發布日期：2022-10-09 點擊率：4124
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我們在進行汽車維修的過程中，示波器是非常有用的，尤其是在進行免拆診斷、疑難故障分析、總線診斷的時候，更是不可或缺。與其它的診斷工具（如診斷電腦、試燈、萬用表等）結合使用，更是可以起到事半功倍的效果。
在前面兩期推文中，為大家講解了示波器的相關概念、示波器的連接與波形的調整，相信大家都已經會使用示波器了。
這一期將為大家講解汽車上常見傳感器的波形是什么樣的，我們應當如何去分析、判斷。
在開始之前，我們先回顧前面的一個知識點：
在第一篇關于波形介紹的文章里面，給大家說過電子信號的判斷依據有：幅值、頻率、形狀、脈沖寬度與陣列5個判斷依據。
PS：
1、信號波形的形狀不應有中斷、雜波、毛刺等異常現象。
2、我們還可以對照多個傳感器/執行器，看波形形狀是否一致（如噴油、點火等），來判斷某個傳感器/執行器是否出現老化、不良的情況。
好了，我們現在回到今天的主題內容：
1轉速傳感器
汽車上的轉速類傳感器很多，如曲軸位置、凸輪軸位置、車速、輪速傳感器等等。
但是他們主要就是兩種類型，電磁式與霍爾式。（光電式已基本不使用，這里不再做講解）
在分析一個波形的時候，我們要想知道它這個波形應該是什么樣的，那我們首先就要對他們的工作原理有一定的了解。
（這里僅簡單介紹一下工作原理，不清楚的可查閱之前的文章了解）
1電磁式
工作原理：
它有兩線/三線之分（三線的帶屏蔽線），它產生的是正弦波形，是交流信號。其波形頻率、幅值大小與轉速有關。
實車波形：
上圖中的為電磁式曲軸位置傳感器的信號，我們知道，因為要判斷一缸上止點的位置，在信號盤上就有一個缺齒，因此在波形上它也有一個缺齒信號。
波形分析：
我們在分析這種波形時，因為其是交流信號，所以我們需要看其頻率、幅值、形狀是否一致。如下圖，就是兩個有故障的波形
2霍爾式
工作原理：
它有三根線，一根電源（5V或12V）、一根搭鐵還有一根是信號線，它產生的信號是方波信號。其波形頻率與轉速有關，占空比、幅值不變。
實車波形：
上圖為霍爾式曲軸位置傳感器的信號，同樣的，他有缺齒信號，來確定曲軸的具體位置。
波形分析：
我們在分析的時候，不要看到有多個缺齒信號就認為它的信號盤缺齒了，在有些車型上面，信號盤本身就是有多個缺齒的，因此在不是特別了解之前不要直接下定論。
這個波形，因為它是頻率調制信號，同樣的我們應當從它的幅值、形狀以及頻率上面去分析。
如出現幅值不一、占空比不同、頻率不同、有雜波、缺齒信號等等，都說明當前傳感器或信號輪存在故障。
2位置傳感器
汽車上位置傳感器主要有節氣門位置傳感器、油門踏板位置傳感器、燃油油位傳感器、EGR位置傳感器等等。
這里以節氣門位置傳感器為例進行講解：
工作原理：
根據車型不同，節氣門位置傳感器的線數也不同，主要分內部一個位置傳感器與兩個位置傳感器，現在的車型，基本上都是兩個。下圖為三線式節氣門位置傳感器為例：
它的三根線分別是電源、搭鐵與信號線。信號電壓的大小，取決于滑臂的位置（即節氣門的開度）。
當節氣門轉運時，帶動節氣門位置傳感器上（可變電阻器）的滑動臂旋轉，它的信號電壓也就隨著節氣門的旋轉而發生改變。
從上圖中我們可以看到，兩個節氣門位置傳感器的，他們共電源，共搭鐵，然后有兩個節氣門位置傳感器信號給到ECU。
實車波形：
在測量波形時，我們可以緩踩油門至全開，然后保持1~2秒，然后再松開油門。
波形分析：
這個電壓信號屬于直流信號，其信號電壓根據節氣門開度而變化（可著車踩油門，不推薦手推節氣門閥板），在分析的時候主要根據它的幅值來進行分析。
其信號波形，在緩踩油門踏板時，應無中斷、突變等不正常的現象。
另外，我們還可以通過他們的特性，對車上同部位另外的傳感器進行對比的方式來進行分析，如下圖：
我們可以看到，該節氣門位置傳感器TPS1與TPS2之間的信號電壓增長是相反的；通過示波器自帶的邏輯運算功能，我們可以看到兩個位置傳感器的電壓之和為5V（粉色線）左右。這是他們的一個特性，所以我們在分析的時候，還可以參照他們的特性來進行分析。
對于這種有兩個或多個傳感器的，他們之間的關系我們要有所了解，如下圖中，油門踏板位置傳感器1與油門踏板位置傳感器2之間的電壓，基本上是兩倍的關系。（不同車型該特性也可能不同）
3溫度傳感器
汽車上的溫度傳感器主要有水溫傳感器、進氣溫度傳感器、油溫傳感器等等
工作原理：
我們都知道水溫傳感器是一個負溫度系數的熱敏電阻（即溫度越高其本身的電阻越低），它的電源線就是信號線（電源內部有一個監測電阻，相當于監測兩個電阻之間的電壓）。三線的水溫傳感器，為兩個溫度傳感器并在一起的。
實車波形：
上圖為水溫傳感器的信號波形。
波形分析：
它的信號電壓同樣是直流電壓，除了分析他們的幅值以外，我們更多的還是要借助傳感器的特性，對其進行加熱，冷卻，看信號波形是否會發生相應的變化。
4壓力傳感器
汽車上的壓力傳感器主要有進氣壓力傳感器、燃油壓力傳感器、機油壓力傳感器等等。
工作原理：
進氣壓力傳感器主要有壓敏電阻式與電容式兩種，這里以壓敏電阻式來舉例
如圖，應變電阻R1~R4組成的惠斯頓電橋與硅膜片連在一起，當進氣歧管壓力發生改變時，硅膜片發生變形，絕對壓力越高，硅膜片變形越大，電阻R的阻值變化也越大，即把硅膜片的機械變化轉變成了電信號，由集成電路放大以后輸送給ECU，ECU再根據輸出的信號電壓大小來確定當前進氣歧管內的壓力。
實車波形：
同樣的，我們在測量該波形時，需要進行加速、減速的操作。
波形分析：
它的信號電壓同樣的是直流電壓信號，我們在分析時可以看到：
1、怠速時，基本在1.3V左右；
2、急加速時波形垂直上升說明 傳感器靈敏度好；
3、急加速時波形掉到1V以下，越接近0V說明發動機的真空度越好；
5流量傳感器
汽車上的流量傳感器，主要就是空氣流量傳感器。
工作原理：
在之前的文章中，我們說過空氣流量計主要有翼片式、熱線/熱膜式、卡門渦旋式等等。他們都是根據進氣量的多少，輸出一個（空氣流量）電壓信號給ECU，
實車波形：
同樣的，我們需要測怠速、急加速與緩加速的波形，它是直流電壓信號。
波形分析：
在測試時，信號應無中斷、突變等不正常現象
如果是數字信號的空流計，他們輸出的信號波形如下，是頻率調制信號。頻率與車型、車輛狀態有關（如別克英朗，怠速時1000Hz，油門踩到底4000Hz左右）
6其余傳感器1爆震傳感器
工作原理：
當發動機振動時，爆震傳感器內部的振蕩片發生振動，振動產生的力作用在壓電元件上，壓電元件再將壓力信號轉換成電壓信號輸送給ECU。
實車波形：
波形分析：
我們可以看到，它的信號是一個交流電壓信號，振動越大，電壓峰值越大，頻率也越高。因為該傳感器極難損壞，所以我們在測量的時候，一般只需要去看其是否有信號輸出即可。
2氧傳感器
工作原理：
氧傳感器的種類也很多，這里以四線氧化鋯式氧傳感器為例，因為氧傳感器在沒有達到特定溫度（300℃以上）時，信號會不準確，因此它內部有加熱絲，使氧傳感器達到快速升溫的目的。
另外，氧傳感器通過監測內外氧含量，會自己產生一個電壓。
實車波形：
波形分析：
1、氧傳感器的正常范圍大約是0.1~0.9V之間變化（用久以后，氧傳感器靈敏度會降低，電壓會往中間靠，如0.2~0.8V之間變化）
2、尾氣中氧含量越低，電壓越高，氧含量越高，電壓越低（偏高代表混合氣濃；偏低代表混合氣稀）
3、其變化次數，在10S內應不小于8次
另外，我們還可以通過對前后氧傳感器的波形進行一個對比，來判斷三元催化器是否正常。
講了這么多，總的來說，大家要想達到能夠通過波形快速的確定故障，除了通過幅值、頻率、脈沖寬度、形狀、陣列來進行分析以外。還要熟知傳感器的工作原理、信號類型，并根據需要通過模擬或操作對應零部件的工作，來查看波形的變化情況。
相信大家在進行波形分析故障的時候，都想有標準波形進行參考。
小編這里把我修車過程中的一個經驗告訴大家，就是在平時修車的時候，多讀取并記錄各車型傳感器的正確波形，然后分析、理解。
除了在日后做對比之外，還可以為之后的分析打下一個堅實的基礎。
今天的內容到這里就告一段落了，在下一期的推文中，再為大家帶來執行器與總線的相關知識內容。
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如今汽車已經成為人們生活的必須品了，而且現在汽車在我國的保有量也是非常龐大的，那么自然現在對于汽車當中的一些知識點也成為了一大熱門，那么今天小編就來給大家針對
霍爾傳感器的波形是什么
來進行一個介紹以便大家能夠更了解到汽車相關的一些知識。
霍爾傳感器的波形是方波形。霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。霍爾效應是磁電效應的一種。這一現象是霍爾于1879年在研究金屬的導電機構時發現的。
根據霍爾效應，人們用半導體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結構簡單、體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術等領域得到廣泛的應用。
霍爾優點：
1、霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對瞬態峰值的測量。副邊電流忠實地反映原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的，它一般只適用于測量50Hz正弦波。
2、原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離，隔離電壓可達9600Vrms。
3、精度高：在工作溫度區內精度優于1%，該精度適合于任何波形的測量。
4、線性度好：優于0.1%。
5、寬帶寬：高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs；但是，電壓傳感器帶寬較窄，一般在15kHz以內，6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS，帶寬約700Hz。
6、測量范圍：霍爾傳感器為系列產品，電流測量可達50KA，電壓測量可達6400V。
（圖/文/攝： 凌秀芳）
車輪轉速傳感器用于測定汽車車輪轉速。通過線束將車輪轉速信號傳輸至汽車上的ABS電控單元，ASR電控單元或ESP電控單元。電控單元分別控制防抱死（配備ABS）或防止車輪空轉（配備ASR或ESP），并保證汽車行駛的穩定性）和可操作性。導航系統同樣需要車輪轉速信號，以計算汽車的行駛路程（例如在隧道中或沒有衛星信號時）。
車速傳感器主要有這幾類：磁電式；霍爾式；磁阻式；光電式（基本上已經淘汰 后面不做詳述）；如果按照有源無源來分類的話，可以分無源——磁電式。有源——霍爾式和磁阻式（先進的制動系統無一例外的常用有源車速傳感器）。磁電式和霍爾式相信很多技師朋友都很熟悉，現有的資料書里關于這兩個類型的車速傳感器有大段的描述，所以這篇文章會重點分析磁阻式車速傳感器。
磁電式車速傳感器：1)其工作的原理就是一個小的發電機，所以無需ECU供電；2）結構簡單，傳感器主要部分就是線圈加上永磁鐵，相對霍爾傳感器，成本比較低；3）磁盤和傳感器之間的按照間隙，沒有霍爾傳感器要求高；
圖標4：永久磁鐵；圖標5：線圈。
在發電機啟動階段，磁電式車速傳感器輸出的交變電壓只有0.2v~1v（100r/min~200r/min）;但在高速情況下（5000r/min~6000r/min）,切割磁感應線的速度加快，輸出的電壓可以達90v(注意示波器和探頭調到x10)。總之：其輸出的信號電壓幅值和頻率和轉速成正比。
霍爾式車速傳感器：（1）結構簡單；（2）工作可靠 ；（3）抗干擾能力強（數字信號）。
圖標4永久磁鐵；圖標5霍爾元件
霍爾車速傳感器中裝有霍爾芯片和永久磁鐵，霍爾元件位于被測齒盤和永久磁鐵之間，能夠檢測齒經過傳感器時引起的磁通量的變化。霍爾元件的輸出經過放大，滯回比較后，由三極管的集電極開路（OC）輸送給ECU，在ECU一側需要將其輸出通過電阻上拉到電源。總之：其輸出的信號電壓幅值不隨轉速變化（0v~5v）；其頻率和轉速成正比.
（圖12-4-4）這種有源的磁阻式車速傳感器，它的脈沖輪是一個多極磁環。它是環形的放在非磁性金屬支架上的磁極交替塑料元件。北極N和南極S充當脈沖輪的齒和齒隙。轉速傳感器的芯片受磁環上不斷交替的磁場的變化。在車輪轉動時（多極磁環轉動），傳感器上的芯片上的磁通密度不斷變化。
這種有源傳感器的典型特征是將Hall測量元件，信號放大器和信號處理電路集成在一個芯片上。轉速信號是以矩形脈沖形式記憶電流傳輸的，電流脈沖信號與車輪轉速成正比，并可以檢測出幾乎靜止狀態下的車輪轉速。
這種傳感器的供電電壓為4.5v~40v.輸出的矩形電流信號幅值為低電平7ma,高電平14ma（高分辨率電流鉗）.用示波器看到的是和霍爾車速傳感器一樣的方波信號，低電平0.6v,高電平1.2v左右。（原始的正弦信號經過轉換輸出為數字信號）
霍爾傳感器的波形是方波形。霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。霍爾效應是磁電效應的一種。這一現象是霍爾于1879年在研究金屬的導電機構時發現的。
根據霍爾效應，人們用半導體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結構簡單、體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術等領域得到廣泛的應用。
霍爾優點：
1、 霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對瞬態峰值的測量。副邊電流忠實地反映原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的，它一般只適用于測量50Hz正弦波。
2、 原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離，隔離電壓可達9600Vrms。
3、精度高：在工作溫度區內精度優于1%，該精度適合于任何波形的測量。
4、線性度好：優于0.1%。
5、寬帶寬：高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs；但是，電壓傳感器帶寬較窄，一般在15kHz以內，6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS，帶寬約700Hz。
6、測量范圍：霍爾傳感器為系列產品，電流測量可達50KA，電壓測量可達6400V。
（圖/文/攝：太平洋汽車網 凌秀芳）
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