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1.4 常用的检测仪器与基本检测技术

(1)万用电表

万用表基本功能是测量电压、电流、电阻。图1-49~图1-51所示为其测量原理。

图1-49 测交、直流电压原理

图1-50 直流电流挡

图1-51 电阻挡

常用的MF47型万用表的功能见表1-3。

表1-3 MF47型万用表的功能

万用表又叫作三用表、多用表。它集多种仪表的功能于一身,以其用途广泛、价格低廉、普及率高而著称,为最常用的一种电工测量仪表。它的基本功能是测量交流电压、直流电流、直流电压、电阻和电平,一些新型的万用表还可测电容、电感以及晶体管的参数。

万用表按照其显示方式分为模拟式(指针式)与数字式两大类,目前仍以模拟式为多。万用电表类型虽多,但其基本原理与使用方法相同。

1)表盘上符号的含义(表1-4)

表1-4 表盘上符号的含义

2)使用方法

①使用前准备

a.检查机械零点。如果不指于零,可调节机械调零旋钮,使指针指于零。

b.红表笔插在“+”插孔,黑表笔插在“-”插孔。

②测量直流电压

a.转换开关旋至“V”挡位,正确选择量程,所选量程应大于被测电压,如果不知被测电压大小时,则应先以最大量程试测,然后逐次旋到适当量程上(使指针接近满刻度或大于满刻度为宜)。

b.万用表并接于被测电路,且注意极性,如图1-52所示,即红表笔接高电位端,黑表笔接低电位端。

图1-52 直流电压测量

c.正确读数。在标有“-”或者“DC”符号的刻度线上读取数据。

③测量交流电压

a.转换开关旋至“”挡位,正确选择量程,其方法和测直流电压相同。

b.万用表并接于被测电路,无极性之分。

c.正确读数。在标有“~”或者“AC”符号的刻度线上读取数据。

④测量直流电流

a.转换开关旋至“mA”挡位,正确选择量程,方法和测量交直流电压时相同。

b.万用表串接在被测电路中,并注意极性,如图1-53所示,即应使电流从红表笔端流入,由黑表笔端流出。

图1-53 直流电流的测量

c.正确读数。在标有符号“-”或者“DC”的刻度线上读取读数。

⑤测量电阻

a.转换开关旋至“Ω”挡位,正确选择量程,也就是尽量使指针指在刻度线的中间部分。如果不知被测电阻大小时,可选择高挡位试测一下,然后选取合适的挡位。

b.调节零点。短接两表笔,调节“Ω”调零旋钮,使指针指在0Ω刻线上。在每次换挡后必须调零。

c.测量。将表笔接在被测电阻两端。

d.正确读数。在标有“Ω”符号的刻度线上读取的数据再与转换开关所在挡位的倍率相乘。即被测电阻值=刻度线示数×倍率。

⑥使用万用表注意事项 万用电表若使用不当,不但影响测量精度,还有可能损坏仪表。为此,必须注意以下事项。

a.不允许带电测量电阻。

b.绝不可误用“Ω”挡或者“mA”挡测量电压。

c.读数时视线应与表盘垂直,视线、指针以及刻度应在一直线上,以提高读数的准确度。

d.正确使用有效数字,应读到估计值位。

e.为防止因操作粗心、选挡不当而损坏仪表,通常在万用表用毕之后,应将转换开关旋至交流电压挡的最大量程上。

f.万用表长期不用时应把内部电池取出,以避免电池变质渗液,使仪表损坏。

g.在利用万用表测量高压时,首先要改用专测高压的绝缘棒及引线,测量时,黑色表笔预先接地或接被测一端,用单手将红表笔接高压测量点,以保证人身安全。

(2)数字式万用表

广泛采用新技术及新工艺并由大规模集成电路构成的数字仪表是近十几年来发展起来的一种新型仪表,它具有灵敏度高、测量精度高、速度快及数字显示等特点。进入20世纪80年代后,新型袖珍式数字万用表迅速得到普及,特别是现代汽车电器普遍应用微机作中央控制系统。所以,除在测试过程中特殊指明者外,不能用指针式欧姆表测试微机和传感器,以免微机或传感器受损,一般应使用高阻抗的数字式万用表(内阻在10MΩ以上)。

①数字式万用表的特点

a.数字式万用表由功能选择开关将各种输入信号分别通过相应的功能变换,变成直流电压,再经A/D转换器直接通过数字显示被测量的大小,其分辨率大大提高。

b.数字式万用表电压挡的内阻比普通万用表高得多,所以精度高、功耗小。数字式万用表具有较为完善的过流、过压保护电路,过载能力强。

c.数字式万用表插入“+”插孔的红表笔在测电阻挡时为高电位端,这一点与普遍万用表完全相反,在使用中必须十分注意。

数字式万用表的显示位数通常为4~8位,如果最高位不能显示0~9的所有数字,叫作“半位”,写成“”位。例如,袖珍式数字万用表共有4个显示单元,习惯上叫三位半数字万用表。因为采用了数显技术,所以测量结果一目了然。

位袖珍式数字万用表及指针式万用表的主要性能比较见表1-5。

表1-5 位袖珍式数字万用表与指针式万用表的主要性能比较

下面以DT-890型数字万用表为例,来说明数字万用表的性能及使用方法。

②DT-890型数字万用表外形结构 图1-54所示为DT-890型数字万用表的面板,该表前后面板主要包括,电源开关、液晶显示器、量程选择开关hFE插口、输入插孔及在后盖板下的电池盒。

图1-54 4DT-890型数字万用表的面板

1—LCD显示器;2—电源开关;3—电容插孔;4—测电容零点调节器;5—输入插孔;6—量程选择开关;7—hFE插孔

液晶显示器采用FE型大字号LCD显示器,最大显示值是1999或-1999,仪表具有自动调零和自动显示极性功能,也就是如果被测电压或电流的极性错了,不必改换表笔接线,而在显示值前面出现负号“-”,即此时红表笔接低电位,黑表笔接高电位。

当叠层电池的电压<7V时,显示屏的左上方显示低电压指示符号“LOBAT”,当超量程时显示“1”或者“-1”,小数点通过量程开关进行同步控制,使小数点左移或右移。

电源开关右侧标注有“OFF”(关)与“ON”(开)字样,按下开关接通电源,即可使用仪表,测量完毕再按开关,使其恢复至原位(即“OFF”状态),以免空耗电池。

量程开关是30个基本挡和2个附加挡,其中蜂鸣器与二极管测量为公用挡,hFE(晶体管放大倍数)采用8芯插座,分PNP与NPN两组。

压电陶瓷蜂鸣片装于电池盒下面,当被检查的线路接通时,能同时发出声、光指示,面板上的半导体发光二极管发出红光。

输入插孔共有4个,分别标有“10A”“A”“V/Ω”以及“COM”,在“V/Ω”与“COM”之间标有“MAX 700VAC,1000VDC”的字样,表示由这两个孔输入的交流电压不大于700V(有效值),直流电压不大于1000V,即测量电压、电阻时表笔插入此两插孔。测电阻时插入“V/Ω”插孔表笔为电源高压端;插入“COM”端插孔的表笔是电源负端。测直流电压时,当“V/Ω”插孔引出的红表笔接被测端高电位时,显示测量数字为正,而反之为负,另外,在“A”与“COM”之间标注有“MAX2A”,表示输入的交、直流电流最大不超过2A,如果超过2A而小于10A时,可用“10A”与“COM”两插孔。

仪表背面有电池盒盖板,可按照指定方向拉出活动抽板,即可更换电池。为检修方便,表内装0.2A快速熔丝管。

③DT-890型数字万用表主要技术特性 基本挡(30个)如下。

DC.V(直流电压测量):200mV,2V,20V,200V,1000V

AC.V(交流电压测量):200mV,2V,20V,200V,700V

DC.A(直流电流测量):200μA,2mA,20mA,200mA

AC.A(交流电流测量):2mA,20mA,200mA

Q:200Ω,2kΩ,20kΩ,200kΩ,2MΩ,20MΩ

C:2000pF,20nF,200nF,2μF,20μF

检查二极管及线路通断(蜂鸣器),hFE测量。

附加挡(2个)如下。

DC.A:10A

AC.A:10A

DT-890型采用9V叠层电池供电,整机功耗30~40mW。

④测量操作步骤及注意事项 使用时,把黑表笔插入“COM”插孔,红表笔视测量不同参量,可插入“V/Ω”或者“A”及“10A”插孔,按下“ON/OFF”开关,如液晶显示屏左上角没有“LOBAT”,字样,则意味着电池电压足够进行测试。

直流电压及交流电压测试时,将量程开关转至相应测量范围。在没测量时,显示屏显示“000”,在电流挡测试前,显示也相同。而在电阻测试前,也就是表笔开路时,液晶屏显示“1”(在位上)。

电容测量时,把量程开关置CAP的相应挡位,因为各电容挡都存在失调电压,即没有电容时也会显示一些初始值,所以测量前必须调整“ZEROADJ”(零点调节)旋钮,使初始值为000或-000,然后再插上被测电容进行测量。必须注意,每次更换电容挡,均要重新调零,还应事先将被测电容短路放电,以免导致仪表损坏或测量不准。

二极管及线路通断检测是用同一个挡位。测二极管时,将红表笔插入“V/Ω”孔,接二极管正极,黑表笔插入“COM”孔,接二极管负极,则测出数值是其正向压降。根据此压降值可确定二极管为锗管(显示0.150~0.300)还是硅管(显示0.550~0.700),并将端子的极性确定出来。当用来测线路通断时,如果被测两点间电阻<30Ω时,则声、光同时指示。

将量程开关置于hFE挡,按PNP或者NPN管分类正确插入测试插座,万用表即显示被测晶体管的hFE值。

(3)汽车电器万能试验台

汽车电器万能试验台是用于汽车发动机的调节器、分电器、启动机和点火系统性能试验的综合性试验设备。不同型号的万能试验台结构基本相似。下面就以GST-3U型为例介绍其技术参数及性能。

①试验项目 GST-3U型万能试验台的试验项目主要有,发电机的负荷试验,当作电动机试验,功率试验,调节器断电器试验,调压器试验,限流器试验,启动机空载试验,负荷试验,小齿轮啮合动作试验,断电器触点闭合角测量,分电器凸轮角度均匀度检验,离心点火提前和真空点火提前装置性能,断电器触点接触电阻测量以及点火系统发火能力试验,真空点火提前装置膜片漏气和密封性检验,点火线圈初级、次级线圈电阻测量,初级电流及次级电压测量,电路通断检验及绝缘电阻测量等。

②技术参数

主电机:3.7kW三相异步电机。

变速装置:齿形带式无级变速器,最大变速比为1:16。

主轴转速:200~2500r/min。

转速表:发电机式,量程0~5000r/min及0~10000r/min。

电流表:三挡,-5~0~+5A,-10~0~+10A,-150~0~+150A。

量程:-10~0~+10A。

电压表:三挡,-1~0~+10V,-2~0~+20V,-5~0~+50V。

兆欧表:使用电压为250V和500V,量程0~∞MΩ。

断电器触点闭合角分电器转速表:角度量程为0°~70°,转速量程0~5000r/min。

真空唧筒:手动式。

真空度表:量程0~105Pa。

扭矩表:上刻度线0~58.8N·m,下刻度线0~49N·m。

发电机磁场电流调节变阻器:瓷管绕线式可变电阻。

发电机负荷调节变阻器:瓷管绕线式可变电阻。

发电机驱动方式:皮带传动。

电器通断试灯:交流6V。

三针放电器:同步调整式,6组。

(4)点火线圈和电容器测试仪

CCT-2型点火线圈和电容器测试仪为一种既可用于电容器测试,又可以作点火线圈性能测试的专用测试仪器。

电容器测量包括电容值测量(0.1~0.4μF)与绝缘电阻测量(0~10MΩ)。

点火线圈测试包括5个项目:测量火花塞跳火电压;检查点火线圈的短路及断路;用于点火线圈测量前的仪器标定;试验点火线圈性能;预热点火线圈。以下介绍其中3种测试方法。

①火花塞跳火试验 火花塞跳火试验装置如图1-55所示。将功能选至“IGN”挡,将左侧导线束中的红线夹在发动机上,使发动机在1000r/min运转,把黑线夹在火花塞尾端,观察表针在标有“IND”字样的刻度线上的示数,在4~6为正常,如果低于4则说明高压线断线或导线接触不良;如果全部火花塞均低于4格,则说明分火头、点火线圈、电容器以及中心高压线等部件有断线或接触不良的故障。

图1-55 火花塞跳火试验

1—火花塞;2—红色连接导线;3—灰色连接导线;4—黑色线夹;5—蓄电池

②点火线圈短路和断路故障检查 图1-56所示为点火线圈短路和断路试验。方法是,将右侧电源线接在6V或者12V蓄电池上,功能选择“CONT”挡,左侧接线如图1-56所示。如果指针在表盘第二条刻度线上示数是2~3kΩ,则说明点火线圈无故障。如果指针指向左面(阻值过大),则说明点火线圈次级内存在断路故障。如果阻值过低,则说明线圈内存在短路故障。

图1-56 点火线圈短路和断路试验

1—中心高压线;2—点火线圈;3—灰色连接导线;4—红色连接导线;5—蓄电池

③电容器检验 把电源线接在车用标准6V或12V蓄电池上,按图1-57所示接线。将分电器上的低压导线拆掉,用纸将断电器触点分开,保持绝缘状态。

图1-57 电容器检验

1—电容器;2—灰色连接导线;3—红色连接导线;4—蓄电池

将功能选择至“SET”挡,用电压补偿旋钮将指针调到同表盘上“SET”的刻线重合。

将开关拨至“MΩ”挡,如果指针在第四条刻度线上的示数>5MΩ,即为合格。

将开关拨至“μFD”挡位上,由表盘的第三条刻度上即可读出电容数值。

(5)汽车微机诊断检测仪

现代汽车电控燃油喷射系统的微机内部均有一个故障自诊断系统,它可以在发动机运行过程中不断监测控制系统各部分的工作情况,并能检测出控制系统中大部分故障,把故障以代码的形式储存在微机内。只要不将蓄电池拆下,这些故障代码将一直保存在微机中。在检修发动机微机控制系统时,利用诊断测试仪协助查找故障源是非常有效的。

为了便于汽车维修人员对电控燃油喷射系统进行检修,厂家都为自己生产的燃油喷射系统设计了专用的微机检测仪。这些检测仪一般都有诊断接口,把诊断接口与发动机舱内或者仪表板下方的故障诊断插座相连,然后将点火开关打开,操纵测试仪控制面板上的按键令,即可对发动机微机控制系统的传感器、执行器及其电路进行检测。这类检测仪的优点是操作简单,携带方便,且能大大提高检修的速度和效率。

美国IAE公司生产的OTC汽车微机检测仪,如图1-58所示。该监测器采用液晶屏以菜单形式显示,它的软件中储存有各国不同牌号和车型的汽车微机及控制系统的检测程序和数据资料,并且配有各种专用检测接头。在使用时只需将被测汽车的牌号及车辆识别码输入汽车微机解码器,就能从软件中调出相应的检测程序。根据解码器屏幕上的提示,将相应的故障检测插头和汽车上的故障检测插座连接,就可以按照汽车微机故障自诊断电路的功能范围和检修要求,选择对发动机、自动变速器以及制动防抱死装置等各个控制系统进行读取故障代码、显示微机运行数据资料、测试执行器工作情况以及清除微机内储存的故障代码等检测工作。

图1-58 OTC监测器

这种通用的汽车微机解码器可以检测美国三大汽车公司(克莱斯勒、福特和通用汽车公司)1982年以后生产的所有汽车和大部分日本、韩国生产的小轿车。如果发动机微机系统改进后,只需使用新修订版本的磁卡即可进行检测。所以,微机解码器能适用于不同年代出厂的各种车型,是维修电控汽油喷射式发动机的首选设备,应用范围比较广。

若修理厂为单一车系的专业修理厂,也可选用相应的专用测试仪,如测试克莱斯勒车系的DRBⅡ(图1-59)与福特车系的STARⅡ(图1-60)。这些专用测试仪的性能和使用方法与OTC检测仪基本相同,有些还可同个人微机及打印机联机,使其功能大大扩展。

图1-59 克莱斯勒公司的DRBⅡ测试仪

1—8路接头;2—指令面板;3—磁卡;4—8路接头;5—12路接头

图1-60 福特公司的STARⅡ测试仪

目前,电控汽车常用的检测设备还有多功能汽车专用数字表、示波器以及多功能信号模拟检测仪等。掌握这些仪器设备的正确使用方法,对检测诊断电控系统的故障是非常重要的,而且能大大提高检修的速度及效率。