示波器是一种可以精确捕捉线路中的信号变化,并以坐标图显示出来,这是万用表无法做到的。早期的示波器是模拟示波器,现在我们用的都是数字示波器。下图所示为一个双通道的手持式数字示波器。双通道就是指可以同时测量两个信号。示波器在选择上根据其带宽和功能不同,价格差别还是很大的。对于汽车维修从业者来说,不需要太高端的示波器,一般带宽20MHz就足够用了,功能也不需要太多。除了这种手持式数字示波器,还有一种虚拟示波器(下图)。一般一个双通道的虚拟示波器价格也就在300左右的样子,它的缺点是需要使用电脑的显示器作为示波器的显示屏,但电脑的显示器大,所以看的波形是比较全的。使用示波器实际上分为两个阶段:第一个阶段是要学会调整示波器,让电路中的信号变化能准确地显示在示波器上;第二个阶段是要学习各种传感器的原理,知道它是怎么工作的,以及输出的信号是什么样的,这样捕捉到的波形才有意义,才能将当前捕捉的波形和实际传感器应该输出的波形进行对比,从而找到故障。这里介绍一下如何让示波器准确地显示波形。示波器的表笔与万用表不一样,它是一个通道一个表笔。一个表笔上面有一个夹子和一个钩子,夹子需要夹在参考地上。什么是参考地呢?例如你要测蓄电池电压,那么负极就是参考地。正极电压多少伏就是对这个参考地说的。同样的道理,测一个进气压力信号,那么这个进气压力信号的电压是指与信号负极之间的电压,所以参考地就接信号负极。在表笔上面有“X10” “X1”的标记,称为衰减。例如被测信号电压最高100V,选择“X10”后,示波器显示的电压要在“X10”来看,“X1”就是不衰减。根据功能不同,示波器的界面也有很大区别。以汉泰的虚拟示波器来认识一下示波器的界面(图a~图d)。
在图a中黑色的区域是波形显示区域。区域中横线代表时间,竖线代表电压。左边两个小箭头一个黄色的一个绿色的代表两个通道。你接哪一个通道哪一个小箭头后面就会显示波形。除了常见的调整选择,还有一些示波器会有交直流信号切换,在使用时要根据被测信号来切换交直流输入方式。在讲解秒/格的调整之前我们先考虑一件事,如果让你拿一把尺子去量一个办公桌的高度,你会选择什么样的尺子呢?100m的尺子?还是10cm的尺子?或者是2m的尺子?当然根据常识,我们会选择最接近桌子高度的尺子。那么在秒/格调整这里也是一样的道理,如果被测信号的一个周期是10μs。那么调整每一个格子的时间就应该在10μs左右,这样一个格子才能显示一个周期的波形。如果不这样调整,例如选择1ms,那么1ms内有多少个周期呢?很显然一个周期是10μs,那么1ms内就是100个周期。试问在一个格子内能显示100个周期吗?答案是否定的。所以在调整秒/格时,如果事先知道被测信号的大致频率,就有选择地去调整秒/格。如果不知道被测信号的频率,那么接上信号源后观察示波器的波形是密还是稀。如果太密了,说明在一个格子里显示了很多周期,那么就要把时间调小;如果特别稀,甚至看不到一个完整的波形,则说明时间要往大调。注意时间单位秒(s)、毫秒(ms)、微秒(μs)、纳秒(ns)的关系:如同使用万用表测电压一样,如果使用2V的挡位去测量12V电压,结果肯定是测不出来。如果用600V挡位去测量0.1V的电压,估计不会显示。所以需要选择合适的挡位去测量。示波器的纵轴代表电压,如下图所示,把通道1的每格调整为1V,那么以基准值T为0V往上依次数格子就是1V、2V、3V。在调整示波器时,如果伏/格调整得过大,导致的结果是波形显示特别矮,不便于观察。如果伏/格调整得过小,导致的结果可能是一个显示屏还不够显示的。所以我们需要调整伏/格,使波形正确地显示在显示屏上。通过上面的学习我们基本学会了如何使用示波器捕捉电路中的波形,这是我们使用示波器诊断故障的第一步。先学会调整波形使其正确地显示出来,再学习每个传感器的原理和信号类别,才能真正地学会如何使用示波器来诊断汽车的故障。