Предметы:
- Измерение напряжения
- Измерение тока
- Измерение сопротивления
- Измерение V4
Измерение напряжения:
С помощью мультиметра мы можем измерить напряжение (вольты) на электрических компонентах, таких как аккумулятор, проводка, выключатель и лампа. Тогда мы называем его «вольтметр». Размещаем мультиметр параллельно схеме и настраиваем его следующим образом:
- Ставим шкалу на V для вольт (напряжение);
- В данном случае мы выбираем постоянное напряжение (DC);
- Красный измерительный провод в V-образном соединении;
- Черный измерительный провод в разъеме COM.
Красный измерительный провод — это положительный провод, а черный — отрицательный. На концах измерительных проводов имеются измерительные штифты. Прижимаем красный измерительный щуп к положительной клемме аккумулятора, а черный – к отрицательной, таким образом измеряем разность напряжений в аккумуляторе. Считываем это напряжение с дисплея и оно составляет 1,5 вольта.
Напряжение аккумуляторной батареи 1,5 В подается через положительный провод на положительную клемму лампы при замыкании выключателя. Мультиметром измеряем разность напряжений на лампе: нижняя точка — плюс, корпус — земля. Прижимаем измерительные контакты к плюсу и земле, чтобы измерить разницу напряжений на лампе.
В момент размыкания выключателя цепь прерывается. В цепи больше нет тока, в результате чего лампа гаснет. При этом измерении разницы мультиметр показывает 0 Вольт. Выключатель находится на плюсовой стороне лампы, поэтому лампа обесточена. В следующем разделе мы более подробно обсудим лампы с положительным и заземленным переключением, а также связанные с ними измерения разности.
Измерительный ток:
С помощью мультиметра мы можем определить, какой ток протекает через цепь. Важно, чтобы мультиметр был подключен последовательно. Затем ток течет через мультиметр. Тогда мы называем его «Амперметр». Мы настроили его следующим образом:
- Устанавливаем циферблат в положение Ампер;
- При использовании мультиметра этого типа каждый раз, когда выбирается положение A, необходимо нажимать желтую кнопку для переключения с переменного тока на постоянный ток;
- Красный измерительный провод в разъеме 10А;
- Черный измерительный провод в разъеме COM.
Чтобы подключить мультиметр последовательно, цепь должна где-то прерваться. Мы можем сделать это, разобрав предохранитель или разомкнув выключатель. Подключите измерительные контакты там, где цепь разорвана. На двух изображениях ниже показано измерение тока при разомкнутом переключателе. Измерения проводятся в амперах и миллиамперах. Более подробное объяснение следует под изображениями.
Как мы видим на изображениях, ток можно измерять в двух режимах.
- Первое измерение происходит в режиме Ампер. В этом режиме можно измерять токи до 10 ампер;
- Второе измерение проводится в миллиамперном режиме. В этом режиме можно измерять токи до 400 миллиампер. Это равно 0,4 А.
Если вы еще не можете правильно оценить, какой ток протекает через цепь, разумно сначала провести измерение при значении 10 А. Если ток меньше 0,4 А, вы можете подключить измерительный зонд к разъему мА и установить шкалу на мА. Затем не забудьте нажать желтую кнопку, чтобы переключиться с переменного тока на постоянный. Измеренное значение такое же, но более точное при настройке мА.
- 0,15 А соответствует 150 мА;
- Таким образом, 147 мА составляет 0,147 А (поэтому это положение является более точным).
При измерении тока иногда допускаются ошибки. Наиболее распространенные ошибки показаны на следующих двух изображениях.
Когда мы проводим измерение, при котором потребитель функционирует исправно, в данном случае лампа горит, но мультиметр показывает 0 А, счетчик все еще находится в переменном токе или цепь не разорвана. Ток идет по пути наименьшего сопротивления, то есть через замкнутый переключатель. Фактически, мультиметр теперь включен параллельно в цепи. Это не приведет к тому, что что-то пойдет не так. Как только переключатель разомкнут, на дисплее появится правильное значение.
Если ток превышает значение предохранителя, предохранитель перегорит, чтобы защитить электронику мультиметра. В режиме мА это 400 мА. Это обнаруживается, когда счетчик подключен правильно, но потребитель остается выключенным и счетчик показывает 0 мА или 0 А. В этом случае мы можем выбрать измерение в А, так как этот режим защищен до 10 А и вероятность поломки или перегорания предохранителя меньше.
Измерение сопротивления:
Третье измерение, которое мы выполняем с помощью мультиметра, — это измерение сопротивления. Мы можем измерить электрические компоненты на наличие внутренних коротких замыканий или обрывов. На изображениях ниже показаны два измерения для определения сопротивления лампы. Мультиметр теперь функционирует как «омметр» и настраивается следующим образом:
- Поворотная ручка установлена в положение Ω (Ом) для измерения сопротивления;
- Красный измерительный провод подключается к разъему Ω, который также является тем же разъемом, который мы используем для измерения напряжения;
- Черный измерительный провод снова вставляется в разъем COM.
Сопротивление лампы 1,85 Ом. Это означает, что лампа исправна. Обратите внимание: когда лампа включена, сопротивление меняется в зависимости от температуры. Мы не можем измерить сопротивление во время горения, но сразу после выключения измеренное значение будет значительно ниже.
Лампа стареет, поскольку горит много часов. Вольфрамовая проволока становится тоньше и испаряется внутри стекла. Мы можем видеть это, потому что лампа становится темной. Лампа темного цвета выйдет из строя через короткое время. Вот что произошло при втором измерении: вольфрамовая проволока оборвана и лампа больше не работает. В конце концов, цепь таким образом прерывается. Поскольку соединение было нарушено, сопротивление стало «бесконечно» высоким. В этом случае мультиметр показывает OL. Некоторые мультиметры затем показывают «1».
С помощью омметра мы можем выполнить следующие измерения:
- внутреннее сопротивление электрических и неэлектрических компонентов;
- поиск обрывов в электрической цепи, например, в печатных платах или проводке;
- поиск электрических соединений с помощью звукового режима;
- ищем заземление;
- проверьте, в порядке ли измерительные провода.
Последнее измерение имеет решающее значение для постановки диагноза. Если измерительный провод находится в плохом состоянии, это повлияет на любое измерение напряжения или тока мультиметром или осциллографом (последний может измерять только напряжение).
Если измерительный кабель застрял или сильно перегнулся из-за интенсивного использования и был растянут, соединение может выйти из строя, если его держать под определенным углом. Это легко проверить, совместив концы измерительных щупов: тогда сопротивление составит примерно 0,1 Ом. Сопротивление в разы выше или ОЛ? Тогда измерительные провода уже непригодны к использованию.
Другим примером измерения сопротивления является измерение свечи накаливания в дизельном двигателе.
- Хорошая свеча накаливания имеет сопротивление примерно 6 Ом.
- Если свеча накаливания сломана, сопротивление бесконечно велико.
- В случае внутреннего замыкания (катушка и корпус имеют внутренний контакт) измеряем (теоретически) сопротивление 0 Ом, а реально сопротивление 0,1 Ом из-за «всегда присутствующего» сопротивления в измерительных кабелях, как и в предыдущем пункте. описано при проверке измерительных кабелей.
Смотрите страницу о свеча накаливания для получения дополнительной информации о работе и методах измерения.
Измерение V4:
На этом веб-сайте описаны уровни напряжения, передача сигналов и методы измерения многих типов датчиков, исполнительных механизмов, ЭБУ и сетей. Их можно найти на самих страницах, например, Датчик температуры, пассивные, активные и интеллектуальные датчики, реле en CAN-шина. На этих страницах измерения посвящены именно этой теме.
При обнаружении неисправностей в большинстве случаев пользуемся вольтметром, а иногда и токоизмерительными клещами. Мы редко или никогда не проводим измерения ампер и сопротивления во время диагностики:
- Для измерения тока цепь должна быть разомкнута (нежелательно), а величина тока не дает достаточной информации о возможных потерях. Ведь сила тока одинакова по всей цепи. Амперметр также ограничен до 10А. Иногда может быть желательно использовать токовые клещи, которые не ограничены определенной силой тока.
- Измерение сопротивления целесообразно только в случае определения наличия соединения или обрыва. Во всех остальных случаях мы измеряем «ненагруженное» сопротивление и значение сопротивления недостоверно.
Вышеизложенное означает, что мы почти всегда используем вольтметр при диагностике. Для сложной диагностики мы используем осциллограф, который также является (графическим) вольтметром. Вольтметром измеряем разности напряжений и потери в нагруженной ситуации, т.е. когда потребитель работает. Это делает измерение наиболее полезным.
Для руководства измерениями вольтметром полезно освоить измерение V4. С помощью четырехвольтовых измерений можно «приблизительно» найти причину плохого или неработающего потребителя. В этом разделе объясняется, как выполнить измерение V4, какие значения измерений можно ожидать и как узнать, есть ли неисправность.
При измерении V4 мы используем один вольтметр и выполняем измерение разности в четырех конкретных точках. Мы называем эти четыре измерения V1, V2, V3 и V4.
Примечание: Биджен ШИМ / рабочий цикл контролируемый потребитель, выполнить измерение V4 невозможно, необходимо использовать осциллограф!
V1:
Измерение V1 — это первое измерение, которое мы выполняем. Здесь мы измеряем напряжение аккумулятора. Все напряжения, которые мы измеряем ниже, сравниваем с этим измеренным значением. Прежде чем можно будет проводить измерения, потребитель должен быть включен. У тяжелых потребителей напряжение аккумулятора может упасть на несколько десятых вольта, не вызывая неисправности. Правильно настраиваем мультиметр (см. раздел измерение напряжения) и держим измерительные щупы на плюсовой и массовой клеммах аккумулятора.
Нужно ли запускать двигатель во время измерения V4? Тогда измерение V1 будет выше из-за зарядного напряжения генератора. Затем повторите измерение.
V2:
Затем мы измеряем разницу напряжений на потребителе. Естественно, потребитель должен быть включен. С лампой это не так сложно: включаем лампу выключателем. Иногда включение потребителя может быть немного сложнее, например электробензонасос в баке. В этом случае запустите проверку исполнительного механизма с помощью диагностического устройства или дайте двигателю поработать на холостом ходу.
- Напряжение на потребителе должно быть примерно таким же, как напряжение аккумулятора, с максимальной разницей в полвольта. Если это так, то потери напряжения на плюсе или земле нет и измерение V4 завершено;
- Если напряжение во время измерения V2 более чем на полвольта ниже значения V1, происходит падение напряжения. В этом случае мы измеряем напряжения на V3 и V4.
V3:
Этим измерением мы определяем потерю напряжения на плюсовой стороне, между плюсом аккумуляторной батареи и плюсовым соединением лампы.
- Потери не могут превышать 0,4 вольта;
- Ниже 0,4 В — это нормально;
- Если потеря более 0,4 вольта, то на плюсовой стороне имеется переходное сопротивление.
V4:
Наконец, мы выполняем измерение потерь между массой лампы и массой аккумулятора. Здесь применимо то же, что и при измерении V3: максимум потери 0,4 В, иначе возникает переходное сопротивление.
Управление:
Напряжение аккумулятора распределяется по цепи напряжения. Все частичные напряжения (V2, V3 и V4) равны напряжению батареи (V1). В приведенном выше примере это можно увидеть в измеренных значениях:
- В1 = 12,0 В
- В2 = 11,7 В
- В3 = 0,2 В
- В4 = 0,1 В
При этом мы можем заполнить следующую формулу:
Если расчет существенно отклоняется, значит, допущена ошибка измерения. Необходимо определить, какое значение не является логичным. Например, невозможно, чтобы лампа горела при напряжении 12 Вольт, пока напряжение аккумулятора 13 Вольт и есть падение напряжения 12 Вольт.
Ниже приведены пять возможных неисправностей, которые можно обнаружить с помощью измерения V4. Для экономии места и большей наглядности изображения «настоящих» вольтметров заменены кружком с цифрой в нем.
Неисправность 1 – лампа горит слабо:
Лампа горит слабее, чем другие лампы в автомобиле. Логично, ведь он работает всего от 7 В вместо 13 В. Результат V3 показывает, что в плюсе имеется потеря 6 Вольт. В части между плюсом аккумулятора и плюсом лампы стоит переходной резистор, на котором потребляется 6 вольт. Эта потеря напряжения происходит за счет напряжения, при котором работает потребитель.
Возможные варианты:
- поврежден провод предохранителя, между предохранителем и ЭБУ или между ЭБУ и лампой;
- плохой контакт предохранителя в держателе предохранителя;
- плохое соединение проводов или затыкает одну из черных точек на схеме;
- дефект в ЭБУ.
Чтобы определить, где находится переходное сопротивление, перемещаем минусовой провод измерителя V3 в нижнюю часть ЭБУ. Если мы все-таки померяем здесь 6 вольт, то напряжение в этом проводе не пропало и причина выше. Однако если мы измеряем 0 вольт выше провода, то этот провод поврежден и его необходимо заменить.
Неисправность 2 – лампа горит слабо:
И снова мы имеем дело с лампой, которая горит слабее остальных. В измеренных значениях мы видим, что при измерении V4 наблюдается потеря напряжения 6 Вольт. В этом случае тоже необходимо 6 вольт для преодоления переходного сопротивления в земле.
Возможные варианты:
- поврежден провод между лампой и точкой заземления;
- коррозия между точками контакта кабельной проушины и точкой заземления.
В случае, если переходное сопротивление находится в проводе, достаточно установить новый провод между лампой и точкой заземления. Если с проводом все в порядке, возможно, стоит отвинтить заземляющее соединение, хорошо его отшлифовать и очистить, затем снова установить провод и измерить его еще раз.
Неисправность 3 – лампа горит слабо:
Все лампы горят тускло. При проведении измерения мы видим, что напряжение аккумулятора слишком низкое (V1). Измерения потерь (V3 и V4) в порядке. Зарядки (и, возможно, тестирования) аккумулятора достаточно, чтобы решить проблему.
Неисправность 4 – лампа не горит:
Лампа не горит. Однако напряжение на лампе 13 вольт и потерь нет.
Возможные варианты:
- Лампа неисправна: электрическая цепь прервана из-за обрыва нити накала. Напряжение 13 вольт и масса все равно доходят до лампы, поэтому измеряем «хорошую» разницу напряжений на V2;
- плохое соединение штекера, поскольку металлические разъемы потеряли силу зажима. Частое выдергивание и нажатие вилки лампы может привести к образованию зазора между металлической вилкой и соединением лампы.
Неисправную лампу часто можно четко оценить оптически. Нить заметно порвана. При необходимости измеряем сопротивление лампы омметром. Бесконечно высокое сопротивление указывает на обрыв.
Неисправность 5 – лампа не горит:
Мы снова имеем дело с лампой, которая не горит. Разность напряжений, которую мы ожидаем измерить на V2, теперь измеряем на V3. Это означает, что вверху предохранителя есть хороший плюс, а внизу — хорошее заземление. Судя по измеренному значению, предохранитель теперь выглядит как потребитель, потребляющий 13 Вольт, но это неверно.
Причиной данной неисправности является неисправный предохранитель. Как и в случае с предыдущей неисправностью, когда обрыв нити накала вызвал разрыв цепи, здесь предохранитель разрывает цепь.
