汽车传感器模拟测试仪在汽车故障诊断中的应用

在汽车故障诊断过程中，经常会遇到以下现象：通过对故障现象的分析,我们怀疑可能是某一传感器有故障，但是用解码器、万用表甚至是示波器等检测仪器进行检测，却很难准确判断该传感器是好是坏。所以只有采取互换法，即用一个新的传感器代替，如果故障消失，说明该故障是因传感器引起的；如果故障现象依然存在，说明该故障并不是因传感器而引起。这样不但浪费了时间，同时也因盲目地更换配件而造成经济损失，给客户带来不必要的支出。

汽车传感器模拟测试仪就是模拟汽车电脑的输入信号，代替传感器工作，无须更换传感器，从而准确判断传感器的好坏，减少因盲目更换配件而带来的经济损失。下面以ADD91为例介绍传感器模拟测试仪在汽车故障诊断中的应用。

一、模拟电压信号

实例

车型：捷达王（配备4缸20气门发动机）。

故障现象：启动发动机后，其怠速转速在300～1500 r/min之间摆动。摆动数次之后稳定在正常值，行车过程中则感觉基本正常。

分析：引起怠速游车的原因可能有电控系统异常、进气管漏气等。

检修：用解码器获取故障码，显示空气流量计信号异常。该空气流量计为热丝式空气流量计，检查其线路及插接件，连接情况正常。其插接件为四端子，分别为 12 V电源线、搭铁线、5 V标准电压、信号输出端。从信号输出端测量电压信号为0.03V，启动发动机及加、减速时均为0.03V，即输出电压信号无变化，由此确定空气流量计已损坏。从常规经验分析：空气流量计损坏可能会引起加速不良或油耗增加的症状，但对怠速游车的症状相对影响不大，可能在进气部分存在漏气的地方，但经检查并未发现有漏气之处。检查怠速控制电机及电位计，均未发现异常情况，而且在游车状态下可以看到节气门在怠速电机驱动下进行回馈调节，开空调时怠速提升正常。由此判断怠速控制系统正常。那么故障是不是由错误的空气流量信号引起的呢?于是用传感器模拟测试仪ADD91从流量计信号输出端将怠速时的模拟电压值输入计算机，当输入电压为1.3V左右时，怠速游车现象消失。重新启动发动机，不再出现怠速游车现象。更换空气流量计后，故障排除。


操作方法

1.根据原厂维修手册，获得需要模拟的传感器的标准数值。
2.关闭点火开关，断开传感器的电子连接接头。黑色表笔插到仪器的“OUTPUT—”的插孔，另一端搭铁（使用鳄鱼夹），红色表笔插到“+OUTPUT”插孔，另一端与传感器的输入信号线连接（可以使用万用测试线），如图2所示。
3.旋转功能选择按钮，选择信号模拟功能“output”。按“HZ/DUTY”选择键，进入占空比调整功能，旋转占空比调整旋钮，使占空比为0000，同时频率自动调整到00000。
4.按“SELECT”选择键，进入电压调整模式，将电压值调整到维修手册规定的标准数据。
提示：可以使用解码器数据流的功能，观察传感器的信号变化。
5.打开点火开关（不启动发动机）。
6.改变传感器的模拟信号的数值，通过解码器的数据流功能，观察传感器的数据与模拟信号是否一致，如果一致说明电控系统无故障。启动发动机，根据需要改变模拟信号的数值，如果汽车故障明显消失，说明传感器有故障。

二 0～5V 、20Hz～40kHz的频率信号。

操作方法：

1.根据原厂维修手册，获得需要模拟的频率传感器的标准数值。
2.关闭点火开关，断开传感器的电子连接接头。黑色表笔插到仪器的“OUTPUT—”的插孔，另一端搭铁（可以使用鳄鱼夹），红色表笔插到“+OUTPUT”插孔，另一端与传感器的输入信号线连接（可以使用万用测试线）。
3.旋转功能选择按钮，选择信号模拟功能“output”。按“HZ/DUTY”选择键，进入占空比调整功能，旋转占空比调整旋钮调整占空比为规定数值。然后进入频率调整功能，将频率调整到规定数值。
注意：必须先调整占空比，然后调整频率，如果不知道具体的占空比的标准数值，可以将占空比调整到50%。
4.按“SELECT”选择键，进入电压调整模式，将电压值调整到维修手册规定的标准数据（一般为5V）。
提示：可以使用解码器的数据流的功能，观察传感器的信号变化。
5.打开点火开关（不启动发动机）。
6.改变传感器的模拟信号的数值，通过解码器的数据流功能观察传感器的数据与模拟信号是否一致，如果一致说明电控系统无故障。启动发动机，根据需要改变模拟数值的大小，如果汽车故障明显消失，说明传感器有故障。

三、频率信号模拟功能的应用

频率信号在汽车传感器中应用相当普遍，可产生可变频率信号的传感器和装置有：数字式空气流量计、数位式进气压力传感器、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、里程表等。因此，ADD91在实际应用中可以模拟以上各种传感器，下面以空气流量计为例结合实际案例说明ADD91 的频率模拟功能的具体应用和操作方法。

数字式空气流量计有许多种，它们的外观和内部结构不同，有金属的、塑制的、大的、小的、安装在空气滤清器里的等等。还有热丝式、热膜式、卡门涡旋式等，几乎所有的都是产生变化的频率信号，频率调制信号是很容易用ADD91模拟的。几乎所有的数字式空气流量计随着空气流量的增加，输出信号的频率也增加。流过空气流量计空气越多，信号的脉冲频率也就越高。目前有三种主要的数字式空气流量计，即低频数字式和高频数字式以及变频率及脉冲宽度的卡门涡旋式。

高频数字式空气流量计

高频数字式空气流量计出现在通用汽车3.8L V6型发动机上，它是日立（Hitachi）生产的传感器。此外，高频数字式空气流量计还应用于凌志（Lexue）以及其它汽车中。传感器的脉冲大多数幅值为5V，怠速时频率：2.77kHz。

ADD91 的操作方法
1. 模拟怠速时空气流量计的频率信号：幅值为5V，怠速时频率为2.77kHz。
2. 关闭点火开关，断开空气流量传感器的电子连接接头。
3. 黑色表笔插到仪器的“OUTPUT-”的插孔，另一端搭铁（可以使用鳄鱼夹），红色表笔插到“+OUTPUT”插孔，另一端与传感器的输入信号线连接（可以使用万用测试线）。
4. 旋转功能选择按钮，选择信号模拟功能“output”。
5. 按“HZ/DUTY”s选择键，进入占空比调整功能，旋转占空比调整旋钮，调整占空比为50%。按“HZ/DUTY”后进入频率调整功能，拨频率钮将频率调整到2.77kHz。
注意：必须先调整占空比，然后调整频率，如果不知道具体的占空比的标准数值，可以将占空比调整到50%。
6. 整到5V。[page]

提示：可以使用解码器的数据流的功能，观察传感器的信号变化
7. 打开点火开关（不启动发动机）。
8. 改变传感器的模拟信号的数值，通过解码器的数据流功能，观察传感器的数据与模拟信号是否一致，如果一致说明电控系统无故障。
9. 启动发动机，观察发动机的怠速情况，根据需要改变模拟数值的大小，如果汽车故障明显消失，说明传感器有故障。

低频数字式空气流量计

低频数字式空气流量计出现在1980年代中期的通用汽车以及其发动机系统中，通常它的空气流量计会产生低速频率信号。幅值为５V频率为10～150Hz。

模拟方法与高频数字式空气流量计相同

一些卡门涡旋式空气流量计经常安装在空气滤清器总成里，它们在数字式空气流量计中是一个例外，随着空气流量的变化不仅脉冲频率变化，而且脉冲宽度也变化。如果你遇上这种空气流量计，不必担忧。它可能工作很正常，加速时如果这些空气流量计工作正常，它的脉冲宽度将有次序、有规律地变化。这将给控制计算机提供异步加浓或额外喷射脉冲信号，用以改善加速性能。该传感器可以通过改变占空比进行模拟。

模拟频率信号

故障现象：桑塔纳2000GLi轿车里程表不动。

故障检修：此车里程表的传感器为霍尔式三线制传感器，其信号形式为直流脉冲频率式。找到传感器，拔下插头，先测量供电回路：一线为12V，另一线为地，剩余一线为信号线。用ADD91信号模拟仪的红表笔接信号线插脚，黑表笔接地，打开点火开关，人为地输入脉冲频率信号30Hz，此时里程表启动。当频率加到l00Hz以上时，表针指示满量程。这说明，从插头到线路再到表均正常，问题只有传感器。

再用ADD91频率档测量传感器：插上插头，将车提起（车轮离地），挂挡运转，从传感器信号在线没有测出信号频率，进一步证明传感器故障。拆下传感器，传动齿轮完好，说明电路有故障，只有更换传感器问题才能解决。撬开传感器插脚上盖，发现圆形电路板的三个插脚焊点全部断裂松脱，重新焊牢后装复试车，里程表工作一切正常。此故障点是此种车的故障多处。