Резистивные датчики, в том числе потенциометрические проверяются по величине сопротивления, напряжения и зачастую по силе тока. Линейные датчики можно проверять по двум характерным точкам. Для нелинейных требуется построения характеристики, для чего необходимо большее количество измерений и чем их больше, тем точнее результат. Результаты сверяются с техническими характеристиками, кроме того, зачастую определяется плавность изменения физических величин. Измерения проводятся с помощью мультиметра. Подключение для проверки сопротивления и напряжения приведены на рис. 3.67.
а) проверка общего сопротивления; б) проверка изменения сопротивления потенциометрического датчика при повороте движка; в) проверка выходного напряжения потенциометрического датчика при повороте движка; R – датчик потенциометрический; U – напряжение, подводимое к датчику.
При проверке потенциометрического датчика наиболее эффективным оказывается применение цифровых запоминающих осциллографов. Проверка производится по напряжению. Для проверки необходимо выводы осциллографа подключить к потенциометру вместо вольтметра, или параллельно ему в соответствии с рисунком 3.67, в.
Проверка датчика положения дроссельной заслонки. Подключение производится с ранее рассмотренными схемами. В соответствии с техническими условиями исправный датчик положения дроссельной заслонки должен выдавать напряжение в диапазоне 0,5…4,5 В в зависимости от положения дроссельной заслонки. Сигнал при повороте дроссельной заслонки должен меняться плавно, без скачков и провалов. На рисунке 3.68 показана осциллограмма, по которой определяется исправность датчика.
Наличие провалов или скачков в выходном напряжении обязательно приводит к неправильной работе системы управления двигателем и ухудшению ездовых характеристик двигателя. Провалы и скачки в выходном сигнале могут иметь длительность несколько миллисекунд и не могут быть обнаружены с помощью обычного вольтметра. Они появляются при износе резистивного слоя или ползунка в потенциометрическом датчике. Датчик положения дроссельной заслонки следует проверять в следующих случаях:
- при получении соответствующих кодов неисправностей;
- при затрудненном пуске, неустойчивой работе или остановках двигателя на холостом ходу;
- при повышенном расходе топлива, детонации, обратной вспышке, задержках, провалах, подергивании двигателя и т. д.
Подобным образом проверяется потенциометрический датчик расхода воздуха. Зависимость сопротивления и напряжения от угла поворота напорного диска потенциометрического датчика расхода воздуха представлены на рис. 3.69.
γ, град – угол поворота движка потенциометра; R, кОм – сопротивление датчика; U, В – напряжение, снимаемое с датчика.
Выходной сигнал исправного датчика массового расхода воздуха независимо от его конструкции (с выходом по напряжению или по частоте) должен линейно меняться с изменением числа оборотов двигателя. Для проверки этого можно использовать мультиметр или осциллограф.
Датчик массового расхода воздуха следует проверять в следующих случаях:
- при получении соответствующих кодов неисправностей;
- при затрудненном пуске или невозможности запуска двигателя;
- при неустойчивой работе или остановках двигателя на холостом ходу;
- при повышенном расходе топлива, обратной вспышке, детонации, неисправностях каталитического нейтрализатора.
Полупроводниковые датчики проверяются по величине сопротивления и напряжения. Результаты сверяются с техническими характеристиками, кроме того, зачастую определяется плавность изменения физических величин. Измерения проводятся с помощью мультиметра. Примером проверки может служить датчик температуры охлаждающей жидкости.
Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости производится с использованием мультиметра в соответствии с рис. 3.70. При использовании осциллографа проверка производится по напряжению в режиме измерения постоянного тока. Для проверки необходимо выводы осциллографа подключить к потенциометру вместо вольтметра, или параллельно ему в соответствии с рисунком 2.28 б.
а) проверка по сопротивлению; б) проверка по напряжению; R – датчик температуры; R1 – добавочный резистор; U – напряжение питания.
При низкой температуре двигателя датчик имеет высокое сопротивление (около 100 кОм при минус 40 °С), а при высокой температуре — низкое (10—30 Ом при 130 °С). Электронный блок управления двигателем подает к датчику через сопротивление определенной величины стабилизированное напряжение 5 В и с помощью делителя измеряет падение напряжения на датчике. Датчик температуры охлаждающей жидкости следует проверять в следующих случаях:
- при обнаружении в регистраторе неисправностей соответствующих кодов;
- при затрудненном пуске, неустойчивой работе или остановках двигателя на холостом ходу;
- при повышенном расходе топлива, детонации или повышенной концентрации СО в отработавших газах;
- при негаснущей контрольной лампе «перегрев двигателя» (если имеется).
Проверка индуктивных, соленоидных и др. моточных датчиков в соответствии с рис. 3.71 производится по величине сопротивления и по величине напряжения (ЭДС) при воздействии возмущающих факторов (вращающийся диск или перемещение ферромагнитного материала) в режиме измерения переменного напряжения.
Проверка с помощью вольтметра и осциллографа проверяется датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик частоты вращения распределительного вала, датчик положения коленчатого вала, датчик частоты вращения колеса, датчик подъема иглы форсунки и другие индукционные датчики. На рис. 3.72 показаны характерные осциллограммы.
Проверка датчика детонации производится по сопротивлению (сопротивление датчика должно стремиться к бесконечности) и по величине напряжения (ЭДС) при воздействии ударных (вибрационных) нагрузок в режиме измерения переменного напряжения. Подключение производится в соответствии с рис. 3.73, вместо вольтметра рекомендуется подключить осциллограф.
а) – проверка датчиков по сопротивлению; б) – проверка по величине напряжения (ЭДС), Cr –датчик детонации, Р – ударная (вибрационная) нагрузка.
Проверка датчика Холла в соответствии с рисунком 3.74 производится только измерением постоянного напряжения на сигнальном выводе при подключенном питании датчика с помощью мультиметра или осциллографа. Обязательно необходимо подать положительный потенциал к сигнальному выводу через резистор смещения R. Подводя или отводя магнитное поле (помещая магнитный экран) к датчику, контролируем уровень напряжения на сигнальном выводе. Результат измерения сравнивается с техническими условиями.
Holl – датчик Холла со встроенной микросхемой — усилителем; R — резистор смещения, U — напряжение питания.
Проверка датчика содержания кислорода производится по величине сопротивления и постоянного напряжения с помощью мультиметра или осциллографа. Используется цифровой мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения с высоким входным сопротивлением. При измерении сопротивления подключение к датчику показано на рисунке 3.75, а. Сопротивление нагревателя R в соответствии с техническими условиями должно стремиться к 0, а сопротивление активного элемента стремиться к бесконечности. Для проверки ЭДС вольтметр или осциллограф подключается в соответствии с рисунком 3.75, б. ЭДС возникает при прогреве активного элемента, для этого при проверке необходимо подать напряжение на нагреватель R. После прогрева ЭДС составляет 0,1 В, что соответствует большому количеству кислорода в пространстве. Для проверки в режиме низкого содержания кислорода необходимо к датчику подвести эталонный газ, при этом ЭДС возрастает до 0,85 В. В случае проверки датчика содержания кислорода в отработавших газах на автомобиле рекомендуется использовать осциллограф.
Двигатель прогревают, система управления должна работать в замкнутом режиме, мультиметр покажет среднее значение напряжения на выходе датчика:
- если датчик не реагирует на изменяющуюся концентрацию кислорода в отработавших газах, на его выходе будет постоянное напряжение примерно 450 мВ. Однако вывод о неисправности датчика делать преждевременно, так как исправный датчик с симметричным выходным сигналом даст выходной сигнал со средним значением напряжения 450…500 мВ;
- показания более 550 мВ означают, что большую часть времени напряжение на выходе датчика высокое, т. е. топливная система подает в двигатель богатую смесь, или датчик закоксован;
- показания менее 350 мВ означают, что большую часть времени напряжение на выходе датчика низкое, т. е. топливная система подает в двигатель бедную смесь. Возможна утечка разрежения во впускном коллекторе, или ограничена подача топлива через засорившиеся фильтр или форсунку. Если используемый мультиметр поддерживает режим определения максимального и минимального значений сигнала, результат будет более информативен.
В заключение следует отметить, что работы по проверке работоспособности датчиков автомобильных электронных систем управления не регламентируются и проводятся в случаях обнаружения соответствующих неисправностей с использованием сканирующих тестеров.
Дополнительно можно посмотреть фильмы 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5