汽车传感器第章 波形
《新型汽车传感器、执行器原理与故障检测 第2版》课件
第一章 汽车传感器概述
❖ 4）串行数据多路信号 串行数据信号是按时序逐位将组成 数据和字符的码元予以传输的信号。串行数据传输，所需 通信线少，串行传送的速度低，但传送的距离可以很长， 因此串行适用于长距离而速度要求不高的场合。若汽车中 具备有自诊断能力和其他串行数据送给能力的控制模块， 则串行数据是由发动机控制电脑PCM、车身控制电脑BCM、 防盗和防滑制动系统ABS或其控制模块产生，以及配各自我 诊断的各种电脑之间传递的信号。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一章 汽车传感器概述
❖ 2）频率调制信号 保持波的幅度恒定而改变频率称为频率调 制。在汽车中产生可变频率信号的传感器主要是光电式和霍 尔式传感器。
❖ 3）交流信号AC 交流信号AC大小和方向随时间变化的信号属 于交流信号。在汽车中产生交流信号的传感器主要是磁电式 传感器和爆震传感器等，如图1-2所示磁电式传感器产生的交 流信号波形。 。
新型
汽车
传感
器、
执行
器原
理与
故障
检测
第一章 汽车传感器概述
第一章 汽车传感器概述
❖ 一、传感器的定义组成 ❖ 1.传感器定义 ❖ 传感器是一种信号转化装置，它可以将非电信号
转换为电信号，其主要作用是向汽车电脑提供运 行的各种工况信息。汽车传感器过去单纯用于发 动机上，现在已扩展到底盘、车身和灯光、电气 等各个系统
项目一 汽车电路图的识读
❖ 3）通过解码器查出的故障码，只是说明某一系统或相关系 统有故障，不要看到故障码就断定是该传感器或执行器有 故障，就要更换，其他与之相关系统同样会造成同样故障 而出现相同的故障码。
❖ 例如在检查ABS系统时，如果出现“轮速传感器信号不良” 故障码时，不要立即更换轮速传感器，首先要检查电路各 连接插头与插座针脚接触是否良好，传感器触发轮是否有 脏污、锈蚀、断路或短路等现象，有些安装在车轮上的传 感器其磁芯经常会吸附一些制动鼓磨掉的铁屑而导致工作 不良，此时只需拆下传感器并清除磁芯上的污垢即可解决 问题。同时还要观察感应齿圈是否有变形、缺齿等现象， 这些都是导致出现“轮速传感器信号不良”故障码的原因， 而轮速传感器本身并不一定损坏。
上止点(TDC)、曲轴(CKP)、凸轮轴(CMP)传感器波形分析
制作: 赵骏 Email: Jqdq168@
第2页
武汉市汽车应用工程学校 精品课件
发动机电控原理与维修
•
霍尔效应传感器(或开关)由一个永久磁 铁或磁极的几乎完全闭合的磁路组成，一个 软磁叶轮转过磁铁和磁极之间的空隙，当在 叶轮上的窗口允许磁场通过，并不受阻碍的 传到霍尔效应传感器上的时候，磁场就中断 了(因叶片是传导磁场到传感器上的媒体)， 叶轮在窗口开和闭遮断磁场，导致霍尔效应 传感器像开关一样接通和关断，这就是为什 么一些汽车制造商将霍尔效应传感器和其它 一些类似的电子设备称为霍尔开关的原因。 • 这个装臵实际上是一个开关设备，而它 包含有关键功能的部件霍尔效应传感器。
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发动机电控原理与维修
•
确认波形的频率同发动机转速同步变化，两个脉 冲间隔只是在同步脉冲出现时才改变，能使两脉冲间 隔时间改变的唯一理由是磁组轮上的齿轮数缺少或特 殊齿经过传感器，任何其它改变脉冲间隔时间都可以 意味着故障。
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发动机电控原理与维修
③光电式传感器
• 光电式传感器在汽车中应用是因为它可以传感转 动元件的位臵(甚至在发动机不转的情况)，同时它还 可以便脉冲信号的幅值在速度变化即保仍持不变，近 来高温光导纤维技术的发展使得光电传感器在汽车方 面的应用增加了。 • 光电传感器另一个优点是不受磁电干扰(EMI)的影 响，它们是固体光电半导体传感器，被用在曲轴和凸 轮轴上去控制点火和燃油喷射电路的开关。它们也被 用在控制电路，非常敏感。光电式传感器的功能元件 通常被密封很好，但损坏的分电器轴套或密封垫，以 及当维修时可能使油污和污物进入敏感区域造成污损， 这些就可能引起不能起动，失速和断火。
《汽车传感器绪论》PPT课件
（ ５ ） 串行数据 （ 多路 ） 信号
串行数据信号是按时序逐位将组成数据和字符的码元予以传输的信号 。
在汽车发动机控制电脑和其他电子智能设备中用来通信的串行数字信 号是最复杂的信号 ，它是包含在汽车电子信号中的最复杂的 “ 电子 句子 ”， 在实际中 ， 要用 专门的解码器读取 。 发动机冷却液温度 传感器故障时 ＰＣＭ 输出的串行数据 （ 多路 ） 信号波形如图。
集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的 ， 通 常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上 。
薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底 （ 基板 ） 上的相应敏感材料的薄膜 形成的。使用混合工艺时 ， 同样可将部分电路制造在此基板上 。
厚膜传感器是利用相应材料的浆料涂覆在陶瓷基片上制成的 ， 基片通常 是是由 Ａｌ ２ Ｏ ３ 制成的 ， 然后进行热处理 ， 使厚膜成形 。
汽车传感器原理与检修
第一章 绪论
◎ 学习目标
◆ 掌握传感器的基本组成 ◆ 掌握汽车传感器信号的五种类型和判断依据 ◆ 掌握检测传感器的一般方法 ◆ 掌握传感器的检测顺序 ◆ 掌握传感器在检测和修理时的注意事项 ◆ 了解车用传感器的发展趋势
1.1汽车电控基础
• 目前的汽车已有很多系统实现了计算机控制，汽 车实现电子控制不仅可以改善和提高汽车的性能， 还可以扩展汽车的控制内容，汽车计算机控制系 统正朝着标准化、小型化、集成化和网络化的方 向发展。
举例：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在闭环控制系统中，电控单元通过反馈传感器和反 馈电路对控制系统的输出进行连续监测，并根据实 际输出与期望输出的差异产生相应的修正信号，使 随后的实际输出更进一步向期望输出靠近，如下图 b）所示。
传感器波形分析-汽车技师
典型传感器波形分析——曲轴位置传感器 (2009-08-18 18:53:16)转载标签：波形分析曲轴位置传感器教育 分类：教学辅导【磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形分析】波形检测方法连接波形测试设备,起动发动机,怠速运转,而后加速或按照行驶性能发生故障的需要驾驶等,获得波形, 典型的磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形如图1所示。
对于将发动机转速和凸轮轴位置传感器制成一体的具有两个信号输出端子的曲轴位置传感器可用双通道的波形检测设备同时进行检测其信号波形，其典型信号波形如图2所示。
1.触发轮上相同的齿形应产生相同型式的连续脉冲，脉冲有一致的形状、幅值(峰对峰电压)并与曲轴（或凸轮）的转速成正比，输出信号的频率（基于触发的转动速度）及传感器磁极与触发轮间气隙对传感器信号的幅值影响极大。
2.靠除去传感器触发轮上一个齿或两个相互靠近的的齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号。
这会引起输出信号频率的变化，而在齿数减少的情况下，幅值也会变化。
3.各个最大（最小）峰值电压应相差不多，若某一个峰值电压低于其他的峰值电压，则应检查触发轮是否有缺角或弯曲。
图1——脉冲信号4.如果发动机异响和行驶性能故障与波形的异常有关，则说明故障是由该传感器故障造成的。
5.不同类型的传感器的波形峰值电压和形状并不相同。
图2——转速信号与凸轮轴位置信号由于线圈是传感器的核心部分，所以故障往往与温度关系密切，大多数情况是波形峰值变小或变形，同时出现发动机失速、断火或熄火。
通常最常见的传感器故障是根本不产生信号，这说明是传感器的线圈有断路故障。
6.当故障出现在示波器上时，摇动线束可以进一步证明磁脉冲式曲轴位置传感器是不是故障的根本原因。
7.在大多数情况下，如果传感器或电路有故障，波形检测设备上将完全没有信号，所以波形测试设备中间0V电压处是一条直线便是很重要的诊断资料。
如果示波器显示在零电位时是一条直线，则说明传感器信号系统中有故障，那么应该在确定示波器到传感器的连接是正常的之后，进一步检查相关的零件(分电器轴、曲轴、凸轮轴)是否旋转、磁脉冲式曲轴位置传感器的空气间隙是否适当和传感器头有无故障。
各个传感器的波形图之令狐文艳创作
各个传感器的波形图令狐文艳车速传感器车速传感器检测电控汽车的车速，控制电脑用这个输入信号来控制发动机怠速，自动变速器的变扭器锁止，自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能。
车速传感器的输出信号可以是磁电式交流信号，也可以是霍尔式数字信号或者是光电式数字信号，车速传感器通常安装在驱动桥壳或变速器壳内，车速传感器信号线通常装在屏蔽的外套内，这是为了消除有高压电火线及车载电话或其他电子设备产生的电磁及射频干扰，用于保证电子通讯不产生中断，防止造成驾驶性能变差或其他问题，在汽车上磁电式及光电式传感器是应用最多的两种车速传感器，在欧洲、北美和亚洲的各种汽车上比较广泛采用磁电式传感器来进行车速(VSS)、曲轴转角(CKP)和凸轮轴转角(CMP)的控制，同时还可以用它来感受其它转动部位的速度和位置信号等，例如压缩机离合器等。
1)磁电式车速成传感器，参见图16。
磁电式车速传感器是一个模拟交流信号发生器，它们产生交变电流信号，通常由带两个接线柱的磁芯及线圈组成。
这两个线圈接线柱是传感器输出的端子，当由铁质制成的环状翼轮(有时称为磁组轮)转动经过传感器时，线圈里将产生交流电压信号。
磁组轮上的逐个齿轮将产生一一对应的系列脉冲，其形状是一样的。
输出信号的振幅(峰对峰电压)与磁组轮的转速成正比(车速)，信号的频率大小表现于磁组轮的转速大小。
传感器磁芯与磁组轮间的气隙大小对传感器的输入信号的幅度影响极大，如果在磁组轮上去掉一个或多个齿就可以产生同步脉冲来确定上止点的位置。
这会引起输出信号频率的改变，而在齿减少时输出信号幅度也会改变，发动机控制电脑或点火模块正是靠这个同步脉冲信号来确定触发电火时间或燃油喷射时刻的。
测试步骤可以将系统驱动轮顶起，来模拟行驶时的条件，也可以将汽车示波器的测试线加长，在行驶中进行测试。
波形结果车轮转动后，波形信号在示波器显示中心处的零伏平线上开始上下跳动，并随着车速的提高跳动越来越高。
汽车传感器波形
测试传感器打开点火开关，不运转发动机，慢慢地让节气门从关到全开，并重新返回至节气门，气门全关，反复这个过程几次。
慢慢地做，波形像例子中的显示在显示屏上是较好的。
波形结果如是传感器是坏的话，翻阅制造商规范手册，以得到精确的电压范围，通常传感器的电压应从怠速时的低于1伏到油门全开的的低于5伏，波形上不应有任何断裂，对地尖峰或大跌落。
特别应注意达到的2.8伏处的波形；这是传感器的炭膜容易损坏或断裂的部分。
在传感器中磨损或断裂的炭膜不能向电脑提供正确的油门位置信息。
所以电脑不能为发动机计算正确的混合气命令，引起驾驶性能问题。
，进气温度传感器通常用于检测进气管中的空气温度，当用示波器或万用表测试时，从表中读出的是传感器热敏电阻两端电压降，进气温度低时，传感器电阻值及电压降就高，进气温度高时传感器的电阻值和电压降就低。
试验方法：除非发现的故障依赖于温度，否则应在发动机完全冷的情况下开始测试工作，用这种方法，可以更好地从怀疑有故障的温度段开始测试。
起动发动机加速至2500rpm，稳住转速看示波器屏幕上波形从左端开始直到右端结束，示波器上时间轴每格5秒钟，总共一次记录传感器工作为50秒钟，将屏幕上的波形定住，停止测试。
此时传感器已经通过从完全冷的发动机到全部的工作范围，测试进气温度传感器另一种方法是用喷射清洗剂或水喷雾器喷射传感器，这样会使传感器降温，当打开点火开关，发动机又转动的情况下，喷射传感器其波形电压会向上升。
波形结果：按照制造厂的资料确定输出电压范围，通常传感器的电压应在3V-5V(完全冷车状态)之间，在运行温度范围内电压降大约在1V-2V左右，这个直流信号的关键是电压幅度，在各种不温度下传感器必须给出对应的输出电压信号。
当IAT电路开路时将出现电压向上直到接地电压值的蜂尖；当IAT电路对地短路时将出现电压向下直到参考电压值为零。
发动机冷却水温度(ECT)和进气温度(IAT)传感器以相同的工作，所以试验步骤相似，大多数发动机冷却水温度、进气温度和燃料温度传感器是负温度效应的热敏元件。
电控汽车波形分析——节气门位置传感器波形分析
和 可预测的。也就是说测得波形峰值的幅度应该 足 够高，两脉冲时间间隔(频率)应一致(除同步 脉 冲外)，形状一致并可预测。
• 6.波形的频率应同发动机的转速同步变化，两个脉冲 间隔只是在同步脉冲出现时才改变。能使两脉冲间隔时
间改变的唯一理由，是触发轮上的齿轮数缺少或特殊齿 经过传感器，任何其他改变脉冲间隔时间的波形出现都 可能意味着传感器有故障。
波形分析
发动机冷却 液温度传感 器信号波形 的起动暖机 过程检测结 果如图所示。
发动机冷却液温度传感器信号波 形
的起动暖机过程检测结果
• 检查车型的规范手册以得到精确的电压范围， 通常冷车时传感器的电压应在3V～5V(全 冷 态)之间，然后随着发动机运转减少至运行 正 常温度时的1V左右。
• 直流信号的判定性度量是幅度。 • 在任何给定温度下，好的传感器必须产生 稳定的反馈信号。
• 特别应注意达到2.8V处的波形，这是传感器的 碳膜容易损坏或断裂的部分。
• 在传感器中磨损或断裂的碳膜不能向发动机 EC提U 供正确的节气门位置信息，所以发动机ECU
不 能为发动机计算正确的混合气命令，从而引起 汽 车驾驶性能问题。
• 如果波形异常，则更换线性输出型节气门位置 传感器。
开关量输出型节气门位置传感器
上角可能出现圆角。
• 3.光电式传感器有一个弱点，它们对污物 和油所产生的对通过转盘的光传输干扰问题
第十章 传感器的波形分析
10-7和图10-8所示。
❖ 2.示波器用语
第十章 传感器的波形分析
❖ 触发电平：示波器显示时的起始电压值;
❖ 触发源：示波器的触发通道[通道(CH1)、通道(CH2)和外触发 通道EXT。
❖ 触发沿：示波器显示时的波形上升或下降沿;
❖ 电压比例：每格垂直高度代表的电压值;
❖ 时基：每格水平长度代表的时间值;
❖ 直流耦合：测量交流和直流信号;
❖ 交流耦合：只允许信号的交流成分通过它，滤掉了直流成分( 电容用来过滤直流电压)；
❖ 接地耦合：确认示波器显示的0V电压位置;
❖ 自动触发：如果没有手动设定，示波器就自动触发并显示信 号波形。
3.波形界面识别
第十章 传感器的波形分析
单通道、双通道波形，如图10-9a、10-9b所示。
响测试精度。
2）起动发动机并暖机运行，使发动机暖机到正常工作温度并进入闭环工作状态，测试
结果才能正确。
3）按下PWR键使示波器开机。
4）从主菜单中选择AUTO METERS项。在AUTO METERS项中，可以观测到氧传感器
的信号波形、氧传感器的变动率及混合气的浓/稀状态。
5）选择02 SENSOR项即可对氧传感器进行测试。
第十章 传感器的波形分析
3.频率调制信号 在汽车中产生可变频率信号发图10-3所示的传感器和装置有：数字式空气流量 计、福特数字式进气压力传感器、光电式车速传感器VSS、霍尔式车速传感器 VSS、光电式凸轮轴和曲轴转角CKP传感器、霍尔式凸轮轴CAM和曲轴转角CKP 传感器。 4.脉宽调制信号 在汽车中产生脉宽调制信号如图10-4所示的电路或装置有：初级点火线圈、电 子点火正时电路、废气再循环控制EGR、净化、涡轮增压和其他控制电磁阀、 喷油器、怠速控制电动机和电磁阀。
汽车传感器的波形分析研究
汽车传感器的波形分析研究作者：王斌来源：《科技风》2016年第19期摘要：波形分析法是指在汽车故障诊断中运用汽车专用示波器读取电控元件的波形，根据实测波形与标准波形的差异来判断故障，这就要求我们熟悉各种电控元件的波形特性，本文详细的阐述了几种常见传感器的波形检测方法以及波形特性。
关键词：汽车传感器；波形分析；空气流量计一、热线式空气流量传感器波形分析空气流量计是用来计量单位时间内进入进气总管中的空气量，发动机ECU根据所测得的进气量及其他一些辅助信号确定喷油量。
空气流量传感器是非常重要的传感器，发动机ECU 可以根据此信号测算出发动机负荷、点火正时、怠速控制等参数，不良的空气流量计会造成喘震和怠速不稳的现象。
常见的空气流量计一般有卡门涡旋式、翼板式以及热线式，热线式空气流量计是一种模拟输出电压信号传感器，随着进气流量的增大输出电压随之增大。
启动发动机并预热至正常工作温度，运用汽车专用示波器读取各种工况下的空气流量计波形，将发动机节气门从全关闭状态逐渐打开直至全开并持续2S，再关闭节气门使发动机怠速运转2S，接着再急加速至节气门全开，最终再回到怠速状态并读取波形。
空气流量计波形如图一所示，怠速的时候空气流量计输出信号电压为0.2V左右，随着节气门开度的增大输出电压也随之增大，当节气门全开的时候，输出电压为4V左右，当急减速的时候空气流量计输出电压会比怠速时的电压稍低。
如果实测波形与标准波形存在明显差异则表明空气流量计存在故障。
[ 1 ]二、节气门位置传感器波形分析节气门位置传感器是用来检测发动机节气门开度大小的传感器，它一般安装在节气门转轴上，分为模拟式节气门位置传感器和开关式节气门位置传感器。
节气门位置传感器是一个非常重要的传感器，发动机ECU根据它检测到的信号可推算得出发动机的负荷、点火正时以及怠速控制等参数，如果节气门位置传感器损坏会引起发动机故障，比如说加速滞后。
节气门位置传感器有三根线，其中一根是ECU提供给它的电源线，另一根为传感器的接地线。
【精】汽车传感器波形分析
【精】汽车传感器波形分析第一章空气流量计一、简介空气流量计（MAF）按结构原理可分为翼板式、热丝式（热膜式）、卡门涡旋式及电位计式等几种，按信号输出类型又分为数字式和模拟式两种。
空气流量计是非常重要的一类传感器，因为发动机控制电脑主要依据它发出的信号来计算发动机负荷、点火正时、废气再循环控制及发动机怠速控制等其它参数。
不良的空气流量计会造成喘车、怠速不良以及发动机性能和排放等一系列问题。
二、翼板式空气流量计原理：翼板式空气流量计的核心是一个可变电阻（电位计），它与空气翼板同轴连接，当空气流动时推动翼板随之开启，随着翼板的开启角度变化，可变电阻器（电位计）也随之转动。
从而引起阻值发生相应变化。
翼板式空气流量计一般是个三线传感器，其中两条是参考电压的正、负极，另一条是可变电阻器的滑动触点臂，由它向电脑提供与翼板转动角度成正比的输出电压信号。
急加速时，翼板在空气流动动压作用下，就会产生一个超过正常摆动角度的过量信号，这就为控制电脑提供了一个混合气加速加浓的控制信号。
结构：信号：翼板式空气流量计主要有两种：一种是随着空气流量的增加输出信号的电压升高，另一种则相反，当空气流量加大时输出信号电压反而降低。
检测方法一关闭所有附属电气设备，起动发动机，并使其怠速运转，当怠速稳定后，检查怠速时空气流量计电压输出信号（参看图1中左侧波形）。
做加速和减速试验，应有类似图1中右侧的波形出现。
将发动机转速从怠速加至油门全开（加速时不宜太急），油门全开后持续2秒钟，但不要使发动机超速运转；再将发动机降至怠速运转，并保持2秒钟；再从怠速急加速至油门全开，然后再急收油门使发动机回至怠速；定住波形。
图 1 波形分析：测量出的波形电压值可以参照资料进行对比分析，当翼板式空气流量计正常时，怠速输出电压约为1V，油门全开时应超过4V，全减速（急抬油门）时输出的电压并不是很快地从全加速电压回到怠速电压。
通常（除TOYOTA汽车外）翼板式空气流量计的输出电压都是随空气流量的增加而升高的。
汽车电工电子技术---汽车用传感器原理
• 对物质及其运动状态的度量，按其是否具有电特性可分为电量和 非电量两种。电量一般是指物理学中的电学量，例如电压、电流 、电感和电容等；非电量则是指除电量之外的一些参数，例如压 力、流量、重量、速度及酸碱度等。非电量的测量不能直接使用 一般的电工仪表和电子仪器测量，因为一般的电工仪表和电子仪 器只能测量电量，要求输入的信号为电信号。非电量需要转换成 与非电量有一定关系的电量，再进行测量，实现这种转换技术的 器件被称为传感器。
• 1.直流（DC）信号
• 大小随时间变化但方向不变的信号称为直流信号。直流信号可分 为直流缓变信号和直流脉冲信号。直流缓变信号的变化比较慢， 如冷却液温度传感器信号，因为温度的变化比较缓慢。直流脉冲 信号的变化比较快，如霍尔转速传感器信号。有些传感器的直流 信号既可以缓变，也可以快变，如节气门位置传感器信号就是这 样的，这与驾驶者脚踏加速踏板的快慢有关。图9-3是节气门位 置传感器的直流快变信号。
• 3. 进气温度传感器
• 进气温度传感器的作用是检测进气温度，并向ECU输入进气温度 信号，该信号作为燃油喷射的修正信号。它通常安装在空气滤清 器之后的进气软管上或与进气压力传感器装在一起，有的还在空 气流量传感器和谐振腔上各安装一个，来提高喷油器的控制精度
• 进气温度传感器内部由一个具有负温度系数的热敏电阻，外部被 环氧树脂密封，其结构如图9－11所示。当进气温度低时，热敏 电阻的阻值大，传感器输入到ECU的信号电压高，ECU控制发动
• 1. 半导体压敏电阻式进气压力传感器
• 半导体压敏电阻式进气压力传感器是利用半导体的压阻效应原理 制成的。主要由硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管接头和引 线电级组成，其内部结构如图9－5所示。
10项目二 2.2 汽车波形检测与分析
项目二 汽车波形检测与分析
任务二：汽车典型传感器波形检测与分析
1、熟悉示波器的操作 2、了解汽车传感器的波形检测方法 3、了解汽车传感器的波形分析方法
项目二 汽车波形检测与分析
为什么要熟练使用示波器？
项目二 汽车波形检测与分析
一、空气流量计波形分析
按结构原理：
➢ 质量型空气流量计： • 热线式 ➢ 体积型空气流量计： • 叶片式 • 光学卡尔曼涡流式
为了确保可靠性，此传感器 还具有不同输出特性的两个 系统输出信号。 加速踏板位置传感器：
➢ 线性型
➢ 霍尔元件型
项目二 汽车波形检测与分析
六、加速踏板位置传感器
项目二 汽车波形检测与分析
六、加速踏板位置传感器
➢ 霍尔元件型
项目二 汽车波形检测与分析
七、爆震传感器
项目二 汽车波形检测与分析
七、爆震传感器
U
t1
1V
Us
0V
t
Us =0-1v t1 =1/s（每10秒8次以上为良好至少要4次）
项目二 汽车波形检测与分析
四、温度传感器 1、负温度系数传感器
项目二 汽车波形检测与分析
四、温度传感器
项目二 汽车波形检测与分析
四、温度传感器
项目二 汽车波形检测与分析
四、温度传感器
项目二 汽车波形检测与分析
➢ 怠速时的电压约为1V； ➢ 油门全开时应超过4V
项目二 汽车波形检测与分析
2、热丝式空气流量计波形
项目二 汽车波形检测与分析
2、热丝式空气流量计波形
项目二 汽车波形检测与分析
2、热丝式空气流量计波形
输出波形电压： ➢ 怠速时的电压约为2V； ➢ 油门全开时应超过4V； ➢ 全减速时输出电压比怠 速时的电压稍低
汽车传感器波形分析
汽车传感器波形分析汽车传感器是汽车电子系统中的重要部件，它能够感知并测量车辆各种参数，并将其转化为电信号传送给控制单元，从而实现车辆的自动控制和监测。
传感器波形分析是对传感器输出信号的波形进行检测和分析，以确定传感器的工作状态和性能是否正常。
本文将介绍汽车传感器波形分析的原理、方法和应用。
汽车传感器的波形分析可以通过示波器进行，示波器是一种用来显示周期性、非周期性信号波形的仪器。
常用的示波器分为模拟示波器和数字示波器两种。
模拟示波器适用于低频信号的测量，而数字示波器适用于高频信号的测量。
在进行波形分析时，我们首先需要连接传感器的输出信号到示波器，然后调整示波器的设置，如时间基准、垂直灵敏度、触发模式等，以获取传感器的波形图。
在进行波形分析时，我们可以通过观察波形图的形状、幅值、周期等特征来判断传感器的工作状态和性能是否正常。
例如，对于温度传感器，当温度升高时，传感器的输出电压也会升高；对于氧气传感器，当发动机燃烧不完全时，传感器的输出电压会波动。
通过观察波形图，我们可以及时发现传感器的故障或异常，以便及时修复或更换。
在进行波形分析时，还可以使用信号处理技术对波形图进行进一步处理。
常用的信号处理技术有滤波、傅里叶变换、相关分析等。
滤波是对波形信号的频率进行筛选和去除杂波，以提高信噪比；傅里叶变换是将波形信号转换到频域，以分析信号的频率成分；相关分析是对波形信号进行比较和相关性分析，以判断波形之间的关系。
这些信号处理技术可以帮助我们更精确地分析和判断传感器的工作状态和性能。
汽车传感器波形分析在汽车故障诊断和维修中有着广泛的应用。
通过对传感器波形的分析，可以及时发现传感器的故障或异常，以提高汽车的安全性和可靠性。
例如，当发动机故障灯亮起时，我们可以通过波形分析来确定是哪个传感器引起的故障，从而采取相应的修复措施。
另外，在汽车发动机调校和性能优化中，波形分析也起到了重要作用。
通过对传感器波形的优化和调节，可以提高发动机的燃烧效率和功率输出，从而提升汽车的性能和燃油经济性。
电控汽车波形分析(空气流量、进气压力传感器)
• 3.将发动机转速从怠速加到 油门全开(加速过程中油门应 缓中速打开)，并持续约2s， 不宜超速。
• 4.再减速回到怠速状况，持 续约2s。
• 5.再急加速至油门全开，然 后再回到怠速。.将波形定位， 观察波形。半导体压敏电阻 式进气歧管绝对压力传感器 信号波形如图所示。
• 也可以用手动真空泵对其进
旋转翼片式空气流量传感器 实测波形
• 3.将发动机转速从怠速加 至节气门全开(加速时不 宜太急)，节气门全开后 持续2s，但不要便发动机 超速运转;
• 4.再将发动机降至怠速运 转，并保持2 s;
• 5.再从怠速急加速发动机 至节气门全开，然后再关 小节气门使发动机回至怠 速;
• 6.定住波形。旋转翼片式
• 4.出现图示的向下的毛刺，则表示传感器中有与 搭铁短路或可变电阻器碳刷有间歇性的开路故障， 应更换旋转翼片式空气流量传感器。
• 5.在急加速时波形中的小尖峰是由于叶片过量摆动 造成的，控制电控单元正是根据这一点来判定加 速加浓信号的，这不是故障，而是正常波形。
故障波形举例
•
9、我们的市场行为主要的导向因素，第一个是市场需求的导向，第二个是技术进步的导向，第三大导向是竞争对手的行为导向。21.8.2921.8.29Sunday, August 29, 2021
• 卡门涡旋式空气流量传感器的输出方式 也是数字式，但它与其他的数字式输出 空气流量传感器不同，通常数字式空气 流量传感器在空气流量增大时频率也随 之增加。在加速时，卡门涡旋式空气流 量传感器与其他数字式空气流量传感器 不同之处在于它不但频率增加，同时它 的脉冲宽度也改变
波形检测方法
• 正确连接波形测试设备，起动发动机， 不同转速的情况下进行试验，注意应把 较多的时间用在测试发动机性能有问题 的转速段内，观看波形测试设备。卡门 涡旋式空气流量传感器的输出信号电压 波形如图所示。
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二、测试前的准备工作
1. 被测试对象的工况条件； 2. 在路检测、开路检测；
三、测试过程的操作
1. 按示波器菜单提示选择按键； 2. 根据信号幅值确定电压档设置； 3. 根据信号频率确定时基设定值； 4. 耦合方式(AC交流、DC直流或GND接地)； 5. 自动设置功能显示波形； 6. 用手动设置微调。
• 动态显示数据流； • 进行执行元件测试； • 显示点火击穿电压、闭合角、燃烧时间。 • 检测电器点火、独立点火、双头点火的点火同步、点火
信号极性
6）记录仪功能
• 存储和数据流波形回放查询； • 波形高速记录仪可以连续100屏记录信号波形， • 测试完成后可存储与回放，再现故障出现时的信号状态。
第二节 汽车示波器的使用方法
串行数据信号波形
3.电子信号判定依据
根据电子信号的五种基本特征，即幅值、频率、脉冲宽 度、形状和阵列，即可诊断出汽车的故瞬时电压。
(2)频率 频率是指电子信号在两个事
件或循环之间的时间，一般用1s 的循环次数表示。
(单位：Hz)。
波形的幅值 波形的频率
(3)形状 波形的形状是指电子信号的
和装置 凸轮轴位置传感器
霍尔式曲轴位置传感器
脉宽调制信号
初级点火线圈 电子点火正时电路 EGR控制电磁阀 涡轮增压控制电磁阀 电磁喷油器 怠速控制电机 怠速控制电磁阀
波形特征
频率调制信号波形
脉宽调制信号波形
（5）串行数据信号波形 串行数据信号波形如图所示。串行数据由发动机控制电
脑、车身控制电脑、ABS与ASR（TRAC）制动防滑控制系 统和其他控制模块产生串行数据信号波形。
数字式进气岐管压力传感器的波形 模拟式进气岐管压力传感器的波形
三、曲轴/凸轮轴位置传感器 1.测试条件 接通点火开关，检测传感器有无输出信号； 起动发动机，在怠速和较高转速下运转。
2.波形分析
霍尔效应式传感器 的波形
电磁感应式传感器 的波形
光电式传感器 的波形
四、节气门位置传感器 1.测试条件
接通点火开关，不起动发动机，将节气门从全闭转 到全开位置。 2.波形分析
生故障信号； 4) 可用较慢的速度来显示
捕捉信号波形； 5) 可存储的方式记录信号
波形。
2.电控系统I/O信号的种类及波形的特征 1）信号的种类
电控系统部件输入与输出信号种类，基本上可分为模拟 信号和数字信号两种，其波形如图所示。
模拟信号
数字信号
2）波形的特征
这些模拟信号和数字信号再细分，可分为直流信号、交流 信号、频率调制信号、脉宽调制信号和串行数据信号。
K81汽车示波器随机附件
图片
名称
功能
通过连接点烟器接头 电源延长线 或汽车鳄鱼夹给示波器提
供电源。
汽车
连接电源延长线和点
点烟器接头
烟器接头给示波器提供电 源。
连接电源延长线和汽
汽车鳄鱼夹
车蓄电池给示波器提供电 源。
K81汽车示波器随机附件
图片
名称
功能
连接示波器RS-232的 串行通信线 串口和PC机的串口实现联
九、爆震传感器（压电式） 1.测试条件 用木锤在传感器附近的发动机缸体进行敲击。
2.波形分析
十、氧传感器
1.测试条件 接通点火开关，起动发动机，使氧传感器加热到
315℃以上，发动机从怠速开始增加转速。 2.波形分析
外形特征，指明它的曲线、轮廓、 上升沿、下降沿等。
(4)脉冲宽度 脉冲宽度是指电子信号所占
的时间或占空比。占空比是指信 号的脉冲宽度与信号周期的比值， 用百分数表示。
(5)阵列 波形的阵列是指组成信息信
号的重复方式 。
波形的形状 脉冲宽度 波形的阵列
(6)电子信号与判定依据的关系
五类电子信号中的任何一个电子信号必然要用一个或多 个判定依据尺度来通讯，其中串行数字信号是最复杂的。在 实际中，常用专门的解码器去读取信息。下表能更好地理解 由什么判定依据判定电子信号的类型。
汽车传感器
第十章 传感器波形的检测
第一节 波形检测工具简介 第二节 汽车示波器的使用方法 第三节 传感器的波形测试
第一节 波形检测工具简介
一、汽车专用示波器概述
1.汽车专用示波器的应用
是一种快速判断汽车电子控制系统故障的有效工具。
1) 可显示随时间变化的电 信号图形；
2) 可捕捉快速变化的信号； 3) 可捕捉间歇、不定时发
信号、地线
对接地线或信号线进
延长线 行延长，方便连接。
2.金德 K81的功能 金德 K81 是一种集故障扫描和汽车专用示波器为一体的
手持式多功能诊断仪。
1）硬件参数
K81装备业内领先的16位主控CPU+高速数字处理芯片， 保证在高达20MHz采样频率下仍能实时处理信号。 2）软件功能
• 与电脑联机使用时可通过电脑平台对车辆进行测试； • 还可实现维修档案管理和汽车英汉词典的功能； • 新车型和资料的增加通过网络升级实现； • 用户可以直接从公司网站下载新的软件对K81升级。
磁感应式车速传感器 磁感应式轮速传感器 磁感应式曲轴位置传感器 磁感应式凸轮轴位置传感器 磁感应爆燃传感器
波形特征
直流信号波形
交流信号波形
（3）频率调制信号波形 （4）脉宽调制信号波形
信号种类
频率调制信号
数字式空气流量传感器
福特数字式进气压力传感器
产生信号 的传感器
光电式车速传感器 霍尔式车速传感器 光电式曲轴位置传感器
热敏电阻式温度传感器的波形
七、车速传感器 1.测试条件
顶起车身，驱动轮悬空，接通点火开关，起动发动 机，挂上驱动档。 2.波形分析
电磁感应式车速传感器的波形
光电式车速传感器的波形
霍尔效应式车速传感器的波形
八、ABS轮速传感器 1.测试条件 顶起车身，驱动轮悬空，转动车轮； 2.波形分析
ABS轮速传感器的波形
机或软件升级。
测试探针
连接到测试通道CH1、 CH2，带接地线，具有1倍 或10倍衰减。
测试探针 延长线
连接通道CH1、CH2， 和测试探针，延长输入信 号线。
K81汽车示波器随机附件
图片
名称
功能
缸信号夹
连接CH3通道，可检 测发动机转速，并认为被 夹高压线为1缸高压线。
容性感应夹
连接CH1、CH2通道 感应次级点火信号。
第三节 传感器的波形测试
测试点
接地(搭铁)
+
-
12V汽车电瓶
一、空气流量传感器 1.测试条件 起动发动机怠速运转，缓慢加速。
2.波形分析
数字式空气流量传感器的波形
模拟式空气流量传感器的波形
二、进气岐管压力传感器 1.测试条件 接通点火开关，不起动发动机，用真空泵模拟真空； 起动发动机怠速运转，缓慢加速。 2.波形分析
电位器型节气门位置传感器的波形 开关型节气门位置传感器的波形
五、车高(位置)传感器 1.测试条件
接通点火开关，不起动发动机，分离传感器的可传动 轴旋转该轴。 2.波形分析
车高（位置）传感器的波形
六、温度传感器 1.测试条件
接通点火开关，检测发动机冷态时和暖机时传感器的输 出电压；也可开路检测电阻。 2.波形分析
四、通用示波器的调整方法
1. 通道调整； 2. 周期调整； 3. 电平调整； 4. 幅值调整； 5. 位置调整； 6. 波形的存储和载入。
与通用示波器相同。
按示波器菜单提示选择按键
金德仪器
1.汽车检测 2.示波器 3.辅助功能 4.升级系统
按示波器菜单提示选择按键
汽车维修专用示波器 传感器 空气/燃油 点火系统 电气系统 通用示波器
3）故障诊断(解码)功能
• 具有标准OBDⅠ和标准OBD Ⅱ 通信协议； • 具有大多数原厂通信协议及CAN总线通信协议； • 显示车载电脑内存储的故障、以代码加故障释义； • 清除ECU内存储的故障码；
4）波形分析功能
• 捕捉各种传感器、执行器的动态波形； • 实时显示多种初、次级点火波形；
5）仪表功能
1.金德K81汽车示波器的组成
示波器及其按键
退出键
F1辅助键 电源键
确认键
方向键 F2辅助键 数字键 亮度键
示波器端口
DV12V RS-232 诊 断
电源 串口 测试口
CH2通道
CH3通道
CH1通道
RS-232串口：与PC机串口实现联机； 诊断测试口：与ECU诊断接口联机； CH3通道：可检测发动机转速。
信号类型
直流 交流 频率调制 脉宽调制 串行数据
幅度 √ √ √ √ √
判断依据 频率 外形 脉宽 阵列
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
4.电子波形的识别 （1）波形的峰值
（2）波形的频率
波形的峰值
（3）波形的脉冲宽度
波形的频率
（4）波形的占空比
波形的脉冲宽度
波形的占空比
二、汽车专用示波器简介
汽车示波器的种类较多。现以深圳威宁达公司开发的金 德K81汽车示波器为例进行讲解（示波器功能+解码功能）
直流信号波形
交流信号波形
脉宽调制信号波形
频率调制信号波形
串行数据信号波形
（1）直流信号波形
信号种类
产生信号 的传感器
和装置
模拟信号
冷却液温度传感器 燃油温度传感器 进气温度传感器 节气门位置传感器 EGR压力传感器 叶片式空气流量传感器 热线式空气流量传感器 进气压力传感器