目前,在汽车维修领域,大多使用数字式多功能汽车万用表,它是在数字式万用表原有功能的基础上,添加了模拟转换模块(简称转换模块),具备传感器信号模拟和驱动执行器的功能。它除具有一般万用表的通断性、电压、电流、电阻测试功能之外,还具有信号频率测量、发动机转速测量、脉宽测量、温度测量、占空比测量等汽车电路检测的实用功能,是汽车电工必备的工具。 1.汽车万用表汽车万用表的型号较多,表面的设计和布置也各不相同,但其结构大致相同。主要由数字及模拟量显示屏、功能按钮、测试项目选择开关、温度测量插孔、公用插孔(用于测量电压、电阻、频率、闭合角、频宽比和转速等)、搭铁插孔、电流测量插孔等构成。数字式万用表面板上的符号及含义见表1-1,数字式万用表上的外文字母含义见表1-2。
2.汽车万用表在故障维修中的应用汽车万用表在故障维修中的应用主要有下列几个方面。
(1)温度检测。测试该项目时应将功能选择开关置于温度(Temp)挡,按下功能按钮(℃/F),将黑线搭铁,探针线插头端插入汽车万用表温度测量插孔,探针线插头端接触被测物体,显示屏即显示被测物体的温度。
(2)信号频率检测。首先将测试项目选择开关置于频率(Freq)挡,黑线(自汽车万用表搭铁插孔引出)搭铁,红线(自汽车万用表公用插孔引出)接被测信号线,显示屏即显示被测信号的频率。
汽车上产生可变频率的传感器主要有数字式空气流量计、数字式进气压力传感器、光敏式车速传感器(VSS)、光敏式曲轴位置传感器(CKP)、光敏式凸轮轴位置传感器(CMP)、霍尔式车速传感器(VSS)、霍尔式曲轴位置传感器(CKP)和霍尔式凸轮轴位置传感器(CMP)等。
频宽比检测时,应将测试项目选择开关置于频宽比( Duty Cycle)挡,红线接电路信号,黑线搭铁,发动机运转,显示屏即显示脉冲信号的频宽比。
(3)点火线圈初级电路闭合角测量。将测试项目选择开关置于闭合角(Dwell)挡,黑线搭铁,红线接点火线圈负接线柱,发动机运转,显示屏即显示点火线圈初步电路的闭合角。
(4)起动机启动电流测量。首先将测试项目选择开关置于400mV挡(即用测量电流传感器电压的方法来测量起动机的启动电流),把霍尔式电流传感夹夹到蓄电池线上,其引线插头插入电流测量插孔,按下最小/最大功能按钮,然后拆下点火高压线,用起动机转动曲轴2~3s,显示屏即显示起动机的启动电流值。
(5)发动机转速检测。将测试项目选择开关置于转速(RPM)挡,转速测量专用插头插入搭铁插孔与公用插孔中,感应式转速传感器(汽车万用表附件)夹在某一缸高压点火线上,在发动机工作时,显示屏即显示发动机的转速。
(6)利用汽车万用表检测电控系统故障时。首先检查熔丝、易熔线和接线端子的状况,在排除这些地方的故障后再用汽车万用表进行检查。除在测试过程中特殊指明者外,不能用指针式万用表测试电控单元(ECU)和传感器,而应使用高阻抗数字式万用表,万用表内阻应不低于10kΩ。
(7)线路断路或短路故障检测。在检査线路断路故障时,应先脱开ECU和相应传感器的插接器,然后测量插接器相应端子间的电阻,以确定是否有断路或接触不良故障;检查线路搭铁短路故障时,应拆开线路两端的插接器,然后测量插接器被测端子与车身(搭铁)之间的电阻值。电阻值大于1MΩ为正常。
(8)集成电路的检测。用万用表检测TTL集成电路好坏的方法如下。
①首先要熟悉集成电路的内部结构原理,然后采用由后向前逐级检查的方法,分析其故障产生的原因。用500型万用表R×1k挡检查TTL集成电路的数据见表1-3,它是用万用表判别TTL集成电路好坏的一种实用方法。
②电压测量判断法。对有可疑的集成电路,测量其引脚电压,将测量的结果与已知道或经验数据进行比较,进而判断出故障范围。
③信号检查法。利用示波器及信号源,检查电路各级的输入和输出信号。对于数字集成电路,主要是通过信号来查清它们的逻辑关系。可疑级一般发生在正常与不正常信号电压的两测试点之间的那一级。
(9)用万用表在线检测集成电路的直流电阻。用万用表测量各引脚的内部等效直流电阻来判断其好坏,若各引脚的内部等效直流电阻与标准值相符,则说明这块集成电路是正常的;反之,若与标准值相差过大,则说明集成电路内部损坏。
因为集成电路内部有晶体三极管与二极管等非线路性元件,所以在测量时必须互换表笔检测,以获得正、反向两个阻值。只有当内部等效直流电阻正、反向阻值都符合标准,才能断定该集成电路完好。在电路中测得的集成电路某引脚与搭铁脚之间的直流电阻(在线电阻),实际是内部电阻与外部电阻并联后的总等效直流电阻。
(10)用万用表在线检测集成电路的电压。在线测量电压是用万用表检测集成电路各引脚对地交、直流电压。
①检测直流电压。在通电情况下,检测集成电路各引脚对地直流电压值,并与正常值相比较,若电压与标准值不符,可断开引脚连线测接线端电压,以判断电压变化是外围元件引起的,还是集成电路内部引起的。也可以用万用表欧姆挡,直接在电路板上测量集成电路各引脚和外围元件的正、反向直流电阻,并与正常数据相比较,来发现和确定故障。
②检测交流电压。对于一些工作频率比较低的集成电路,为了掌握其交流信号的变化情况,可用带有"dB"插孔的万用表对集成电路的交流工作电压进行近似测量。检测时,万用表置于交流电压挡,红表笔插入“dB”插孔。若无“dB”插孔,可在红表笔上串接个0.1~0.5μF的隔直电容器。
用数字式万用表检测交流电压时要把万用表挡位拨到交流挡,然后检测引脚对电路(对地)的交流电压。如果电压异常,则可断开引脚连线测接线端电压,以判断电压变化是由外围元件引起的,还是由集成电路内部引起的。
3.使用数字式万用表应注意事项①数字式万用表适宜在(23±5)℃、相对湿度<80%的环境中工作,实际使用环境应该控制在0~40℃,相对湿度<85%的范围内。禁止在高温、高湿、严寒、多尘以及阳光直射的环境下使用数字式万用表,以防液晶显示器损坏和集成电路及印制电路板漏电。如果液晶显示模糊或者字体残缺不全(例如“8”字显示成“3”),可能是环境温度过低的缘故只要将万用表移到暖和的地方就会恢复正常显示。
②使用数字式万用表之前,应当熟悉控制面板上的符号及其含义。然后检查线路的熔丝和接线端子的状况,是否断路或者接触不良。在排除这些地方的故障之后,再用数字式万用表正式进行测量。
测量时,可以在垂直方向和水平方向轻轻摇动导线,保证插头与插座、表笔与被测点之间接触良好,以提高准确性。如果线路接触不良,将产生额外电阻,这部分电阻就要消耗电压,产生电压降。另外,测量时人手不得碰触表笔的金属端或者被测物体,以免人体的电阻影响测量的结果。
③要保持表笔、导线的完好和清洁。凡是导线绝缘部分破损、表笔锈蚀或者弯曲,都要子以更换;表笔从蓄电池的接线柱上粘到了脏的氧化物,必须予以清除。检查数字式万用表导线是否完好的简便方法是:选择“电阻”挡,然后将两根表笔短接,此时表上的电阻读数应该为0,如果读数大于0,说明存在额外的电阻。如果不进行调整,该阻值会加到所测得的读数上,因而会影响测试的准确性。
④量程应该选择最接近的那一挡。万用表测量电压、电流和电阻都有不同的量程范围可供选择,所选择的量程越接近实际,测量出来的数值越精确。
⑤如果被测线路太长,或者线路深藏在汽车的某个装置之下,可以采用“对半开”的办法,在中间适当的位置找一个高阻抗的插头作为分界点,把长线路一分为二,再用数字式万用表对这两段分别进行测量。
⑥测量电阻时应当断开电源(包括可疑电路的电源),严禁在被测线路带电的情况下测量电阻,以免烧坏万用表,这样也可以防止出现错误读数。不允许用电阻挡测量蓄电池内阻。因为这样相当于电阻测量电路外加了一个电压,测量结果完全失去意义,而且还有可能损坏万用表。为了避免动态测量线路电阻时造成数字式万用表损坏,可以通过测量线路的"电压降”,然后运用公式R=U/I计算,间接测量线路的电阻。
⑦测量电压应注意事项a.根据电压的性质,选择“交流电”挡或者“直流电”挡。
b.估计电源电压的高低,选择合适的电压量程挡位。
c.红表笔接触被测的电子器件,黑表笔搭铁(即必须并联),然后观察万用表上的显示值,并与正常值对比,以确定电压是否正常。
d.测量电控系统的电压时,点火开关应该接通(ON位),蓄电池电压不低于11V。
⑧绝不可使用万用表测量安全气囊(SRS)系统的传爆管,因为万用表带有电源,即使微弱的外加电流也可能点燃传爆管而造成重大伤害。
⑨电路中的二极管和固态部件可能导致数字式万用表显示出虚假读数。为了判断部件是否对测量结果有影响,可以先获得一个读数,然后将万用表的两根表笔调换,再获得第二个读数。如果这两个读数不相同,说明固态部件影响了万用表的测量结果。
10.数字式万用表使用完毕,应该将量程开关转至最高交流电压挡,然后关闭电源,防止下次误操作而损坏数字式万用表。
11.表内的电池(9V)最好每半年更换一次。虽然数字式万用表的电池能够使用较长时间(碱性电池的使用寿命一般为500h),但是检测精度会随着电池电量的消耗而下降。如果数字式万用表的电量指示灯已经亮了很长时间,还一直在使用,所测得的数据可能不准确。
