssensor.
Umfangsansicht eines Injektors eines indirekt einspritzenden Ottomotors:
Bei einem Aktor, beispielsweise einem Kraftstoffinjektor, können die Strom- und Spannungsverläufe nacheinander angezeigt werden. Im Bild des Oszilloskops unten ist das Stromsignal in Gelb und das Spannungssignal in Rot dargestellt. Zum Zeitpunkt 0.00 Sekunden wird der Injektor vom Steuergerät gesteuert. Die Spannung sinkt dann von 14 Volt auf 0 Volt. Der Injektor ist daher mit Masse verbunden. In diesem Moment beginnt ein Strom zu fließen; die gelbe Linie wird steigen. Zum Zeitpunkt 1,00 ms ist der Strom hoch genug, um die Einspritznadel aus ihrem Sitz zu heben; Der Injektor öffnet und Kraftstoff wird eingespritzt. Der Injektor wird weiterhin gesteuert.
Zum Zeitpunkt 2.4 ms stoppt die Steuerung durch das Steuergerät. Die rote Linie steigt auf 52 Volt. Dies ist die Induktion, die stattfindet, weil die Spule geladen ist. Von diesem Zeitpunkt an nehmen sowohl die Spannung als auch der Strom ab. Zum Zeitpunkt 3,00 ms ist im Spannungsbild eine Erhebung zu erkennen. An diesem Punkt schließt sich die Einspritznadel. Die Injektion ist nun abgeschlossen.
Die tatsächliche Einspritzzeit ist daher im Scope-Bild zu sehen. Die Injektion beginnt und endet also nicht zwischen 0,00 und 2,4 ms, sondern zwischen 1,00 und 3,00 ms. Dies hängt mit der Trägheit der Injektionsnadel zusammen. Hierbei handelt es sich um ein mechanisches Teil, bei dem die Nadel gegen die Federkraft bewegt werden muss. Beim Schließen dauert es ebenfalls 0,6 ms, bis die Düsennadel durch die Feder wieder in ihren Sitz gedrückt wird.
Anhand dieses Scope-Bildes kann festgestellt werden, ob sich der Injektor noch öffnet und schließt. Bei einem stark verschmutzten oder defekten Injektor sind keine Unebenheiten im Spannungs- und Stromsignal sichtbar. Wenn diese beiden Punkte flach sind, ist die Steuerung in Ordnung, aber es findet keine mechanische Bewegung der Einspritznadel statt. Somit kann ein Defekt der Steuerung oder Verkabelung ausgeschlossen werden und Sie können sich auf den Injektor konzentrieren.
Im Bild unten sind vier Injektorbilder untereinander dargestellt. Das rote Bild der Einspritzdüse zeigt Zylinder 1, das gelbe Bild zeigt Zylinder 2, das grüne Bild zeigt Zylinder 3 und das blaue Bild zeigt Zylinder 4. Indem man diese untereinander anordnet, ergibt sich die Zündreihenfolge eines Vierzylindermotors (1-3-4). -2) zu sehen ist. .
Umfangsansicht eines Injektors eines Common-Rail-Dieselmotors:
Das Scope-Bild zeigt den Spannungs- und Stromverlauf eines Injektors eines Common-Rail-Dieselmotors. Es erfolgen zwei Einspritzungen nacheinander, nämlich die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung.
Beim Einschalten des Injektors (bei der Voreinspritzung) wird dieser ganz kurzzeitig mit einer Spannung von 70 Volt aktiviert. Die Hochspannung kann durch einen Kondensator im Steuergerät erreicht werden. In diesem Moment fließt ein Strom von bis zu 20 Ampere. Durch diese hohe Spannung und diesen hohen Strom öffnet sich die Einspritznadel sehr schnell. Die Spannung wird dann begrenzt und auf 14 Volt gehalten. Der Strom beträgt maximal 12 Ampere. Das reicht aus, um die Einspritznadel offen zu halten. Die Spannungs- und Strombegrenzung ist notwendig, um die Wärmeentwicklung in der Spule möglichst gering zu halten. Die Steuerung stoppt zum Zeitpunkt 1,00 ms. Die Einspritznadel schließt. Damit ist die Voreinspritzung abgeschlossen.
Die Haupteinspritzung erfolgt zum Zeitpunkt 4,3 ms. Die Spannung steigt wieder auf 65 Volt und es fließt wieder ein Strom, der auf 20 Ampere ansteigt. Die Injektion beginnt.
Zwischen 4,60 und 5,1 ms erfolgt dann wieder eine Spannungs- und Strombegrenzung. Die Einspritznadel bleibt offen. Die Menge des eingespritzten Kraftstoffs kann durch den Betrieb des Injektors über einen längeren Zeitraum gesteuert werden.
Siehe auch die Seiten Messinstrumente, mit dem Multimeter messen en Breakout-Box.
Messungen können auch auf dem CAN-Bus durchgeführt werden. Die Seite finden Sie dort Messung auf dem CAN-Bus-System.
