汽車傳感器模擬測試儀的應用實例分析

在汽車故障診斷過程中，經(jīng)常會遇到以下現(xiàn)象：通過對故障現(xiàn)象的分析，我們懷疑可能是某一傳感器有故障，但是用解碼器、萬用表甚至是示波器等檢測儀器進行檢測，卻很難準確判斷該傳感器是好是壞。所以只有采取互換法，即用一個新的傳感器代替，如果故障消失，說明該故障是因傳感器引起的；如果故障現(xiàn)象依然存在，說明該故障并不是因傳感器而引起。這樣不但浪費了時間，同時也因盲目地更換配件而造成經(jīng)濟損失，給客戶帶來不必要的支出。

汽車傳感器模擬測試儀就是模擬汽車電腦的輸入信號，代替?zhèn)鞲衅鞴ぷ?，無須更換傳感器，從而準確判斷傳感器的好壞，減少因盲目更換配件而帶來的經(jīng)濟損失。下面以ADD91為例介紹傳感器模擬測試儀在汽車故障診斷中的應用。

一、模擬電壓信號

實例

車型：捷達王（配備4缸20氣門發(fā)動機）。

故障現(xiàn)象：啟動發(fā)動機后，其怠速轉速在300～1500 r/min之間擺動。擺動數(shù)次之后穩(wěn)定在正常值，行車過程中則感覺基本正常。

分析：引起怠速游車的原因可能有電控系統(tǒng)異常、進氣管漏氣等。

檢修：用解碼器獲取故障碼，顯示空氣流量計信號異常。該空氣流量計為熱絲式空氣流量計，檢查其線路及插接件，連接情況正常。其插接件為四端子，分別為12 V電源線、搭鐵線、5 V標準電壓、信號輸出端。從信號輸出端測量電壓信號為0.03V，啟動發(fā)動機及加、減速時均為0.03V，即輸出電壓信號無變化，由此確定空氣流量計已損壞。從常規(guī)經(jīng)驗分析：空氣流量計損壞可能會引起加速不良或油耗增加的癥狀，但對怠速游車的癥狀相對影響不大，可能在進氣部分存在漏氣的地方，但經(jīng)檢查并未發(fā)現(xiàn)有漏氣之處。檢查怠速控制電機及電位計，均未發(fā)現(xiàn)異常情況，而且在游車狀態(tài)下可以看到節(jié)氣門在怠速電機驅動下進行回饋調節(jié)，開空調時怠速提升正常。由此判斷怠速控制系統(tǒng)正常。那么故障是不是由錯誤的空氣流量信號引起的呢？于是用傳感器模擬測試儀ADD91從流量計信號輸出端將怠速時的模擬電壓值輸入計算機，當輸入電壓為1.3V左右時，怠速游車現(xiàn)象消失。重新啟動發(fā)動機，不再出現(xiàn)怠速游車現(xiàn)象。更換空氣流量計后，故障排除。

操作方法

1.根據(jù)原廠維修手冊，獲得需要模擬的傳感器的標準數(shù)值。

2.關閉點火開關，斷開傳感器的電子連接接頭。黑色表筆插到儀器的“OUTPUT—”的插孔，另一端搭鐵（使用鱷魚夾），紅色表筆插到“+OUTPUT”插孔，另一端與傳感器的輸入信號線連接（可以使用萬用測試線），如圖2所示。

3.旋轉功能選擇按鈕，選擇信號模擬功能“output”。按“HZ/DUTY”選擇鍵，進入占空比調整功能，旋轉占空比調整旋鈕，使占空比為0000，同時頻率自動調整到00000。

4.按“SELECT”選擇鍵，進入電壓調整模式，將電壓值調整到維修手冊規(guī)定的標準數(shù)據(jù)。

提示：可以使用解碼器數(shù)據(jù)流的功能，觀察傳感器的信號變化。

5.打開點火開關（不啟動發(fā)動機）。

6.改變傳感器的模擬信號的數(shù)值，通過解碼器的數(shù)據(jù)流功能，觀察傳感器的數(shù)據(jù)與模擬信號是否一致，如果一致說明電控系統(tǒng)無故障。啟動發(fā)動機，根據(jù)需要改變模擬信號的數(shù)值，如果汽車故障明顯消失，說明傳感器有故障。

二頻率信號模擬

該儀器可以模擬0～5V 、20Hz～40kHz的頻率信號。

操作方法：

1.根據(jù)原廠維修手冊，獲得需要模擬的頻率傳感器的標準數(shù)值。

2.關閉點火開關，斷開傳感器的電子連接接頭。黑色表筆插到儀器的“OUTPUT—”的插孔，另一端搭鐵（可以使用鱷魚夾），紅色表筆插到“+OUTPUT”插孔，另一端與傳感器的輸入信號線連接（可以使用萬用測試線）。

3.旋轉功能選擇按鈕，選擇信號模擬功能“output”。按“HZ/DUTY”選擇鍵，進入占空比調整功能，旋轉占空比調整旋鈕調整占空比為規(guī)定數(shù)值。然后進入頻率調整功能，將頻率調整到規(guī)定數(shù)值。

注意：必須先調整占空比，然后調整頻率，如果不知道具體的占空比的標準數(shù)值，可以將占空比調整到50%。

4.按“SELECT”選擇鍵，進入電壓調整模式，將電壓值調整到維修手冊規(guī)定的標準數(shù)據(jù)（一般為5V）。

提示：可以使用解碼器的數(shù)據(jù)流的功能，觀察傳感器的信號變化。

5.打開點火開關（不啟動發(fā)動機）。

6.改變傳感器的模擬信號的數(shù)值，通過解碼器的數(shù)據(jù)流功能觀察傳感器的數(shù)據(jù)與模擬信號是否一致，如果一致說明電控系統(tǒng)無故障。啟動發(fā)動機，根據(jù)需要改變模擬數(shù)值的大小，如果汽車故障明顯消失，說明傳感器有故障。

三、頻率信號模擬功能的應用

頻率信號在汽車傳感器中應用相當普遍，可產(chǎn)生可變頻率信號的傳感器和裝置有：數(shù)字式空氣流量計、數(shù)位式進氣壓力傳感器、光電式車速傳感器（VSS）、霍爾式車速傳感器（VSS）、光電式凸輪軸和曲軸轉角（CKP）傳感器、霍爾式凸輪軸（CAM）和曲軸轉角（CKP）傳感器、里程表等。因此，ADD91在實際應用中可以模擬以上各種傳感器，下面以空氣流量計為例結合實際案例說明ADD91 的頻率模擬功能的具體應用和操作方法。

數(shù)字式空氣流量計有許多種，它們的外觀和內部結構不同，有金屬的、塑制的、大的、小的、安裝在空氣濾清器里的等等。還有熱絲式、熱膜式、卡門渦旋式等，幾乎所有的都是產(chǎn)生變化的頻率信號，頻率調制信號是很容易用ADD91模擬的。幾乎所有的數(shù)字式空氣流量計隨著空氣流量的增加，輸出信號的頻率也增加。流過空氣流量計空氣越多，信號的脈沖頻率也就越高。目前有三種主要的數(shù)字式空氣流量計，即低頻數(shù)字式和高頻數(shù)字式以及變頻率及脈沖寬度的卡門渦旋式。

高頻數(shù)字式空氣流量計

高頻數(shù)字式空氣流量計出現(xiàn)在通用汽車3.8L V6型發(fā)動機上，它是日立（Hitachi）生產(chǎn)的傳感器。此外，高頻數(shù)字式空氣流量計還應用于凌志（Lexue）以及其它汽車中。傳感器的脈沖大多數(shù)幅值為5V，怠速時頻率：2.77kHz。

ADD91 的操作方法

1. 模擬怠速時空氣流量計的頻率信號：幅值為5V，怠速時頻率為2.77kHz。

2. 關閉點火開關，斷開空氣流量傳感器的電子連接接頭。

3. 黑色表筆插到儀器的“OUTPUT-”的插孔，另一端搭鐵（可以使用鱷魚夾），紅色表筆插到“+OUTPUT”插孔，另一端與傳感器的輸入信號線連接（可以使用萬用測試線）。

4. 旋轉功能選擇按鈕，選擇信號模擬功能“output”。

5. 按“HZ/DUTY”s選擇鍵，進入占空比調整功能，旋轉占空比調整旋鈕，調整占空比為50%。按“HZ/DUTY”后進入頻率調整功能，撥頻率鈕將頻率調整到2.77kHz。

注意：必須先調整占空比，然后調整頻率，如果不知道具體的占空比的標準數(shù)值，可以將占空比調整到50%。

6. 按？？整到5V。

提示：可以使用解碼器的數(shù)據(jù)流的功能，觀察傳感器的信號變化

7. 打開點火開關（不啟動發(fā)動機）。

8. 改變傳感器的模擬信號的數(shù)值，通過解碼器的數(shù)據(jù)流功能，觀察傳感器的數(shù)據(jù)與模擬信號是否一致，如果一致說明電控系統(tǒng)無故障。

9. 啟動發(fā)動機，觀察發(fā)動機的怠速情況，根據(jù)需要改變模擬數(shù)值的大小，如果汽車故障明顯消失，說明傳感器有故障。

低頻數(shù)字式空氣流量計

低頻數(shù)字式空氣流量計出現(xiàn)在1980年代中期的通用汽車以及其發(fā)動機系統(tǒng)中，通常它的空氣流量計會產(chǎn)生低速頻率信號。幅值為５V頻率為10～150Hz。

模擬方法與高頻數(shù)字式空氣流量計相同

一些卡門渦旋式空氣流量計經(jīng)常安裝在空氣濾清器總成里，它們在數(shù)字式空氣流量計中是一個例外，隨著空氣流量的變化不僅脈沖頻率變化，而且脈沖寬度也變化。如果你遇上這種空氣流量計，不必擔憂。它可能工作很正常，加速時如果這些空氣流量計工作正常，它的脈沖寬度將有次序、有規(guī)律地變化。這將給控制計算機提供異步加濃或額外噴射脈沖信號，用以改善加速性能。該傳感器可以通過改變占空比進行模擬。

模擬頻率信號

故障現(xiàn)象：桑塔納2000GLi轎車里程表不動。

故障檢修：此車里程表的傳感器為霍爾式三線制傳感器，其信號形式為直流脈沖頻率式。找到傳感器，拔下插頭，先測量供電回路：一線為12V，另一線為地，剩余一線為信號線。用ADD91信號模擬儀的紅表筆接信號線插腳，黑表筆接地，打開點火開關，人為地輸入脈沖頻率信號30Hz，此時里程表啟動。當頻率加到 l00Hz以上時，表針指示滿量程。這說明，從插頭到線路再到表均正常，問題只有傳感器。

再用ADD91頻率檔測量傳感器：插上插頭，將車提起（車輪離地），掛擋運轉，從傳感器信號在線沒有測出信號頻率，進一步證明傳感器故障。拆下傳感器，傳動齒輪完好，說明電路有故障，只有更換傳感器問題才能解決。撬開傳感器插腳上蓋，發(fā)現(xiàn)圓形電路板的三個插腳焊點全部斷裂松脫，重新焊牢后裝復試車，里程表工作一切正常。此故障點是此種車的故障多發(fā)處。

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