Электрические измерения. Взгляд из-под капота

"Электрические измерения" взгляд из-под капота автомобиля
Краткое содержание:

1. Электрические измерения
2. О средствах измерения, способах измерения и конкретных измерительных приборах
3. О шкалах измерения приборов и градуировке
4. Коротко об измерении напряжений
5. Мораль из простого
6. Коротко подводим итог
7. Измерение относительной компрессии по току стартера
8. По осциллограмме топливного насоса

Электрические измерения

Без них не обходится процесс диагностики в современном автомобиле. Средства измерения в арсенале диагностов различные. Сейчас особенно продвигают на рынке, а соответственно и в практическом применении осциллограф и иные приборы осциллографического типа. Наверное, это справедливо. Тем более, что осциллограф сам по себе является мощным измерительным прибором. И эффект от его использования весьма ощутим. Поэтому в автомобильной диагностике сейчас все больше тех, кто использует осциллограф, а производители автомобильных осциллографов стремятся расширить возможности прибора и сделать его более эргономичным и привлекательным. Соответственно, практики находят новые способы применения прибора. Иногда наработками люди делятся на форумах. Что-то ошибочно, что-то не для всех приемлемо.

Но по большому счету - «жив курилка!» - потому что люди пытаются изучать, осваивать, находить новые способы применения этому прибору. Значит, думают. Значит, работают. И иной раз, объяснение не совсем верное, или даже ошибочное одного человека, подсказывает направление в применении данного прибора другому, который умеет им пользоваться.

Однако появилось мнение в интернете, что осциллограф, чуть ли не панацея от всех напастей. Осциллограф - это и вольтметр, и частотомер, и амперметр….. и им можно измерять все! Даже процессы на Солнце и природные катаклизмы.

Замечу, что, если к осциллографу подключить датчик давления, он не станет «электронным манометром». Он останется осциллографом. То же самое можно сказать и о других возможностях прибора.

Немного о средствах измерения, способах измерения и конкретных измерительных приборах

Те, кто изучал данный предмет, вспомнят: как на самой первой лекции об измерениях, способах и основных принципах, преподаватель, рисуя схемы измерения различных электрических параметров, и объясняя процессы, НИКОГДА не называл конкретный тип прибора. И только закончив объяснение способа, и сказав, в каких единицах отградуирована шкала, он обозначал на схеме конкретный тип прибора (амперметр, вольтметр, и т.д.). И делал так потому, что если объяснять процессы и одновременно говорить о параметрах - получится путаница, не только в терминах, но и в объяснении способов использования приборов.

Смотрим фото 1 ниже.


Задаем вопрос: «Как называется то, что мы видим? 2 Сразу скажу, что «подсказка», в виде буквы U, на данный вопрос неверна. Она стоит там потому, что вынута из конкретного измерительного прибора, имеющего имя. А вот то, что на фото, называется «Измерительный механизм», в данном случае электромагнитного типа.

Посмотрите на шкалы измерений. Здесь сразу обращает внимание на себя то, что:

1. Их несколько.
   

2. Шкалы предназначены для отсчета различных параметров: напряжения, тока, сопротивления и уровня сигнала. И самая нижняя, самая маленькая шкала- шкала источника питания прибора.
   

3. Шкалы - неравномерны. Отдельные участки отличаются различной ценой деления.

Зачем так сделано?

А это реализация попытки сделать комбинированный прибор, с максимально возможным диапазоном измерений электрических величин, необходимых в области его применения. И сделать это на базе одного измерительного механизма.

О шкалах измерения приборов и градуировке.

Шкала прибора позволяет считывать численные показания измеряемого параметра. Для каждой шкалы своя цена деления(это значение измеряемого параметра для одного деления шкалы, выбранного диапазона измерения).

Шкалы стараются градуировать так, чтобы они были равномерными и значения измеряемого параметра кратными.Например: шкала имеет градуировку от 0 - 10 (это диапазон, в котором измерительный механизм «в посторонней помощи не нуждается»). А если нам нужно производить измерения в диапазоне от 0 - 100? Мы можем использовать этот прибор? Конечно. А если еще при этом мы обеспечим кратность - будет прекрасно. Тогда мы сможем показания на шкале просто умножать, скажем, на 10. Иными словами: если на первом диапазоне показания 2, то во втором диапазоне - это будет 20. Это удается не всегда и не везде, но к этому стремятся. Не надо «рисовать» шкалу для каждого диапазона.

Как же добиваются того, что бы один и тот же измерительный механизм работал в более широких диапазонах измерения?

Рассмотрим на примере:

Рис.1

На рис.1 изображен измерительный механизм, включенный последовательно с нагрузкой. Ток нагрузки, проходя через измерительный механизм, вызовет отклонение стрелки. Максимально возможное отклонение стрелки измерительного механизма будет соответствовать номинальному значению тока для него.

При таком включении измерительного механизма его шкала градуируется в единицах тока. И прибор называют амперметром. Амперметр имеет очень малое, близкое к нулю собственное сопротивлении, поэтому не оказывает влияние при включении его в электрическую цепь. (…что,- «Америку открыл?»,-☺…а не спешите…).

Но достаточно проблематично сделать амперметр с одной шкалой на широкий диапазон измерений.

Поэтому поступают так:

Рис.2

Параллельно амперметру (именно параллельно амперметру, а не «последовательно с нагрузкой») подключается сопротивление, которое называют шунтовым или «шунт».

Шунт предназначен:

1. Для подключения амперметра в цепи, где токи превышают номинальное значение тока прибора

2. Для расширения пределов измерения амперметра

Данный способ измерения предусматривает только измерение тока. Поэтому, когда говорят «шунт», то подразумевается прибор амперметр и никакой другой. И название данного способа измерения тока - «измерение тока методом шунта». И данный способ измерения тока ни к каким другим приборам не применим.

Как работает шунт.

Он работает как простейший преобразователь одной электрической величины в другую.

Соотношение тока протекающего через шунт таково, что основной ток нагрузки проходит через токовый вход шунта. А на измерительном(потенциальном) входе шунта, которым шунт подключен к прибору, создается электрический потенциал, напряжения которое и приложено к рамке прибора. При номинальном токе шунта, на потенциальном его выходе, будет напряжение, которое вызовет номинальный ток в рамке прибора. Шунты изготавливаются на несколько стандартов. Наиболее распространенный у нас стандарт- 75мВ, есть 150мВ. Есть другие - но они более редки. Данное значение напряжение является установленным стандартом и поэтому всегда присутствует в маркировке шунта. Кроме этого в маркировке будет всегда присутствовать номинальное значение тока. Номинальным оно является потому, что именно при такой величине тока, на измерительном выходе шунта будет присутствовать установленное стандартом напряжение. Сопротивление и мощность шунта никогда на нем не указываются. Они просто не нужны. Поэтому если вы попытаетесь найти таблицы по расчету и калибровке шунтов, то столкнетесь с определенными трудностями. Данные по сопротивлениям можно найти в ТУ, которые готовит производитель, на получение сертификата качества. Вот одно из таких ТУ.


Фото 2

Там есть все данные, необходимый минимальный перечень оборудования… кому интересно посмотрите. А заодно подумайте, возможно, ли изготовить шунт в гаражных условиях. И тем более его откалибровать, напильником, болгаркой...или чем-то ещё... Вот так выглядит шунт.

Это внешний шунт. Внутренние шунты приборов имеют номинальный ток до 30А, редко 50А. В этом случае на приборе обязательно указывается время, в течении которого можно производить измерение. Обычно это надпись на приборе: « использовать не более 10-15 сек», возле входа шунта. Кроме того на шунте указывается класс точности. Это две последние цифры в маркировке шунта.

Данное фото №2 взято из интернета и в комментарии к нему допущена грубая ошибка: «данный шунт рассчитан на 100А….». НЕТ.

Данные на маркировке следует понимать так: «…при номинальном значение тока на токовом входе шунта 100А, на измерительном входе будет падение напряжения 75мВ». Согласитесь - это две большие разницы.

Шунт выполнен из сплава, сопротивление которого при изменении температуры( до 150 град) не изменяется практически. Толстые медные пластины служат для теплоотвода и для подключения шунта. Отверстия малого диаметра, они расположены ближе к самому шунту, и являются выходами к прибору. Отверстия большого диаметра предназначены для подключения шунта в нагрузку.

Теперь таблица, для понимания как происходит сей процесс.

Необходимо решить задачу: мы имеем амперметр с пределом измерения 1А.

Задача: выполнить измерения данным прибором

Токов: 10А, 100А, 1000А. Нарисую табличку, для лучшего восприятия.

Предел измерения	Соотношение шунта по входам	Ток через шунт	Ток через прибор
1А	1/1	нет	1А
10А	1/9	9А	1А
100А	1/99	99А	1А
1000А	1/999	999А	1А

** запомните соотношение по входам для значений тока. Это будет использоваться далее, при объяснении как считать значения тока со шкалы осциллографа, не занимаясь резьбой по металлу.

Как видно из таблицы ток через амперметр не превышает установленного для него номинального значения. А измерения мы можем проводить одним и тем же амперметром от 1 до 1000А. И при этом даже шкалу прибора не придется менять или делать отдельную для каждого диапазона измерения. Вот так работает шунт. И с другими приборами кроме как амперметр - шунты не используются.

Рис.3

Коротко об измерении напряжений.

Если к измерительному механизму подключить добавочное сопротивление, то измерительный механизм можно включать параллельно в цепи. Он не будет шунтировать. При таком способе измерения, шкалу измерительного механизма градуирую в значениях напряжения. И прибор называется вольтметр. И кроме как напряжение он больше ничего не измеряет.

Добавочные сопротивления также изготавливаются как шунты по ТУ. И служат для расширения пределов измерения вольтметров.

Для расширения пределов измерения вольтметров используют также делители напряжения.

Рис.4. Думаю, что по делителю напряжения разъяснения не нужны.

Мораль из простого, то что написано:

1. Если не знать простых вещей или неправильно их толковать запутаться очень легко. А сложное постичь не удастся. Или удастся, но очень поверхностно.

2. А поверхностные бессистемные знания - называются «мешанина». И с ними никакого анализа процессов не провести и суть не объяснить.

3. А вот результат мешанины: «…Конечно же падение напряжения на этом шунте измеряет цифровой милливольтметр а не АМПЕРМЕТР. Но для удобства цифры выводятся на экран в АМПЕРАХ. Пересчитанные из милливольт в амперы по закону ОМА.» (цитата)

Или: «…Как видите Амперметр ни что иное как вольтметр измеряющий падение напряжение на ШУНТЕ»(цитата)

Это не придирка к «деепричастным оборотам», это большой нонсенс.

Рис.5

Потому что он порождает вот такое:

Исходим их того что написано выше (рис.5).

Если бы данное сопротивление являлось шунтом, то сразу можно предположить, что величина тока в данной цепи значительна. А значит, рядом в табличке, должно быть обозначение номинальных параметров, например: 75/100-0,5. (шунт установленный в схему обозначается как сопротивление, без указания номинала).

А при таком варианте как на рис.5, скорее всего, будет указано либо значение напряжения, либо тока, что позволит определить предел в котором произвести измерения (мВ, мА) и выбрать надлежащий прибор. Ведь даже на схеме у этого сопротивления указан один из параметров.

Данное сопротивление называется измерительным (в народе - «делитель).

Рис.6

Или вот:

На схеме (рис.6) показан «шунт» подключен параллельно к вольтметру - нонсенс; если же это действительно шунт, то прибором должен быть амперметр. Вольтметр при таком включении и обозначениях - нонсенс. Надпись: - «измерение тока вольтметром»- полный нонсенс.

Рис.7

Вот на этой схеме (рис.7 поясняется, что «шунт» может быть и у осциллографа…. Здесь уже «нонсенс» не подойдет.. давайте еще одну «зарубку» поставим для памяти. …сопротивления, шунты, шкала, подбор…. А для чего? Ради того, чтобы подобрать сопротивление? А давайте поставим вопрос:- а подо что и для чего его будем подбирать? И данный вопрос не праздный. Потому что при объяснении всех телодвижений по изготовлению «шунта» « в домашних условиях» ставится задача: «100мВ = 100А» - дам сюда еще одну табличку:

Можно даже без калькулятора, перемножить значения по строкам первой и второй колонки. Попробуйте. И получится, что для всех номинальных значений тока падение напряжения будет 75мВ. И при этом будет соблюдаться кратность для всех диапазонов измерения. А теперь еще один вопрос:- а когда мы имеем шкалу прибора в единицах напряжения, может быть там тоже существует что-то подобное. И делитель так же обеспечивает соотношение I /U. К чему спросил. А вот давайте себе представим, что у нас вместо самодельной железяки реальный шунт 75ШИМ 500, который мы будем использовать, как измерительное сопротивление.. Как вы думаете, какое напряжение покажет осциллограф, если через шунт пройдет ток 500А? 500мВ? Нет! А если ….200А, а если усложним задачу- 63,5А. Вот на этом месте ставим еще одну большую зарубку: в измерительных приборах , для конкретного диапазона измерения, соотношение ток напряжение выдерживается постоянным, и с соблюдением кратности по отношению к другим диапазонам, если это возможно конечно. Причем независимо, что это шунт или делитель напряжения.

Условие, которое выше приведено 100мв=100А. странно выглядит.

Коротко подводим итог:

1. Все измерительные приборы, предназначенные для измерения электрических параметров U,I,R,C….. реагируют на ток, протекающий через их измерительный механизм.

2. Конкретное предназначение прибора, определяется после того, когда его шкала отградуирована в соответствующих единицах измерения.

3. Вольтметр - это вольтметр; амперметр- это амперметр; Омметр - это омметр; и т.д. и то что у них общий измерительный механизм, говорит только о том что эти приборы предназначены для измерения параметров в электрических цепях, и не более. И ставить знак равенства между разными по назначению приборами - нельзя.
   Топором можно открыть консервы, порубить колбасу для закуски, можно разрубить гвоздь или проволоку, много чего можно. Но от этого он не станет зубилом или консервным ножом. Он как был, так и будет «топор».

4. Для расширения пределов измерения приборов применяются: шунты, добавочные сопротивления, делители.
   Шунт это очень точное изделие. Применяется только с амперметрами.

5. Предложение изготовить, откалибровать шунт в гаражных условиях - полный, окончательный, конкретный, нонсенс. Тем более, если предлагается изготовить его из железа. Тем более кровельного. Пусковой ток стартера в разы (2 и более раз) может превышать номинальный ток. Произойдет быстрый разогрев и то, что оцинковка облетит - ладно. Осциллограмма поплывет. Основным условием при проведении данных измерениях - НЕИЗМЕННОЕ сопротивление нагрузки. На сопротивлении(из оцинковки) данное условие невыполнимо.

6. Не менее удивительным выглядит предложение при изготовлении шунта добиться соотношения
   100мВ=100А.

Ну, такого соотношения шунт иметь просто не может. А установленные стандарты для шунтов по напряжению 60 (евро) 75и 150мв. (Кратность см. в таблице).

Поэтому вот это не шунты:

Это измерительные сопротивления (доп. делитель). Они применяются там, где такой точный инструмент как шунт не нужен. Где нужно только получить рабочие параметры, или произвести измерение в контрольных точках схемы,(рис. на верхний ряд, третий слева).

На первом рис. в верхнем ряду справа, показан пример как нельзя изготавливать измерительные сопротивления.

4. Все шкалы приборов кратны (хотя не всегда эта кратность такая как хотелось бы). Кратность обеспечивается применением в них измерительных механизмов, шунтов, дополнительных сопротивлений, и делителей в соответствии со стандартом. Это позволяет один и тот же измерительный механизм прибора использовать для измерения различных электрических параметров. А главное не заворачиваться при измерениях , не обязывать осциллограф «пересчитывать единицы измерения по закону Ома», а железо пилить тогда, когда это действительно требуется.

5. И это не придирка к деепричастным оборотам.

Осциллограф - прибор, отображающий графически электрические сигналы. Позволяет наблюдать их форму и изменение во времени. В осциллографе предусмотрена возможность измерения параметров наблюдаемых сигналов. Один из таких параметров- амплитудное значение напряжения. Измерение тока в осциллографе не предусмотрено. Но с помощью осциллографа можно всегда получить расчетный параметр тока. Зависимость между напряжением и током в цепи нагрузки не объясняю. Это известный всем Закон. Теперь, когда переходим к осциллограммам, оставим еще одну зарубочку: - электрический параметр может быть измеренным и расчетным.

Если нет на приборе шкалы для измерения тока, но есть шкала напряжения- значит не все потеряно.

И существует несколько способов. Вот о некоторых ниже.

Перед тем как показывать осциллограммы, я хочу все же кое - что напомнить. В том числе и из школьного курса.

При объяснении способов я буду использовать следующие термины:

1. Номинальный ток, номинальные параметры нагрузки. Это те параметры, которые определены для нагрузки изготовителем при определенных условиях и они неизменны.

2. Отношение, пропорция… как составить пропорцию, и определить значение неизвестного при трех известных величинах - понятия школьные не объясняю.

3. Закон Ома. Известный Закон. Буду на него ссылаться при измерениях тока нагрузки, как в полной, так и на участке электрической цепи.

4. Расчетный параметр. Параметр полученный расчетным путем.( и в том случае когда измеряется другой электрический параметр , в других единицах измерения, а числовые значения их могут оказаться одинаковыми).

5. Измеренный параметр (ток , напряжение сопротивление) - параметр полученный путем измерений.

6. Действующий параметр. Действующие значения напряжения, тока общей цепи или участка цепи..(например источника напряжение питания).

7. Падение напряжения. Величина электрического потенциала на электрической нагрузке при протекании через него тока.

Измерение относительной компрессии по току стартера

Сразу скажу, что при данном способе измерения, ни о каком «истинном значении тока стартера» речь вести нельзя. Ни один прибор не отобразит вам истинный ток стартера. Его можно вычислить.

Объясняю почему. Рассмотрим систему запуска автомобиля с точки зрения электрических цепей.

Рис.8

В цепи присутствуют следующие электрические нагрузки: Стартер (основная); резистивные нагрузки, которые возникают в результате неоднородностей соединений, контактов, сопротивления соединительных проводников.. пр. Эти нагрузки оказываются включенными последовательно с основной. Параллельные нагрузки: - это различные реле и лампочки панели, ЭБУ, катушки форсунки, топливный насос, датчики и пр.. все то, на что подается питание при включении зажигания и прокрутке стартером. Эти нагрузки параллельны основной нагрузке (стартеру). Частично их можно исключить, полностью же не удается. Поэтому для того чтобы получить истинные значения тока стартеры необходимо его рассчитывать. Прямым измерением ток стартера, используя осциллограф, получить нельзя. Теперь о том, как подключить осциллограф. Потому что объяснение «вот так правильно, а так нет» - лично меня не устраивает.

Рис.9

Какая из схем включения прибора (рис.9) неверна? Какая из них не позволит определиться с относительной компрессией в цилиндрах? Какая из них не позволит (позволит) получить значения тока стартера? (1,2,3,4). На схеме 4, в качестве измерительного сопротивления, используется сопротивление паразитной резистивной нагрузки.

Давайте с него и начнем. Вот не хочу точить я железо.


Фото 3

Вон куда масса подключена осциллографа:


Фото 4

А это щуп осциллографа. Он подключен вот так:


Фото 5

А это игла щупа, которая «рулит». И которую калибровать не надо.


Фото 6

А это снятая осциллограмма.


Фото 7

А это другая машина. И осциллограмма инверсная по отношению к первой. Вопрос тот же: «оценить компрессию методом сравнения по цилиндрам можно?»

Можно. А от того, как осциллограмма: «на голове или вверх ногами», разницы в информативности нет. Если рассматривать с точки зрения методологии « как правильно»… тогда претензия обоснована. По этим двум осциллограммам было две претензии на форуме: 1. На верхней - «я не знаю сопротивления, а значит не могу определить истинное значение тока». 2. На нижней - « замерял просто просадку напряжения на аккумуляторе».

Идем немного назад и смотрим схемы №1и №2. (Рис.9) И у меня вопрос: чем отличается способ включения прибора? Стартер, между прочим- это нагрузка определяющая основной ток цепи. А дополнительный делитель включен также, но для измерения. И вносит в цепь дополнительную нагрузку, следовательно, и погрешность.


Фото 8

Эти осциллограммы (фото 8) сняты с одного и того же автомобиля, но разными способами. Канал №1 - через дополнительный делитель. В качестве, которого я использовал дополнительную паразитную нагрузку рис.4

А на канале №2 осциллограф включен, так как показано на рис.№1, т.е. со стартера.

Вопрос: где вы видите разницу, и по какой из осциллограмм нельзя оценить компрессию?

Но разница есть. И я ее поясню сразу. На канале №1 я вижу только момент, когда ток пошел через основную нагрузку. И вижу, когда стартер отключен. Еще я вижу участок до момента выключения зажигания.

На канале №2 информации больше .И она не так уж бесполезна. Особенно если потребуется рассчитать ток стартера в определенные моменты. Почему рассчитать? А потому, что то что мы видим- это ток общей нагрузки в цепи. И из этого значения нужно еще « вынуть» ток стартера. И на всех автомобилях будет по-разному. А если бы было одинаково - то уже давно бы к осциллографу приложили в качестве опции датчик тока или клещи и осциллограф бы имел шкалу еще и в единицах давления.

Не делают. Разброс параметров большой в цепи, да и механическая нагрузка разная, а следовательно и ошибка при измерениях выходит за допустимые пределы. А вот сравнить - пожалуйста. Сравнение происходит на конкретном авто, на конкретном ДВС, по данным с конкретной электрической цепи. Будет другая машина - будет по-другому. Но оценить компрессию по осциллограмме я смогу. И для сравнения мне точные значения тока не нужны.

Маркер подвел и посмотрел разницу. Цилиндры то одного и того же двигателя, а не разных. И сравнению компрессии по цилиндрам это не мешает.

А когда же нужны точные более или менее значения тока? А это нужно при диагностике стартера и некоторых других элементов входящих в систему запуска двигателя. Ну, скажем:- в момент пуска пусковой ток стартера в разы превышает его номинальное значение. Но это не означает, что оно может быть каким угодно. И если возникает предположение(даже при оценке компрессии), что пусковой ток больше допустимого- надо считать. Если опять же вы увидели что даже при грубом отсчете с осциллографа по сетке, на участке осциллограммы, где стартер раскрутился до нужных оборотов, ток большой - надо опять считать и полученное значение сравнивать с номинальным.

Но по измерению тока осциллографом ниже.

И так в каком случае целесообразно использовать дополнительный делитель? ИМХО - тогда когда это наиболее быстрый способ подключить прибор. И в этом плане, конечно же, рулят токовые клещи, или датчик.. Но они не у всех есть. А осциллограф есть. Тогда можно использовать сопротивления паразитной резистивной нагрузки. Их в автомобиле навалом. Выбирайте какое …. А вот здесь стоп! Здесь будет пояснение.

Игла рулит. («…..иглу сложно калибровать, проще калибровать полоску из железа.» Мысль с форума).

Еще было предостережение, «что малые сопротивления можно измерять только мостом.»

Можно конечно и мостом… но на автомобиле это будет сложно и неудобно, ведь речь идет о быстром получении необходимых данных. ИМХО - иглу откалибровать проще будет.

Для получения осциллограммы мы будем использовать сопротивления паразитной нагрузки.

Которое уже есть в цепи, с которым авто работает, и к вам приехало.

Фото 9 - слева

Вот так становимся на массу. На щуп прибора надевается наконечник с «мощной иглой», которая надежно подключается к минусу. «Крокодил» - это минус питания на прибор. Ну и дальше ищем то, что нам подойдет…. Если по сопротивлению то вот:

Фото 9	Фото 10

Фото 11	Фото 12

Рис.11	Рис. 12

Вот так примерно. Но по сопротивлению как бы ни совсем удобно. Давайте по напряжению попробуем. Включим зажигание и вперед.

Фото 13	Фото 14

А и вот и основная игла, которой находим удобное для нас значение, хоть сопротивление хоть падение напряжения на нем. Понятно, почему она должна быть мощной?

Для того чтобы не засорять фотографиями куда ее я тыкал, показываю только одну фотографию. Но догадаться не сложно, ведь на приборе сохранилось минимальное значение измеренного сопротивления- 0,01- вот это и есть минусовой провод АКБ к корпусу авто.

Как вы думаете, сопротивление железа корпуса автомобиля имеет такое же удельное сопротивление, как и оцинкованное железо? А если от болта, которым прикручена масса, отступить на некоторое расстояние и иглу в корпус, да хоть на противоположном крыле, сопротивление к которому подключен прибор изменится? Вот собственно и все, и резать и пилить ничего не надо.


Фото 15

Я показал, как сделать прибором, а то, мало ли, кто-то начнет искать мост измерительный. Но прибор в этом случае не нужен. У вас есть осциллограф. Да и прибор, если обратили внимание - не «цешка». И дело здесь не в цене или производителе. Данный прибор использует в качестве питания, аккумулятор автомобиля. А это вам не встроенная батарейка. Те, кто в теме по поиску плохих масс - поймут. Хотя и массы я ищу не по сопротивлению.

А осциллографом все делается так же, но гораздо быстрее.

Осциллограф подключен так же как и прибор (фото 15). На минус АКБ корпус щупа, а щупом ищем нужное ма соотношение. Зажигание включено.


Фото 16

Вот то, о чем говорится. Причем здесь сразу выводится панель с крупными цифрами, отображающая значения на канале №2. Это чтобы не напрягать зрение и не смотреть в значения канале.


Фото 17

Одно фото даю, принцип я думаю понятен. Вот найдено сопротивление на котором, падение напряжения 15мВ. Мало . Подбираем другое. И снимаем осциллограмму.

Фото 18	Фото 19

По каналу №1 прямой отсчет : ток будет 262А. По каналу № 2, если калькулятор в руки взять- 262,6А.

По каналу №1 у меня не железка самодельная включена, а паразитная резистивная нагрузка. Я даже не знаю какая по величине. Хотя рассчитывается она в одно движение- очки поправил и результат готов. А точно так же вижу ток как и на «калиброванном шунте» . И в чем же дело? Что написано выше.

1. Осциллограф имеет прекрасную шкалу для измерения напряжения. Шкалы равномерные. Диапазон измерения один. А шкал в нем несколько.Что позволяет выбирать необходимую точность при измерениях.Позволяет детально рассмотреть сигнал.

А вот фото с форума:


Фото 20

А теперь я ниже повторю фото 19. И на отображении 1 канала выведу информационную табличку. Писать ничего не буду (разве что помечу то, на что нужно обратить внимание).


Фото 19

… в осциллографе все сделано ДЛЯ тех, кто им будет пользоваться. И сделано это людьми, изготовившими данный прибор. О каком шунте речь? Шкала равномерная и каждому значению напряжения будет соответствовать определенное значение тока и кратность в диапазонах измерения соблюдена. Что вам предлагают? Шунт изготовить из кровельного железа и подогнать его так чтобы соотношение было «100мВ = 100А». Полный нонсенс (сравнивайте фото 20 и 21, со всеми комментариями).

Поэтому, вместо калиброванного шунта, можно хоть «монтажку» вставить. Если падение напряжения на ней будет таким, что позволит использовать шкалу осциллографа, осциллограф нарисует осциллограмму и покажет амплитудные значения. Раньше, в «каменном веке» на древних осциллографах сигнал выводился на сетку, и добивались удобного считывания значений по сетке. А потом на ручках, которыми крутил смотрели значения. И нормально было. А уж напряжение в ток пересчитывали на ура. Более того скажу, что на фото №1 показан стрелочный прибор у него неравномерные шкалы напряжения. По неравномерной шкале можно спокойно высчитать.

Фото 21	Фото 22

На фото прибор, и измеренное его сопротивление. Будем из него амперметр делать, с сохранением существующей шкалы в вольтах. Максимальное отклонение стрелки 10 В по шкале. Определяем максимальный ток = 28,8 мА . А дальше определив цену деления для тока по существующей шкале, становится понятным, что шкала неравномерна. Одному значению по шкале будет соответствовать 2,89 мА, между значениями еще 5 делений, значит одно деление = 0,58. Здесь два варианта: либо считать по существующей шкале; либо сделать новую. При первом варианте: прибор покажет, например 27 делений. (По шкале вольтметра - это 5,2.) Определяем ток = 15.55 мА. Если быстро и примерно точно - 27*0,5 = 13,5 да еще поправка на 0,08, на 27 делений это даст ошибку = 2,2 . теперь 13,5+2,2= 15,7ма. Против расчетно 15,55мА.

Большая ошибка? Вот так и работали с приборами, у которых были неравномерные шкалы.

На входе осциллографа уже стоит делитель напряжения, определяющий соотношение напряжения и тока. Какого там еще калиброванного рожна на входе не хватает в данной ситуации? Одно дело измерения, а другое дело подгонка существующей шкалы, так чтобы удобно было считывать. А на данной шкале осциллографа ничего подгонять не надо. Просто нужно посмотреть цены деления , и какая кратность.

Теперь по осциллограмме, где видно питающее напряжение в общей цепи. А чем оно помешало? Нет, замечание «что это измеряется просадка напряжения на АКБ» не проходит. Источник питания общий для цепи; падение напряжения на источнике питания определяется нагрузкой; я получаю, таким образом, дополнительно информацию, и достаточно ценную; Я получаю больше возможностей для рассмотрения осциллограммы; Я могу соотносить и напряжение источника питания, и напряжение, действующее на нагрузке, с номинальным напряжением конкретной нагрузки - стартера. Тоже и ток. А сопротивление в цепи нагрузки не изменяется. Ну, а нравится кому или нет - дело вкуса.

О расчетах по Закону Ома.

Электрические величины, электрической цепи: напряжение ток, сопротивление всегда можно соотнести.

А из соотношений можно спокойно составить пропорцию. А в пропорции будет три значения всегда известны. Четвертое найти…. Школьный учебник в помощь. Но у нас конкретной нагрузкой выступает стартер. А всякая электрическая нагрузка имеет номинальные значения. Эти значения установил производитель. И они всегда известны. Я напишу некоторые, которые наиболее часто встречаются на бензиновых ДВС:

Номинальное напряжение для стартеров 12В

Номинальный ток: 100, 125, 80А

Эти данные указаны на стартере. А вообще нужно смотреть, особенно если экзотика или дизель.

Вот этих данных и осциллографа - за глаза.

Я повторил это фото. И на нем посмотрим, как считать. Стартер на этой машине имеет номинальное значение по току - 100А.

Значит, ток стартера будет 89,1А. (это расчетный) На много отличается от измеренного значения по первому канала? На 4А. Разница приемлема? Считывайте с экрана. И никакой «шунт» не нужен. Ели не устраивает- значения на экране, уточняйте расчетом. . И если мы проведем расчет по измеренному падению напряжения и номинальному сопротивлению (канал №2), и сравним с Каналом №1= 127,5А - разница в 38А. Но, это общий ток в цепи, со всеми нагрузками. Для оценки компрессии - не важно. А вот если будет интересовать точные значения тока на том же стартере….А насколько точные? Давайте считать.

Известно:- номинальное напряжение стартера=12В; Имеем действующее напряжение на нагрузке=10,7; имеем номинальный ток стартера = 100А.; необходимо выяснить какой ток стартера? Составляем пропорцию из соотношений токов и напряжений для Канала №2. « Номинальное напряжение нагрузки будет соотноситься с действующим напряжением на нагрузке, так же как и номинальный ток нагрузки с действующим током нагрузки». Действующий ток нагрузки=Х

Решаем: Х = 10,7*100/12=89,16А. (это ток стартера канал №2)

Канал №1: по показаниям осциллографа -ток стартера=85А ( никаких «шунтов» я не применял);

Расчетный ток канала №1=89,1А

Общий ток в цепи стартера=127,5А

Расчетный ток канала №2=89,16А

Для того чтобы некоторых не напугали математические расчеты, на примере Канала №2 скажу, как это считается на практике. Потому, что диагност под капотом машины с калькулятором, логарифмической линейкой и осциллографом- зрелище пугающее. Поэтому имея на шкале осциллографа, значения напряжения в цепи 10,7В разделите его на сопротивление стартера… если кому трудно делить в уме дробные числа, округлите до 11 или отбросьте число после запятой останется 10.. ну думаю что 10: 0,12 уже проще. Получится 83,3А….( и не забудьте после деления полученный результат на 100 умножить). Можно рассчитать все, напряжение, сопротивление , ток нагрузке, если знать Закон Ома…. Если знать как он работает, а не формулу писать заученную со школы.

Вопрос еще встал по слаботочным шунтам. Я просто приведу фото, пилить и резать ничего не надо.


Фото 23. Это шунт слаботочного диапазона


Фото 24. Это шунт на 10А.

Любой амперметр, не включая питания, ставьте в режим измерения тока через шунт и включайте в цепь. Прибор справа показывает, что цепь есть, ну и сопротивление шунта, тоже видно. Конечно с точностью не до 6 знака, но соотношение определить можно. И измерения будут верны до этого знака.

Но тема на форуме открыта не зря. Она открыта для обучения. И в ней созданы условия, для того чтобы человек мог чем-то поделиться, спросить, узнать не боясь что его могут высмеять. .Ну, а раз так, то поделюсь своим способом. Правильно или нет… если кто-то подскажет лучше способ - приму с благодарностью. Если есть ошибки - исправлю.

По осциллограмме топливного насоса

Вот осциллограмма из темы:

Смотрим осциллограмму. У меня лично вопрос: зачем подключать осциллограф для того чтобы получить вот такие данные и такую осциллограмму. Амперметром тоже самое будет. Если разницу не считать, что перед глазами прямая линия на мониторе. Но обратите внимание на другой момент. На этой с первого взгляда ровной линии, все же есть какие-то. «неоднородности» причем они периодичны. Что это , помеха?

---------------------------------------------------------------

Субару Легаси. При резком увеличении оборотов, хлопки в глушитель, потеря мощности, замедление разгона. Затем по словам хозяина:- «прорывает, но задержка существенна - потом нормально. Но при повторной попытке все повторяется. И машина в разгоне тупая»

Приборная проверка ткущих параметров- результат нулевой. Значит переход на более детализированную проверку и анализ работы систем авто неизбежен. В список «подозреваемых», попадает топливная система. По ходу проверки круг сужается именно вокруг нее. Все простые способы проверки уже использованы. Нужен анализ, анализ работы системы. Кто в теме по машине- те поняли.

Для тех, кто не понял, поясню. На данном автомобиле, для того чтобы снять топливный насос нужно снять заднюю поперечину, снять дифференциал заднего моста, слить бензин, отпустить хомуты, вынуть бак, достать топливный насос… поэтому все типовые варианты отпадают. Если я приговорю насос на основании косвенных данных, а клиент готов привезти его из дома, мне придется выполнить всю эту работу. Если я из-за недостатка данных и поспешного вывода ошибусь, я выполню работу, которая не будет оплачена. Поэтому имеется только одна попытка.

Подключаю осциллограф («В решающий момент, в бой вводится гвардия императора»).


Фото 1

Пусть сначала будет так- просто смотрим. «Кракозяблики»на ровной линии есть. Заодно посмотрим действующее напряжение на нагрузке. 10,45В. Это важно. Сейчас включено зажигание, и насос качает от аккумулятора.


Фото 2

масштабируем так, чтобы можно было посмотреть весь этот участок. Насос отработал, зажигание выключено.

А теперь этот же участок увеличим и посмотрим. Но только теперь авто запустим


Фото 3

Видно где от аккумулятора шла работа (левый маркер и правый - генератор заработал).


Фото 4

Мотор работает. А это что?


Фото 5

Если изменить масштаб и усиление, то картина смотрится вот так. Как пульс, ровно, через определенные промежутки. Значит можно предположить, что это не насос. Или все же насос? Но это фото напрягает... Ведь генератор источником питания общим является. А подробнее можно посмотреть, ведь получается что линия то не такая уж ровная. А что, между этими провалами периодическими? Попробуем.


Фото 6. Вот так.


Фото 7


Фото 8

А теперь зададим вопрос, а какой это топливный насос может вот так «усадить» напряжения

общего источника питания- генератора. Наверное, кто-то обратил внимание что второй канал у меня отключен, а значения отбивает прибор такие же, как и по первому каналу. Это просто привычка, когда осциллограмма для анализа- снимаю дублем. (где-то, контакт, масса… короче чтоб не искать потом черную кошку в темной комнате.)

Открываю второй канал:


Фото 9

Второй канал масштаб и шкала другие, а по первому каналу можно «блоху рассмотреть, в нескошенной траве.» А теперь скажите, если смотреть на канал №2, можно увидеть «просадку аккумулятора», в смысле падение напряжения в цепи питания топливного насоса?


Фото 10

А здесь давайте посмотрим, сколько же по времени длится этот процесс. Берем участки где действующее напряжение на нагрузке соответствует источнику питания 13,5В, в нашем случае.) А вот между маркерами провал. И длительность его 1,5с (отмечено галкой красной) А теперь обращусь к закону Ома: при изменении напряжения на нагрузке, при постоянном сопротивлении ток будет изменяться. Уменьшилось напряжение - уменьшился и ток на насосе. Вот такая цена одного «кракозяблика».

Собственно так и была обнаружена неисправность. И топливную систему подозревали зря.

Вот поэтому, проводя измерения и снимая осциллограммы, я предпочитаю знать и напряжение источника питания, и действующее напряжение на нагрузке. А с током уж как-нибудь разберемся(в крайнем случае Закон Ома повторю).

А при измерении тока в цепи стартера и оценке по нему компрессии в цилиндрах - тем более. Ведь источником питания в цепи запуска двигателя является АКБ. А состояние их на разных авто, ох какое разное. А при измерениях, действующее напряжение на нагрузке определяет значение тока. Сопротивление то постоянно. Может случиться так, что компрессию начнете искать там, где не надо. Кроме того предложение : сравнивать самый большой пик с остальными, не совсем правильное. Сравнение нужно проводить на участке, где стартер уже раскрутился и ток приближается к номинальному значению.

Мораль:

1. Осциллограф мощный прибор и самодостаточный. Область его использования очень широка. Но приписывать ему что-то «сверх» - неверно. Осциллограф отобразит любой электрический сигнал, если этот сигнал в пределах его измерений. Осциллограф просто нужно знать и просто уметь применять. А вот как и кто применяет - тут осциллограф не виноват.

2. И еще одна придирка к «деепричастному обороту»: « Нулевая линия отклонилась (ушла ) от нулевого значения»; «При измерении ноль, на осциллографе не совпадает с нулем токовых клещей» ; «Осциллограф измеряет частоту и длительность при маркерных измерениях, даже тогда когда нет сигнала.»

Выделенное другим цветом - это апогей деепричастных оборотов, касающихся … линии развертки.

1. Нулевая линия у осциллографа никуда не может отклониться, уйти или не совпадать… потому что: это точка, из которой начинает формироваться сигнал развертки на экране. По мере заполнения экрана слева направо, сигнал развертки формирует линию развертки. Время, за которое сигнал проходит от левой стороны экрана до правой - называется временем развертки. И по ней отсчитываются временные промежутки, с одновременным отсчетом частоты( в определенный временной промежуток = частоте измеряемого сигнала) Вертикально, линию развертки можно перемещать в любую точку экрана. Если маркером зафиксировать любое значение сигнала и двигать линию развертки вверх вниз - амплитудное значение не изменится.
   Точку отсчета я могу поставить в любое место на сетке.

2. Амплитудные значения измеряются благодаря сетке экрана - это своеобразная шкала. И если вы переместите точку развертки на любую точку сетки - изменится только точка отсчета на сетке.
   Если напряжение, ток, на входе осциллографа не изменяются и имеют постоянное значение, линия развертки сместится вверх/вниз (зависит от полярности) на количество делений соответствующих амплитудному значению действующего напряжения на входе. Если сигнал на входе осциллографа будет изменяться, будет изменяться отклонение линии развертки, фиксируя амплитудные значения и повторяя форму сигнала (Не гномики с противоположной стороны экрана сидят и цветными карандашами рисуют сигналы. Это линия развертки выполняет роль огибающей сигнала).

3. Современные осциллографы имеют цифровые измерительные механизмы. Поэтому шкала в них такая, что «промахнуться» мимо нее невозможно. Тем более, что и остальные измерительные приборы имеют сейчас в подавляющем большинстве своем только равномерные шкалы. Нужно посмотреть на прибор и понять, как состыкуются шкала осциллографа, и, скажем, токовых клещей. На фото 21 приведено по токовым клещам АРРА 32-100 и АРРА32-600. Покажите мне место на шкале осциллографа, где выход с них не совпадет с его шкалой. Токовые клещи являются самостоятельным измерительным прибором. И имеют диапазоны, с разной шкалой и ценой деления.

4. Фраза: «….когда даже нет сигнала», для осциллографа может означать только одно - он выключен. А если включен, то сигнал есть - это сигнал развертки. А если при включенном осциллографе маркеры вывести на участок где нет сигнала - в окнах будут только ноли (фото 12).

Фото 11	Фото 12

Вот такими «деепричастными оборотами» люди вводятся в заблуждение.

Впрочем: «Ладно. Чего я привязался»,-☺

Будучи однажды на специализированном семинаре в Москве и слушая переводчика( парень переводил отлично), я вначале не обратил внимание на приводимые им словосочетания:«независимые инженеры». Оказалось, что у буржуев тоже есть СТО - не дилерские. И там как раз и работают эти «независимые инженеры». И проводивший семинар иностранец подчеркнул, что у наших «независимых инженеров» подготовка очень высокая. Он не льстил, он говорил то, что видел: он был на наших СТО, видел, как там работают… А знаете, ведь он прав: … ведь те, кто «работает на себя» - это и механик, и электрик, и слесарь, и электронщик… и … короче и « швец, и жнец, и на дуде игрец»

Но это уже тема другого разговора?

Маркин Александр Васильевич
© Легион-Автодата

г. Белгород Таврово мкр 2, пер. Парковый 29Б
(4722) 300-709