簡介
示波器廣泛地應(yīng)用于診斷學(xué)，很簡單的原因，它省時(shí)省錢。本文旨在給你一些相關(guān)建議來幫助你更有效地使用示波器，省更多的時(shí)間和金錢。
當(dāng)你使用示波器來測試一個(gè)元器件時(shí)，經(jīng)常要作出這么一個(gè)選擇：是進(jìn)行電壓測量還是用電流鉗來得出電流波形圖。
進(jìn)行電壓測量時(shí)，你必須要考慮你要在哪里進(jìn)行信號(hào)的測量，因?yàn)殡妷盒盘?hào)在回路的不同位置可能會(huì)不一樣。一個(gè)簡單的原則是：當(dāng)你測傳感器（例如凸輪和曲柄），應(yīng)該盡量靠近ECU（電子控制單元）；測量執(zhí)行器（例如噴油嘴和油門馬達(dá)），應(yīng)該盡量靠近執(zhí)行器。
這背后的理論就是：當(dāng)你要看像曲柄這樣的傳感器信號(hào)，重要的是看ECU的信號(hào)。這里也許直接看傳感器的會(huì)起作用，但是如果在絕緣套筒內(nèi)ECU就可能獲取不了信號(hào)。同樣根據(jù)上面所說，ECU發(fā)出信號(hào)去控制一個(gè)執(zhí)行器（比如一個(gè)噴油嘴）的情況，你應(yīng)該理想地測量器件附近的電壓信號(hào)。
上面這些原則在理論上可以行得通，但是往往在實(shí)踐中會(huì)失敗。在很多事例中，都會(huì)優(yōu)先考慮便捷的原則，因此你更趨向于抓取一種快捷且簡單的測量方法，而不是去選擇理想的位置。 人的天性一直都是省時(shí)間和金錢。
電壓信號(hào)在串聯(lián)電路中是可以多樣的，電流則不能，所以你有很多選擇去決定在哪測量（圖1）。假設(shè)說測量一個(gè)噴油嘴的情況，做個(gè)比方，現(xiàn)在有一種強(qiáng)大的誘惑可以讓你測量噴油嘴的電流甚至不惜去花時(shí)間除掉線周圍的絕緣物然后去測量它。然而一個(gè)更好的選擇通常是用電流鉗去測保險(xiǎn)盒里的電流，在眾多線路點(diǎn)找一個(gè)很容易測量的點(diǎn)（圖2）。有一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)后你甚至有時(shí)可以不打開機(jī)罩或者機(jī)蓋去診斷一輛汽車。
圖1：一個(gè)噴油嘴電路上的電壓和電流
但是從保險(xiǎn)盒里測量電流也是有一些局限性的。首先一點(diǎn)就是它只可以測量那些可以顯示有效電流的器件，所以僅限于比如燃油泵、噴油嘴和點(diǎn)火裝置等執(zhí)行器。它不可以測量大部分的傳感器，因此這些還是需要進(jìn)行電壓測量。第二點(diǎn)，當(dāng)保險(xiǎn)絲標(biāo)簽上說“噴油嘴”，它其實(shí)有可能是“噴油嘴和其他一些東西”。為了使相同的保險(xiǎn)絲混淆于復(fù)雜電路的幾率最小化，我們建議一開始就在屏幕上選擇至少20ms/div的時(shí)基。這樣保證有足夠的時(shí)間去觀察一個(gè)正常怠速下完整的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)。
有些時(shí)候保險(xiǎn)絲有多個(gè)回路可能會(huì)導(dǎo)致理解信號(hào)復(fù)雜化，但有些其他情況是真切地會(huì)有所幫助的。比如說，一些豐田汽車，它是噴油嘴和點(diǎn)火裝置共用一個(gè)保險(xiǎn)，這讓你僅僅需要探測一個(gè)地方地方就可以看到噴油嘴和點(diǎn)火線圈點(diǎn)火的信號(hào)。當(dāng)你徹底地思考這個(gè)問題時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)車主的觀點(diǎn)是有道理的。對(duì)于消費(fèi)者來說，噴油嘴和點(diǎn)火線圈有獨(dú)自的保險(xiǎn)是沒有好處的：如果任何一個(gè)保險(xiǎn)燒了，發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)停止工作。
讓我們來看一些4.2L V8汽油發(fā)動(dòng)機(jī)奧迪A8的例子。你需要的是一個(gè)示波器，一個(gè)“低安培”的探頭和一個(gè)保險(xiǎn)絲插頭。插頭適配的保險(xiǎn)絲電流值可以給你一個(gè)設(shè)置示波器測量范圍很好的參考（如果你用的是20A的保險(xiǎn)絲，示波器的測量大小設(shè)置為20A）。
圖2：60A電流鉗和保險(xiǎn)絲插頭 - 可選診斷輔助工具
λ（氧）傳感器加熱電路
大部分現(xiàn)代的氧傳感器都有加熱電路，如此一來它就可以迅速地達(dá)到工作溫度。在我們的經(jīng)驗(yàn)里，加熱電路的問題和傳感器本身的問題一樣普遍。
圖3 氧傳感器信號(hào)波形
因?yàn)檠鮽鞲衅鞯氖前惭b在排氣系統(tǒng)上，一般來說是比較難以觸及的，所以更為快捷（并且更舒適）的方法是從舒適的駕駛室里獲取信號(hào)。
在本例中的加熱電路是非常的典型的，電子控制單元通過控制加熱器迅速地開/關(guān)達(dá)到控制加熱。時(shí)間開得越長，我們得到的熱就越多。從發(fā)動(dòng)機(jī)打開開始，峰值電流就跳到6A左右，并且如果你放大來看可以發(fā)現(xiàn)加熱器打開的時(shí)間是比關(guān)閉的長的。30秒左右之后傳感器已經(jīng)變熱，電流會(huì)下降一些，大概4A。這是因?yàn)榧訜嵩跓岬臅r(shí)候比冷的時(shí)候有更高的阻抗（這是和電燈泡原理一樣的：當(dāng)它冷卻后需要更多的電流啟動(dòng)，因此它經(jīng)常會(huì)在打開開關(guān)的時(shí)候出問題）。同時(shí)，開關(guān)信號(hào)的占空比已經(jīng)改變，并且現(xiàn)在加熱器關(guān)閉的時(shí)間比打開的時(shí)間長。
在這個(gè)奧迪事例里，需要注意的是需要在同一個(gè)保險(xiǎn)絲上進(jìn)行兩個(gè)加熱回路的測試。你如果認(rèn)真地看波形區(qū)域，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)加熱電路打開的時(shí)候讀數(shù)是2A左右。
噴油嘴
從保險(xiǎn)盒里測量噴油嘴信號(hào)的主要好處是你可以一起觀察并把他們進(jìn)行對(duì)比：在V8或者V12里有一個(gè)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)器。
圖4：噴油嘴信號(hào)波形
由于我們要看至少一個(gè)完整的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)（兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此所有噴油嘴都點(diǎn)燃），我們選擇20ms/div的時(shí)基。這里相當(dāng)明顯地看出，這輛車只有7個(gè)汽缸在運(yùn)作，但是在迅速做出結(jié)論前請(qǐng)仔細(xì)些。通常來說，如果電子控制單元檢測到一個(gè)不點(diǎn)火，它會(huì)把有問題汽缸的噴油嘴關(guān)閉來保護(hù)催化轉(zhuǎn)化器不受未燃燃料的損害。
如果你看到這樣一個(gè)波形，試著捕捉另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)剛打開后的波形。電子控制單元將不會(huì)使噴油嘴失效，直到它發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不點(diǎn)火，這個(gè)過程要花上幾秒鐘。如果你發(fā)現(xiàn)全部8個(gè)噴油嘴信號(hào)但是之后有一個(gè)掉落，很有可能是電子控制單元使汽缸失效了。這會(huì)讓我們懷疑點(diǎn)火裝置或者一些機(jī)械上的問題。幸運(yùn)的是，這些全部問題都可以用本文后面提到的電流鉗進(jìn)行測量。在這個(gè)事例里，這輛車沒有顯示真實(shí)的波形，因此我進(jìn)行了噴油嘴信號(hào)濾波來使波形更有意義。
像噴油嘴不點(diǎn)火這種嚴(yán)重問題，非常有必要同等地放大每一個(gè)看起來一樣的噴油嘴波形來觀察更加細(xì)微的問題。放大后波形顯示如下：波形的傾角代表噴油嘴里面的電磁閥（針閥）開始吸起并且燃料開始被注入的瞬間。如果某個(gè)噴油嘴這個(gè)消失了，一般意味著這個(gè)噴油嘴被卡住了開關(guān)。在相同地方觀察每個(gè)噴油嘴之間傾角的發(fā)生狀態(tài)也是很有價(jià)值的。如果太早（噴油嘴信號(hào)的傾角跳躍比較弱），就有太多燃料釋放；如果太遲（粘連的噴油嘴），就太少燃料被釋放。
正如針閥的運(yùn)動(dòng)一樣，檢測到每個(gè)噴油嘴的電流幅值粗略上應(yīng)該是一樣的，如果有一個(gè)噴油嘴顯示出一個(gè)很大的電流，那么它的線圈可能燒掉了。同樣地，每一個(gè)噴油嘴信號(hào)的持續(xù)時(shí)間也是差不多相同的。如果一個(gè)的持續(xù)時(shí)間比其余的更長或者更短，那么電子控制單元將會(huì)試著補(bǔ)償這個(gè)汽缸這一部分損失的能量，這時(shí)候你就要找出為什么會(huì)這樣。
點(diǎn)火裝置
檢測車的點(diǎn)火系統(tǒng)與檢測噴油嘴很相像，兩者都是每個(gè)汽缸有一個(gè)線圈(點(diǎn)火的是火花塞上的線圈)。這里又可看到，全部汽缸點(diǎn)火有同樣的波形，同樣是一個(gè)比較兩者間不同之處的問題。
圖5：點(diǎn)火信號(hào)波形
這輛車看來是那些保險(xiǎn)絲標(biāo)志著“點(diǎn)火”但是實(shí)際為“點(diǎn)火線圈和其他一些東西”的車的其中一輛。在這個(gè)事例，電流波形圖上出現(xiàn)了很多小（500mA），快（2kHz）的毛刺。
正確的方法是檢查接線圖去看是哪里出現(xiàn)這些毛刺的，不過這種情況下，我認(rèn)為我還是能夠觀察出來每一個(gè)點(diǎn)火信號(hào)的結(jié)果，并可以推測出每一個(gè)點(diǎn)火線圈是點(diǎn)火狀態(tài)的。通過Pico示波器軟件你可以打開低通濾波來去除這些干擾到你的雜質(zhì)。
燃油泵
燃油泵是另外一個(gè)難以接近的器件。通過一個(gè)錯(cuò)誤的診斷來替換一個(gè)燃油泵簡直就是浪費(fèi)你的時(shí)間。同樣地，如果在保險(xiǎn)絲盒進(jìn)行測量，從20ms/div開始，然后放大或者改變時(shí)基去實(shí)現(xiàn)觀測到你要的波形。
圖6：燃油泵電流信號(hào)
我們需要在這個(gè)波形核對(duì)兩個(gè)東西。第一點(diǎn)是平均電流，這里是5.5A。如果你用萬用表測量電流也會(huì)得到這個(gè)值。如果你懷疑這個(gè)燃油泵有問題，很多數(shù)據(jù)源會(huì)提供你標(biāo)準(zhǔn)的電流作為參考。如果電流超出了參考的電流范圍，在作出宣判它有問題前，檢查一下其余的燃油系統(tǒng)。例如一個(gè)阻塞的過濾器，會(huì)使燃油泵更難工作，導(dǎo)致電流的上升；又如一個(gè)有問題的燃油壓力調(diào)節(jié)器會(huì)造成電流的減小等。
這里的電流脈沖是由燃油泵電動(dòng)機(jī)里轉(zhuǎn)換器獨(dú)特的分區(qū)產(chǎn)生的。大多數(shù)的泵有6或者8個(gè)分區(qū)。如果一個(gè)分區(qū)顯示出明顯不同的波形（一般是下降到接近0A），這是個(gè)不好的預(yù)兆：這個(gè)泵已經(jīng)出現(xiàn)異常。這種即將來臨的死亡信號(hào)一般是不能通過一般儀表測量顯示出來的，因?yàn)樗鼪]有那么快來作出電流快速下降的反映。
電子駐車制動(dòng)器
圖7：電子駐車制動(dòng)器信號(hào)
此波形顯示制動(dòng)器一開始就在工作中。在馬達(dá)開始移動(dòng)前你會(huì)看到一個(gè)尖峰電流信號(hào)（這里超過20A），然后有一個(gè)低平的區(qū)域，大概為1.6A，這里是馬達(dá)占據(jù)剎車片和剎車盤之間的空間時(shí)。此后電流會(huì)迅速上升，有一個(gè)大約18A的峰值電流，表示剎車片接觸摩擦剎車盤。
當(dāng)制動(dòng)器松開，過程是相反的。電流信號(hào)將會(huì)出現(xiàn)類似的峰值，隨后由于剎車片離開剎車盤大約有8A的衰減。如點(diǎn)火那個(gè)例子一樣，這個(gè)波形似乎有類似的電流毛刺。在這里脈沖是電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)作的一部分，大約1秒鐘出現(xiàn)一次自檢信號(hào)。
這些奧迪車在兩邊的后車輪都有電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)，如此一來最好是要采集兩邊的波形并做比較。Pico示波器軟件里的參考波形是個(gè)典型波形。你需要檢測波形中電子駐車制動(dòng)器制動(dòng)和釋放時(shí)電流是否相像，時(shí)間是否也類似。如果一邊的制動(dòng)器比另一邊需要花更長的時(shí)間制動(dòng)，那么就有必要檢查剎車片磨損的不平衡了。
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