第一章 汽车万用表检测的基本知识

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第一章 汽车万用表检测的基本知识

2024-04-25 11:54| 来源: 网络整理| 查看: 265

第一章 汽车万用表检测的基本知识 第一节 万用表的结构与类型

万用表是一种可以进行多种项目测量的便携式仪表,具有基本挡位和附加挡位,利用基本挡位可以比较精确地测量交流电压、直流电压、交流电流、直流电流以及电阻值的大小,利用附加挡位可以进行电容器的测量、二极管的测量、三极管的静态电流放大系数测量和线路的通断检测等。万用表是准确判断故障的重要依据,因此只有熟练掌握万用表的使用方法,再辅助一些其他的手段,才能迅速准确地判断故障,提高维修工作效率。

一、万用表的分类

万用表一般可分为模拟式(指针式)万用表和数字式万用表(含汽车专用万用表)两种。这两类万用表各有所长,在使用的过程中不能完全替代,要取长补短,配合使用。指针式万用表使用方便、性能稳定、价格便宜,不易受外界环境和被测信号的影响,可以直观形象地观察变化的趋势;而数字式万用表测量精度高、读数准确、显示清晰、测量范围宽,还能准确进行电容容量和小电阻值的测量。

指针式万用表是利用指针的偏转直接读出测量数值,其结构简单,使用方便。常见的指针式万用表有500型、MF500-B型、MF47型、MF64型、MF50型、MF15型等。

数字式万用表采用数字化测量技术和液晶显示器(LCD)显示,具有测量准确度高、测范围宽、分辨力高、测量速率快、输入阻抗高、功耗小、功能全、集成度高、过载能力强和抗干扰能力强等优点。常见的数字式万用表有DT890、DT890D、DT830、DT9101、DT9102、DT9103等。袖珍数字万用表的外形如图1-1所示。

图1-1 袖珍数字万用表的外形

由于在电控燃油喷射(EFI)发动机的检测中,规定不能使用指针式万用表检测电控单元(ECU)和传感器,更不能使用测试灯测试ECU和任何与ECU相连接的电气设备,而应该使用高阻抗[如大于10MΩ/V(表示测试电压为刻度盘上最大值时的仪表内电阻值)]的数字式测试仪(表)进行测试。因此,数字式万用表在电控燃油喷射发动机的检测中获得了广泛应用。

汽车万用表也是一种数字式万用表,在汽车检测中用途广泛。常见的汽车万用表有OTC系列、EDA系列、VC400型、KM300型和AT950型等。KM300型汽车万用表为美国艾克强汽车测试设备制造公司的产品,其外形如图1-2所示。

图1-2 KM300型汽车万用表的外形

1—“直流/交流”按钮;2—“保持”按钮;3—“量程”选择按钮;4—“转速”选择按钮;5—选择开关

二、万用表的结构和功能 1.指针式万用表

(1)指针式万用表的结构 指针式万用表主要由磁电式表头、面板、功能转换开关、测量线路、调零旋钮、插孔、表笔和外壳等组成。

① 万用表表头一般采用高灵敏度的磁电式结构。主要由磁头、游丝、表针(指针)等组成,如图1-3所示。表头的灵敏度越高,万用表的性能也越好。

图1-3 指针式万用表的表头

②指针式万用表的面板如图1-4(a)所示。它主要由表盘、机械调零旋钮、零欧姆调节旋钮、转换开关、表笔插孔等组成。表头上的表盘印有多种图形、符号,并且还有多条刻度线和数值。

图1-4 指针式万用表的面板及功能转换开关

③功能转换开关(又称量程选择开关,简称量程开关)如图1-4(b)所示,它是一个多挡位的旋转开关,用来选择检测项目和量程(或倍率)。有些万用表采用两个转换开关,分别为量程选择开关和项目(功能)选择开关。

④测量电路如图1-5所示,它主要由各种类型、各种规格的电阻元件(如线绕电阻、金属膜电阻、碳膜电阻、电位器等)组成,此外还包括整流器件(如二极管)。

图1-5 测量电路

(2)指针式万用表上的符号及数值含义

①在指针式万用表上,通常印有各种符号,它们所表示的含义见表1-1。

表1-1 指针式万用表上的各种符号及其含义

②万用表上各种数值和标尺的含义如下。

a.27℃表示热带使用仪表,标准温度为(27±2)℃,而一般仪表的标准温度为(20±2)℃。

b.20kΩ/V-或10 kΩ/V-表示仪表的直流测试的灵敏度。此值的倒数就是表头的满度电流值,通常为万用表的最小直流电流挡。在检测直流电压时,将此数乘以使用挡的满度值,即为该挡的输入电阻。不同挡位的输入电阻不同,而同一挡位指示值变化时,其输入电阻却不变。

c.4kΩ/V~或10 kΩ/V~ 表示交流电压的灵敏度。在检测交流电压时,将数乘以使用挡的满度电压值,即得到该挡的内阻值(输入电阻)。

d.A-V-Ω 指安培、伏特、欧姆,即表示该万用表是可测电流、电压和电阻的复用表。

e.2.5- 表示仪表准确度等级,直流检测误差小于满刻度的2.5%。

f.在万用表上一般有一条欧姆标尺、一条直流用的50格等分度标尺,一条50V以上交流用的标尺、一条10V~(或5~或2.5V~)专用标尺及一条dB标尺。有的万用表上还有A~(交流电流)、μF(电容)、mH(电感)、Z(阻抗)、W(音频功率)、ICEO(晶体三极管穿透电流)或β(晶体三极管直流放大倍数)等标尺。

g.0dB=1mW600Ω表示分贝(dB)标尺是以在600Ω负荷电阻上,得到1mW功率时的指示定为零分贝。

h.MF:M表示仪表,F代表复用式,MF即万用表的标志。

万用表表盘上的标志示例如图1-6所示。

图1-6 万用表表盘上的标志示例

2.数字式万用表

数字式万用表采用了大规模集成电路和液晶数字显示技术,是在数字式直流电压表的基础上,增加测试附件扩展而成的。它是将测试量与标准量进行对比的比较式仪表,其测量值由液晶显示器显示。

(1)数字式万用表的基本组成 目前数字式万用表使用较多的是DT-890型、DT9205型等。DT-890型数字式万用表面板外形示意图如图1-7所示。该表前后面板主要包括液晶显示器;电源开关;量程(功能)转换开关;hFE插口;表笔插孔及在后盖板下的电池盒。

图1-7 DT-890型数字式万用表面板外形

① 液晶显示器直接以数字形式显示检测结果。普及型数字式万用表多为三位半仪表(如DT-890型),其最高位只能显示“1”或“0”(0亦可消隐,即不显示),故称半位,其余3位是整位,可显示0~9全部数字。三位半数字式万用表最大显示值为1999。仪表具有自动显示极性功能,即如果被测电压或电流的极性错了,也不必改换表笔接线,而在显示值面前出现负号(-),也就是说此时红表笔接低电位,黑表笔接高电位。

②量程(功能)转换开关又称为功能选择开关,位于面板的中间,用来检测时选择项目和量程。由于最大显示数为±1999,不到满度2000,所以量程挡的首位数几乎都是2,如200Ω、2kΩ、2V等。一般数字式万用表的量程较指针式万用表要多。

③表笔插孔有4个。标有“COM”字样的为公共插孔,通常插入黑表笔。标有“V/Ω”字样插孔应插入红表笔,用以检测电阻值和交直流电压值。检测交直流电流有两个插孔,分别为“A”和“10A”,供不同量程挡选用,也插入红表笔。

(2)数字式万用表的分类 数字式万用表的分类方法主要有按量程转换方式分类、按工作原理分类和按显示数字位数分类3种。

①按量程转换方式分类,可分为手动量程(MANUAL RANGE)、自动量程(AUTO RANGE)和自动/手动量程(AUTO/MAN UAL RANGE)3种类型。

②按工作原理分类,可分为比较型、积分型、复合型。目前使用较多的是积分型数字万用表。

③按显示数字位数不同,可分为3 1/2(3.5位)、4 1/2(4.5位)、5 1/2 (5.5位)、6 1/2(6.5位)和7 1/2(7.5位)等多种类型。常见仪表数位及相关指标见表1-2。

表1-2 常见仪表数位及相关指标

普及型数字式万用表不仅可以检测直流电压(DCV)、交流电压(ACV)、直流电流(DCA)、交流电流(ACA)、电阻(Ω)、二极管正向压降(VF)、晶体管发射极电流放大系数(hFE),还能测电容(C),检查线路通断的蜂鸣器挡(BZ)等。有的数字式万用表还具有电感挡、温度(T)挡、频率(f)挡、信号挡、AC/DC自动转换功能等。

新型数字式万用表大多增加了读数保持(HOLD)、逻辑测试(LOGIC)、真有效值(TRMS)、相对值检测、自动关机等功能。

(3)数字式万用表的常见符号及含义 数字式万用表的常见符号及含义见表1-3,数字式万用表上的外文字母及中文含义见表1-4。

表1-3 数字式万用表的常见符号及含义

表1-4 数字式万用表上的外文字母及中文含义

3.汽车万用表

汽车万用表除具有袖珍数字式万用表的功能外,还具有汽车专用项目测试功能,可测量交流电压及电流、直流电压及电流、电阻、频率、电容、占空比、温度、二极管、接通角、转速;也有一些新颖功能,如自动断电、自动变换量程、模拟条图显示、峰值保持、读数保持(数据锁定)、电池测试(低电压提示)等。

多功能汽车数字式万用表主要由4位数字及模拟显示屏、功能按钮、测试项目选择开关、温度测量插座、分用插孔(测量电压、电阻、频率、接通角、占空比和转速)、搭铁插座、电流测量插座等构成。

为实现某些功能(例如测量温度、转速),汽车万用表还配有一套配套件,如热电偶适配器、热电偶探头、电感式拾取器以及AC/DC感应式电流夹钳(5~2000A等)。

在发动机电控系统故障的检测与诊断中,除经常需要检测电压、电阻和电流等参数外,还需要检测转速、接通角、频宽比(占空比)、频率、压力、时间、电容、电感、温度、半导体元件等。这些参数对于发动机电控系统的故障检测与诊断具有重要意义。但是这些参数用一般数字式万用表无法检测,需采用专用仪表即汽车专用万用表。汽车万用表一般应具备以下功能。

①测量交、直流电压。考虑到电压的允许变动范围及可能产生的过载,汽车万用表应能测量大于40V的电压值,但测量范围也不能过大,否则读数的精度会下降。

②测量电阻。汽车万用表应能测量1MΩ的电阻,测量范围大一些使用起来较方便。

③测量电流。汽车万用表应能测量大于10A的电流,测量范围再小则使用不方便。

④记忆最大值和最小值。该功能用于检查某电路的瞬间故障。

⑤模拟条显示。该功能用于观测连续变化的数据。

⑥测量脉冲波形的频宽比和点火线圈一次侧电流的接通角。该功能用于检测喷油器、发动机怠速稳定控制阀、EGR电磁阀及点火系统等的工作状况。

⑦测量转速。

⑧输出脉冲信号。该功能用于检测无分电器点火系统的故障。

⑨测量传感器输出电信号频率。

测量二极管的性能。

测量大电流。配置温度传感器(霍尔式电流传感器)后,可以测量大电流。

测量温度。配置温度传感器后,可以检测冷却水温度、尾气温度和进气温度等。

有些汽车万用表,除了具有上述基本功能外,还有一些扩展功能。例如,EDA-230型汽车万用表在配用真空/压力转换器(附件)时,可以测量压力和真空度,并且还具有背光显示功能,使显示数据在光线较暗时也能被看清楚。

又如博安8901B汽车万用表,除具有汽车万用表功能外,还可检测喷油时间(ms)、温度(K)、占空比(%)、电容(F)、频率(Hz)、汽车传感器信号模拟、汽车执行器驱动,可驱动喷油器、发动机怠速阀、调压阀、点火模块、点火线圈和电子里程表等。

汽车数字式万用表与普通数字式万用表的主要区别见表1-5。

表1-5 汽车数字式万用表与普通数字式万用表的主要区别



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