用示波器测量

翁德沃彭：

皮斯科普通用
Picscope：调节电压
Picscope：设置每格的时间
Picscope：设置触发
Picscope：比例和偏移
福禄克：一般
Fluke：打开示波器并连接测量电缆
Fluke：设置零线
Fluke：设置每格的电压和时间
福禄克：设置触发器
Fluke：启用或禁用平滑功能
Fluke：启用通道 B
Fluke：使用电流钳测量
占空比的范围视图
曲轴和凸轮轴信号的范围图像
间接喷射式汽油发动机喷油器的范围视图
共轨柴油机喷油器示意图

皮斯科普一般：
在进行复杂的诊断时，示波器是必不可少的。示波器有不同的变体：集成在读取设备中（例如使用 Snap-on）、“手持式”示波器（Fluke，也在本页中进行了描述），并且可以连接到计算机/笔记本电脑。后者适用于 Picscope。该示波器的硬件内置于一个盒子中，可以通过 USB 3.0（打印机）电缆连接到装有 Windows 或 Macintosh 操作系统的计算机。

我们在电脑上使用Picscope软件。示波器的硬件支持软件中的各种功能；因此，更广泛（也更昂贵）的范围可以比入门级版本提供更多的软件。 Picscope 2204a 的售价为 120 欧元起，适用于大多数汽车应用。该图显示了汽车（4000 系列）范围。

以下段落描述了 Picscope 测量的基本设置。

Picscope：调节电压：
开始测量的设置之一是设置我们期望测量的最大电压。打开程序后，秤设置为“自动”。如果电压水平显着变化，这个位置可能会对我们不利。在汽车应用中，大多数情况下 20 伏的电压就足够了。要进行设置，我们单击红色箭头下方的“20 V”按钮。随后打开的菜单显示不同的选项，范围从 50 mV 到 200 V。在此测量中，选择了 20 V。要测量的最大电压位于左侧 Y 轴，由绿色箭头指示。

在此示例中，我们测量 12 伏的稳定电池电压。

当测量电压高于设定电压（本例中）20 伏时，屏幕顶部将显示“通道超范围”消息。然后应增加电压等级。使用菜单按钮左右的箭头，可以在不打开菜单的情况下逐步升高和降低电压。

Picscope：设置每格时间：
当我们将电压设置为最大 20 伏后，可以设置每个分区的时间。要设置此时间，请单击时间设置按钮（红色箭头旁边）。在出现的菜单中，我们选择每个分区所需的时间。图中圈出的是 5 ms/div。

单击 5 ms/div 后，您将看到 X 轴底部每个格的时间增加，从 0,0 到 50,0。在此示例中，从 0 到 10 毫秒的时间以绿色圈出。

时间设置取决于我们要测量的组件、系统或流程；

启动或相对压缩测试时的电池电压：每格1秒；
来自传感器和执行器的信号：10 至 100 ms/div。

在测量过程中，可以调整时基以在屏幕上显示正确的信号。

Picscope：设置触发器：
恒定电压，例如前面示例中的板载电压，也可以使用标准万用表进行测量。非恒定电压，例如来自传感器或 PWM 控制的强烈变化的信号电压，不能或很难通过电压表显示。对于 PWM 或占空比，电压表将指示平均值。我们用示波器测量此类电压。下图是内部风扇的 PWM 控制。如果没有触发设置，图像会继续在屏幕上跳跃。

块电压不断地在屏幕上跳动。脉冲宽度的变化不明显可见。为了固定图像上的电压，但仍继续实时测量（暂停时看不到变化），我们使用触发器。在 Picscope 软件中，这称为“激活”。该功能可以在屏幕底部栏中找到。在此测量中，以下激活状态：“无”。因此没有触发器处于活动状态。

下图显示了启用触发器的图像。我们选择（重复）。屏幕上会出现一个黄点；这是触发点。使用鼠标我们可以将该点移动到电压范围内的任何其他位置。

测量信号时，也可能需要在下降沿触发；例如，在测量喷油器的电压模式时，因为控制从该点开始。您可以按如下方式进行设置：单击“高级触发器”按钮（图中的红色箭头）。将打开一个新屏幕，您可以在其中将“简单边缘”处的方向从“上升”更改为“下降”（蓝色箭头）。从那一刻起，信号中的触发点位于下降沿（绿色箭头）。

您还可以在此菜单中通过多种方式设置触发器；例如，曲轴信号包含 35 个齿和一个缺失齿。这可以通过 35 个脉冲之间的间隔来识别。通过“脉冲宽度”功能，触发器可以设置为缺齿形成的空间

以下示例显示了喷油器的电压图像。就像前面示例中乘客室风扇的 PWM 控制电压一样，该信号会在屏幕上跳跃。

设置触发点后，信号固定在屏幕上（见下图）。信号有固定的起始点；控制从喷油器接地的地方开始。加速时，会发生加浓：喷油器打开较长时间以喷射更多燃油。在这种情况下，ECU 会在较长时间内将喷油器切换至接地状态。这可以在下面的示波器图像中看到。

减速时，燃油喷射停止：在这种情况下，喷油器不接地。然后电压保持恒定（大约 14 伏）。由于我们在此测量中将触发设置在下降沿，因此减速度并不清晰可见。只有在关闭触发器后，我们才能看到电压仍保持在 14 伏，但一旦恢复注射，图像就会再次在屏幕上跳动。

Picscope：比例和偏移：
来自 ABS 传感器（霍尔）的挡块信号具有较小的电压差。下面的示波器图像显示了直接在 ABS 传感器上测量的图像。 ABS 控制单元包含一个增加电压差的电路。在诊断 ABS 传感器时，该范围图像不够清晰。通过改变比例和偏移量可以放大信号。

在下面的测量中，通道 B 连接到与通道 A 相同的电线。测量结果相同，但其他设置改善了信号。绿色箭头表示您可以更改比例和偏移的位置之一。

信号放大：我们现在测量电压：12 伏和 14 伏。
可以调整偏移以在正确的高度显示信号。偏移量为 0% 时，Y 轴上可见 0 到 2 伏之间的电压。

福禄克一般：
示波器（简称示波器）是一种图形电压表。电压以图形方式显示为时间的函数。范围也非常准确。
时间可以设置得非常小，以便可以完美地显示来自 lambda 传感器等传感器或注射器等执行器的信号。

下图是数字示波器，用于车库、测试和开发室以及培训。当然，这也可能来自不同的品牌，但它们通常看起来几乎相同。操作也几乎相同。示波器顶部有一个红色和一个灰色的连接。它们是通道 A 和 B。接地连接位于中间。
可以在一个屏幕上同时进行两项测量（分别为 A 和 B）。这也可以从这张图片中看出。测量值 A 位于顶部，测量值 B 位于底部。这样可以轻松比较来自 2 个不同传感器的信号。默认情况下，通道 A 用于单次测量。

示波器可以测量直流和交流电压。例如，发动机舱中的传感器向发动机控制单元发送信号。可以通过示波器测量来检查该信号。通过这种方式，可以检查传感器是否有缺陷或者是否存在例如电缆断裂或插头连接上的腐蚀。

图像中测量了电池电压。零线（左下黑线）和测量电压（A上方粗线）之间有7个方框。每个盒子称为一个分区。

每个分区需要设置的电压设置为 2 V/d（屏幕左下角）。这意味着每个盒子都有 2 伏电压。因为零线和信号之间有7个方框，所以可以用简单的乘法来确定指示线是多少伏； 7*2 = 14 伏。图像中还显示了平均电压（14,02 伏）。

Fluke：打开示波器并连接测试引线：
必须按下设备左下角的绿色按钮才能打开示波器。要使用示波器进行测量，红色测量引脚必须放置在通道 A 中，黑色测量引脚必须放置在 COM 连接中。
要测量信号，必须将红色测量引脚（通道 A，正）放置在传感器的信号连接上或分线盒中的正确位置。黑色测量针（COM）必须放置在车身上良好的接地点或电池的接地点上。
测量单个电压时，仅使用通道 A 和 COM 连接就足够了。

当需要进行测量并比较两个电压图像时，可以使用通道 B。测量探头必须插入连接 B，并且示波器中的通道 B 必须打开。

示波器有“AUTO”按钮。此功能可确保示波器本身搜索输入信号的最佳设置。此功能的缺点是并不总是显示正确的信号；示波器会不断更改幅度（信号的高度）和频率（信号的宽度）不断变化的信号的设置，从而存在危险。当必须相互比较两个具有不同时间设置的电压图像时，可能会变得非常困难。因此，最好手动设置示波器并使用相同的设置执行多次测量。下面介绍如何手动设置示波器。

Fluke：设置零线：
示波器打开后，零线通常会自动设置在屏幕的中间位置。如果设置为每格 1 伏，则范围仅为 4 伏。所以只有 4 伏电压适合屏幕。当测量到更高的电压时，线将落在图像之外。

为了使整个电压图像适合屏幕，零线必须向下移动。这可以在图像中看到。零线设置在屏幕的底线。

现在零线位于底部，示波器设置为 1 V/d，则可以显示最大 8 伏的电压（8*1 = 8 V）。这对于测量电源电压或来自有源传感器（最大 5 伏）的信号来说很好，但不足以测量更高的电压，例如电池电压或灯两端的电压。

Fluke：设置每格电压和时间：
如前所述，必须正确设置每格的伏数，以确保电压图像适合屏幕。设置每个分区的正确时间也很重要。本节描述了设置。
如果每格的伏数太低，测量结果将无法显示，但如果每格的伏数太高，则只能看到小信号。在理想的测量中，信号将在整个屏幕上可见。
在图像中，使用带有 mV 和 V 的按钮调整每格的伏数。按 mV 可减少每格的时间，按 V 可增加它。

通过设置每个分区的时间，可以更改测量发生的时间。如果设置每格 1 秒 (1 S/d)，则线条每秒移动一格。这也可以从张力线上看出；该线每秒从左向右移动一个格。根据测量的类型，需要增加或减少时间。当测量喷油器的电压曲线时，时间设置必须设置得低于测量占空比时的时间设置。
您可以通过按“TIME”按钮左侧的“s”来增加它。您可以使用“ms”来减少它。 A、B通道时间设置相同；不能为通道 A 设置与通道 B 不同的时间进程。

福禄克：设置触发器：
测量电池电压等电压时，无需触发。电池电压（如“一般”部分所示）是一条直线，必须计算零线和信号之间的分界线。直线是常数。仅当电池充电或消费者打开时，线的高度才会改变。在后一种情况下，该线会随着时间的推移而变低。

测量传感器信号时，电压线不会恒定。张力线的高度将在屏幕上来回移动。当然，可以使用HOLD按钮暂停图像，以便可以查看图像，但这并不理想。然后必须在正确的时间按下 HOLD 按钮。第二个缺点是，由于图像被冻结，因此不会显示信号变化。触发功能为此提供了解决方案。通过设置触发器，屏幕上的电压图像将被冻结在设定点。然后测量将继续，因此如果条件（例如速度或温度）发生变化，信号的形状也会发生变化。

触发符号如下：

上升沿触发。该触发功能将电压图像保持在增加的位置。

下降沿触发。这是上升沿的相反符号。该触发功能在电压首次下降时保持电压图像。

要移动扳机，请按 F3 按钮（见图）。使用箭头键上下移动扳机。使用向左和向右箭头将触发器从上升沿更改为下降沿。

底部两张图像显示了以两种不同方式触发的相同电压图像。

上升沿触发：
该图显示了信号上升沿上的触发。因此，只要测量传感器信号，示波器就会冻结图像。如果未设置触发器，该信号将在屏幕上不断从左向右滚动。

下降沿触发：
对于相同的测量，触发器设置为下降沿。在此图像中，您可以清楚地看到图像是相同的，但信号稍微向左移动。该触发功能将图像保持在下降的位置。

显然触发器不是暂停显示的方法。一旦被测物体关闭或信号发生变化，图像中的信号就会发生相应变化。
这可以在图中看到；扳机位于同一点，但水平张力线在这里变得两倍多。 1,5 伏 (1500mV) 电压现在的活动时间为 110μs（微秒），而不是之前测量中的 45μs。

Fluke：启用或禁用平滑功能：
由于示波器非常精确，因此图像上总会存在一些噪声。这可能会非常令人不安，尤其是在需要仔细检查电压图像的情况下。为了平滑信号，可以选择“平滑”功能。下一个测量是在燃油压力传感器处进行的。它位于共轨柴油发动机喷油器的燃油轨上（如下图中的红色箭头所示）。

平滑功能可以通过执行以下三个步骤来设置：

Fluke：启用通道 B：
当测量信号时，通常需要测量两个彼此相关的信号。例如，这可以是相对于时间测量的凸轮轴信号和曲轴信号。然后，两个传感器的电压曲线整齐地显示在另一个传感器的下方，从中可以得出有关分布时间的结论。

要打开通道 B，必须按下示波器右侧的黄色按钮。
屏幕上出现菜单后，可以使用箭头按钮选择正确的选项。可以使用 F4 按钮确认该选项。屏幕顶部显示 F4 ENTER。通道 B 也可以通过此按钮再次关闭。

下图显示了按黄色按钮后出现的菜单。在左侧菜单中，在 B 下选择“OFF”。可以使用箭头键将其设置为“ON”。此外，必须选择“Vdc”(DC) 选项。这可以在右图中看到。使用 ENTER 确认每个选项后，该菜单将消失，并且可以使用通道 B 进行测量。

Fluke：使用电流钳测量：
示波器只能测量电压。即使使用电流钳测量电流，示波器也会从电流钳接收电压。本节介绍如何使用电流钳进行测量。为了更好地理解它，这里有一个使用万用表.

电流钳也可用于万用表。电流钳包含霍尔传感器。霍尔传感器测量穿过电流钳测量钳口的磁场。该磁场在电流钳中转换为电压（高达 5 伏）。
如果万用表的内部保险丝在电流高于10安培时会失效，则可以用电流钳测量数百安培的电流。电流钳传输的电压比实际电流小100倍。这是因为转换系数为 10 mV/A。电流钳上也有说明。
确保电流钳设置在第一个位置，因此不是 1mV/A（转换系数 1000）

当夹钳连接到万用表的电压连接时，夹钳打开并校准，直到万用表指示0伏，夹钳可以放置在传感器或执行器的电缆周围。在读取万用表时必须考虑转换系数；万用表指示的每毫伏实际上是 1 安培。
很容易记住，读取的值必须乘以系数 100；当显示屏显示 0,25 伏时，实际电流为 (0,25*100) = 25 安培。
如果在另一次测量期间显示屏上显示的值为 1,70 伏，则实际电流也会高出一百倍，即 170 安培。
基本上，小数点向右移动两位。

前面的例子是用万用表测量，因为用示波器测量可能更容易理解一点。相同的电流钳也可以连接到示波器。钳形表的红色和黑色电缆必须插入通道 A（或 B）和钳形表的 COM 连接。

此时示波器设置为安培。首先转动校准旋钮校准电流钳，使示波器显示 0A。
当电流钳传输 0,050 伏的电压时，示波器将以 100 倍转换该值，因为每 10 mV 实际上是 1 安培。示波器显示屏现在将显示 5 安培。

电流钳非常快。利用此功能甚至可以测量喷油器的电流。利用示波器的双通道功能，可以在通道 A 上测量电压曲线，在通道 B 上测量电流曲线。电压、电流曲线排列整齐。

占空比的范围视图：
占空比用于调节流向消费者的电流。下图显示了灯的示意图，右侧是示波器的图像。该图显示电压连续接通和断开。电压在 0 至 12 伏之间变化。每个格（格）为 2 伏，因此六个格意味着当用电设备打开时电压始终为 12 伏，当用电设备关闭时电压始终为 0 伏。

示波器的正极电缆连接到灯的正极。接地电缆连接到示波器的 COM 接口和车辆的接地端。示波器就像万用表一样，测量正负电缆之间的电压差。当灯打开时，灯的正极端子上有12伏的电压。接地电压始终为 0 伏，因此当灯打开时，电压差为 12 伏。这可以在示波器图像中通过写着“开”的高线看到。
当灯关闭时，电压差将为 0 伏。然后，正极线和负极线的测量电压均为 0 伏。这也将在示波器屏幕上与零线的虚线相等的线上可见。在上图中，此部分也标记为“关闭”。

测量占空比时，必须考虑用电设备是正极连接还是接地连接。范围图像将是相反的。欲了解更多信息，请参阅页面占空比。

曲轴和凸轮轴信号的范围图像：
示波器还允许在同一时间范围内测量多个组件之间的相互关系。这可用于检查传感器是否在正确的时间发出信号。示波器图像中可以看到一个示例，其中将曲轴信号与凸轮轴信号进行比较。

通过比较这两个信号，可以检查分配的时序是否仍然正确。有关这些信号的更多说明可以在页面上找到曲轴位置传感器.

间接喷射式汽油发动机喷油器的范围视图：
使用执行器（例如喷油器），可以依次显示电流和电压趋势。在下图中，电流信号显示为黄色，电压信号显示为红色。在 0.00 秒时，喷油器由 ECU 控制。然后电压从 14 伏降至 0 伏。因此，喷射器接地。在那一刻，电流开始流动；黄线将会上升。在 1,00 ms 时刻，电流足够高，可以将喷油器针从其座上抬起；喷油器打开并喷射燃油。喷油器仍受控制。
在时间 2.4 ms 处，ECU 的控制停止。红线升至 52 伏。这是由于线圈带电而发生的感应。从那时起，电压和电流都会下降。在 3,00 ms 时，可以在电压图像中看到一个凸起。此时喷油器针关闭。注射现已完成。

因此，可以在示波器图像中看到实际的注射时间。因此，注射不会在 0,00 到 2,4 ms 之间开始和结束，而是在 1,00 到 3,00 ms 之间开始和结束。这与注射针的惯性有关。这是一个机械部件，针必须克服弹簧力移动。关闭时，还需要 0,6 ms 的时间，喷油器针才会被弹簧压回其座中。
该范围图像可用于确定喷油器是否仍在打开和关闭。对于严重脏污或有缺陷的喷油器，电压和电流信号中看不到任何波动。如果这两个点平坦，则控制正常，但喷油针没有机械运动。因此，这可以排除控制或接线有缺陷的可能性，您可以集中精力检查喷油器。

在下面的示波器图像中，四个喷油器图像依次显示。红色喷油器图像是 1 号气缸，黄色是 2 号气缸，绿色是 3 号气缸，蓝色是 4 号气缸。通过将这些图像放在另一个下方，四缸发动机的点火顺序 (1-3-4 -2) 可见。

共轨柴油机喷油器示意图：
示波器图像显示共轨柴油发动机喷油器的电压和电流曲线。连续进行两次注射，即预注射和主注射。
当喷油器打开时（预喷射期间），它会以 70 伏的电压非常短暂地启动。 ECU 中的电容器可实现高电压。此时，电流高达20安培。通过这种高电压和高电流，喷油器针阀打开得非常快。然后电压被限制并保持在 14 伏。电流最大为 12 安培。这足以使喷油器针保持打开状态。电压和电流限制对于保持线圈中的热量尽可能低是必要的。控制在 1,00 ms 时停止。喷油器针关闭。这样就完成了预注射。
主注入发生在时间 4,3 ms 处。电压再次增加到 65 伏，电流再次增加到 20 安培。注射开始。
然后在 4,60 和 5,1 ms 之间再次出现电压和电流限制。注射器针保持打开状态。喷射的燃油量可以通过较长时间地操作喷油器来控制。

另请参阅页面测量仪器, 用万用表测量 en 接线盒。
还可以在 CAN 总线上执行测量。请参阅该页面 CAN总线系统上的测量.