锆氧传感器

如何连接示波器

波形示例和注意点

技术资料

测试时如何连接示波器:-
锆氧传感器

在 PicoScope的通道A上连接一条BNC测试线, 将一个黑色鳄鱼夹接到测试线的黑色接头（负极）上，将一根刺针或万用表探头接到测试线的彩色接头（正极）上。

将黑色鳄鱼夹夹在蓄电池负极上，然后用刺针或万用表探头探测传感器输出，如图22.1。 无论氧传感器与ECM之间有多少条连接线，传感器输出总是在黑线上。 单线传感器的连接如图22.1。

图. 22.1

锆氧传感器波形示例

锆氧传感器波形注意点

氧传感器又被称为废气传感器，在装备了催化器的车辆的废气排放控制上起着非常重要的作用。氧传感器装在排气管上，处于催化器之前。

氧传感器可能有不同的线路连接，并且可能有多至四条导线；它反映废气中的氧含量并且根据当时的油/气混合比产生一个小电压信号。在多数情况下，信号电压范围在0.2V到0.8V之间变化。0.2V显示一个稀的混合比，0.8V则显示一个浓混合比。装备有氧传感器的车辆被称为有“闭环”，意思是在燃油被燃烧后，传感器会分析排出废气并且根据结果重新调整发动机供油。

氧传感器可以配备一个加热附件以帮助自己达到合适的工作温度。氧传感器在正常工作时大约每秒开闭一次而且只在正常工作温度下才会开闭。这个开闭可以在示波器上观察到，波形应当类似示例波形。如果开闭频率比预期的要低，拆下传感器用清洗喷剂清洗以加快它的反应时间。

氧传感器技术资料

氧传感器又被称为废气传感器，在装备了催化器的车辆的废气排放控制上起着非常重要的作用。氧传感器装在排气管上，处于催化器之前。 装有新的EOBD2的车也会有个装在三元催化器后面的氧气传感器。.

氧传感器可能有不同的线路连接，并且可能有多至四条导线；它反映废气中的氧含量并且根据当时的油/气混合比产生一个小电压信号。在多数情况下，信号电压范围在0.2V到0.8V之间变化。0.2V显示一个稀的混合比，0.8V则显示一个浓混合比。装备有氧传感器的车辆被称为有“闭环”，意思是在燃油被燃烧后，传感器会分析排出废气并且根据结果重新调整发动机供油。氧传感器可以配备一个加热附件以帮助自己达到合适的工作温度–600 o C 。这使氧传感器可以装在排气管中离热源更远的更“洁净”的地方。氧传感器在温度低于300 o C 时不工作。

氧传感器本质上是两个多孔的铂电极。电极外表面镀了一层多孔陶瓷，暴露在废气中，而内镀层表面暴露在新鲜空气中。最常用的氧传感器中在两个电极探测到氧含量不同时用锆元素产生一个电压。此信号被传到ECM，混合比则相应改变。在另外一种氧传感器中钛元素被用以提高开闭速度。钛氧传感器与锆氧传感器不同之处在于它不能自己产生输出电压，必须依赖于汽车ECM提供的5V电压。参考电压随着发动机空燃比变化而变化。稀的空燃比则返回低至0.4V的电压，浓空燃比则产生4V左右电压。

如果情况允许，ECM将只通过“闭环”控制供油。怠速，轻负荷，巡航操作通常属于这种情况。当汽车加速时，ECM允许超量供油并且忽略氧传感器信号，汽车起步暖车时也属于这种情况。两种氧传感器在正常工作时都大约每秒开闭一次而且只在正常工作温度下才会开闭。这个开闭可以在示波器上或用万用表的低电压档观察到，波形应当类似示例波形。如果开闭频率比预期的要低，拆下传感器用清洗喷剂清洗以加快它的反应时间。

连续的高电压输出显示发动机在持续浓混合比下运行，超出了ECM的调整范围，而低电压显示稀混合比。

图22.2

图22.2 显示一个两线的锆氧传感器

电路连接 ( 仅是锆氧传感器)

单线: 此线用于输出传感器自身产生电压，通常为黑色。

两线: 一条输出线和一条输出接地线。

三线: 一条输出线和两条加热装置线（电源线和接地线）。内部的加热装置在冷起动时提高温度以得到更快的控制。

四线： 一条信号线和一条信号接地线。另外两条是加热装置线。

图22.3显示两种氧传感器典型线路图

图22.3

爆震传感器

如何连接示波器

波形示例和注意点

技术资料

在检测爆震传感器时如何接示波器

在 PicoScope的通道A上连接一条BNC测试线, 将一个黑色鳄鱼夹连接到测试线的黑色接头（负极）上，将一根万用表探头连接到测试线的彩色接头（正极）上。将黑色鳄鱼夹夹到蓄电池负极上，并且用万用表探头探测爆震传感器输出端。

该传感器有两条线：接地线和传感器输出线。

另一种连接方法是使用TA012两针脚引线，将两针脚引线的两个接头连接到BNC测试线上。爆震传感器连接如图21.1。

图. 21.1

在测试传感器时轻敲元件，这使晶体变得“兴奋”并产生一个小电压。

拆下传感器，在工作台上监测传感器输出可能效果更好。用这种方法测试有必要固定两条短线到传感器上。连接两个TA003和TA004小鳄鱼夹到BNC测试线上，并将它们夹上传感器两条短线上。如果您看到反向的波形，将连接对调过来。

注意: 当装上传感器时，请用正确的扭矩固定，因为过紧会损坏传感器。

爆震传感器波形示例

爆震传感器波形注意点

因为该传感器的反应非常快，示波器必须设置一个合适的时基。在这个示例波形里，每格是50 ms（整个屏幕总共500 ms）。电压量程应当设置为-5至+5伏。测试爆震传感器的最好方法是将它从发动机上拆下来，并用个小扳手轻敲它。波形结果应该与示例波形相似。

爆震传感器技术资料

人们希望现代汽车的典型发动机产生很好的功能输出，而燃油消耗和废气排放最小。

人们希望现在的汽车中的典型发动机是低油耗，排废少和输出马力强的。由于这些原因，点火提前曲线尽可能与爆震曲线相近是非常重要的。理想的火花塞点燃油气混合物时间点应当刚好在锯齿波（爆震）发生之前，一定的时间与一定的条件下发生爆震是不可避免的。爆震导致的振动频率约15 kHz。

为了避免这些情况，一些管理系统安装有爆震传感器。该传感器是个小的压电设备，与电控单元（ECU）内部的爆震控制系统处理器配合，可以识别与爆震相关15 kHz信号并相应推迟点火时间。

ECM通过推迟点火时间（让它晚点点火）来补偿爆震。爆震传感器在随后的发动机旋转中监听爆震，然后逐渐解除时间推迟，直到点火时间恢复到原来的map设置。

图. 21.2

图21.2 显示一个典型爆震传感器

出现以下任何一个，爆震将会发生：

• 很高的燃烧温度；
• 过于提前的点火正时；
• 稀的空气燃油混合比（导致高温）；
• 积碳预点燃空气燃油混合物。

霍尔效应分电器拾取

如何连接示波器

示例波形和注意点

技术资料

测量时如何连接示波器:-

霍尔效应分电器拾取

在 PicoScope的通道A上连接一条BNC测试线, 将一个大的黑色鳄鱼夹连接到测试线的黑色接头（负极）上，将一根刺针或万用表探头连接到测试线的彩色接头（正极）上。分别探测传感器三条连线。三条连线为：电源线，地线和霍尔效应输出线。霍尔效应开关信号通常在中间端子上，霍尔效应输出如本页波形示例所示。

图. 20.1

图20.1 显示检测霍尔效应传感器插头线束 。

不同的发动机速度下检查信号要调整时基。

霍尔效应分电器拾取波形示例

霍尔效应分电器拾取注意点

这种触发设备是一种产生简单的“开/闭”方波输出信号以供点火模块确认和加工的数字开关。触发器上有一个有缺口的转动金属盘。通过缺口的磁场效应使电压流动停止。当“缺口”关闭时流动恢复。这个动作产生一个被ECM或放大器接受的数字方波。传感器有三条特征性的连线：电源线，地线和输出信号线。当观察方波波形时振幅会变动，但这并不成为问题，因为频率才是重要的，而不是电压值。当霍尔效应触发器电压降到0伏，线圈点火。这发生在金属转盘上的“缺口”打开时。

技术资料 – 霍尔效应分电器拾取

图. 20.2

图. 20.3

图20.2 显示霍尔效应拾取器图 ，标记了“0”的端子是霍尔电压输出。 图 20.3 显示霍尔效应分电器

感应式分电器拾取

如何连接示波器

波形示例和注意点

技术资料

测试时如何连接示波器 :-

感应式分电器拾取测试

测试连接根据分电器装配不同而不同。放大器有直接装在分电器体上的，也有装在不同的地方的。

如果放大器装在别的地方：

在PicoScope的通道A上连接一条BNC测试线, 将一根刺针连接到测试线的黑色接头（负极）上，将一根刺针连接到彩色接头（正极）上。背刺感应式分电器拾取上伸出分电器体的插头上的两条连线。如图 19.1 所示。

图. 19.1

如果放大器直接装在分电器体上：

拆下放大器，在拾取器输出连线上接上两条线，重新装上放大器（如果你想在发动机运转时测试拾取）。在PicoScope的通道A上连接一条BNC测试线, 将一个小的黑色鳄鱼夹连接到测试线的黑色接头（负极）上，将一个小的红色鳄鱼夹连接到测试线的彩色接头（正极）上，将两个鳄鱼夹夹在刚接上的两条线上。

如您所见，这页的波形因为使用了下降触发而变得稳定。

感应式分电器拾取波形示例

感应式分电器拾取波形注意点

这种类型得拾取器自己产生信号，不需要电源。通过拾取器的两条连线可以认出它来，拾取信号用于触发点火放大器或ECM。当金属转子转动时，变动的磁场使拾取器感应出一个交流电压。这种拾取器可以形容为一个小型交流发电机，因为当金属转子靠近绕组时，输出电压升高，而当两个元件排成一列时，电压迅速降为零并在转子转过时在相反的相位上产生一个电压，波形为正弦波。

拾取器产生的电压取决于以下几个因素：

• 发动机转速：在打火时产生的电压低至2到3伏，而高发动机转速时可超过50伏。
• 金属转子与拾取绕组之间的间距。平均空气间隙在8到14 thou范围之间，过大的间隙会减少作用在绕组上的磁场强度，接着输出电压也会减小。
• 磁体提供的磁场强度。磁场强度取决于“切割”绕组的效应，输出电压也随之减小。

正极和负极电压的不同可以是明显的,当连接到放大器电路时,负极一方的正弦波有时削弱了,但断开并测试摇动状态时会制造出完美的AC.

技术资料 – 分电器拾取

这种类型得拾取器自己产生信号，不需要电源。通过拾取器的两条连线可以认出它来，拾取信号用于触发点火放大器或ECM。

当金属转子转动时，变动的磁场使拾取器感应出一个交流电压。这种拾取器可以形容为一个小型交流发电机，因为当金属转子靠近绕组时，输出电压升高，而当两个元件排成一列时，电压迅速降为零并在转子转过时在相反的相位上产生一个电压，波形为正弦波。

拾取器产生的电压取决于以下几个因素：

• 发动机转速：在打火时产生的电压低至2到3伏，而高发动机转速时可超过50伏。
• 金属转子与拾取绕组之间的间距。平均空气间隙在8到14thou范围之间，过大的间隙会减少作用在绕组上的磁场强度，接着输出电压也会减小。
• 磁体提供的磁场强度。磁场强度取决于“切割”绕组的效应，输出电压也随之减小。

这里有两种类型永久磁感应拾取分别是环形型的和分支型的.两种类型的区别因素在于分支拾取只有一个磁阻分配头点而环形的每一个汽缸都有一个磁阻分配头点.

拾取总是被裱好在分电器外壳上然后从凸轮轴驱动,利用万用表或示波器,有几种方式可以用它们来进行测试.

图. 19.2

图 19.2 显示环形感应型分电器拾取的图表.

感应式曲轴传感器

如何连接示波器

示例波形和注意点

技术资料

如何连接示波器 :-
感应式曲轴传感器波形测试

在PicoScope的通道A上连接一条BNC测试线, 将一个大的黑色鳄鱼夹连接到测试线的黑色接头（负极）上，并连接一根刺针或万用表探头到测试线的彩色接头（正极）上。分别探测连接器的两根线，直到最大的波形出现，较小的波形是接地回路。

另一种连接方法可以使用 TA012两针脚引线 。将BNC测试线连接到TA012引线的两接头上。如果显示波形比预想中的小，请将连线对调。TA012引线连接如图17.1所示 。

图. 17.1

感应式曲轴传感器波形示例

感应式曲轴传感器波形注意点

在这个波形中我们可以评估曲轴角度传感器（CAS）的输出电压。厂家、接近距离、发动机速度不同，输出电压也不同。

评估这个波形的主要原因是：损失高电压（HT）导致发动机停转时，监测输出信号。波形是交流（AC）信号，电压随发动机转速增加而增加。

图中的缺口是飞轮或转子上的“缺失齿”造成的，它作为参考点给ECM确定发动机位置。一些系统每转一圈有两个参考点。

曲轴传感器技术资料

该传感器，被称为曲轴角度传感器（CAS）或曲轴位置传感器（CPS），可以装在不同位置上：前皮带轮附近、发动机后面飞轮上、发动机缸体侧或分电器内。ECM用传感器产生的输出信号确定发动机的精确位置。

感应式曲轴传感器端子间有一电阻值。这种类型的传感器是最常用的，但霍尔效应式和交流励磁式在一些发动机管理系统上也有应用。感应式传感器通常是两条线的，虽然有些厂家用三条线，但第三条线是同轴屏蔽线用于屏蔽高压干扰，这些干扰会影响和扰乱ECM看到的信号。

传感器产生的输出电压根据车型不同会有所不同，并且由于以下三个因素而减小：

1. 传感器空气间隙在有些情况下被固定不能调整，而在其他车型上空气间隙可以调整和用塞尺测量。空气间隙过大会减少传感器电压输出。
2. 绕组短路的失效传感器也会减少电压输出，而开路的传感器根本没有输出。曲轴角度传感器内部绕组的状态可用万用表的电阻档来测试。
3. 过慢的起动转速会导致电压输出低。由于这种特性在摇转发动机时发动机不会起动成功；但如果发动机是“推行起动”成功的话，导致发动机运转太快和产生足够的电压触发ECM。过大的空气间隙，也会出现同样的症状。

曲轴传感器变热时容易失效，绕组会开路。在这种情况下发动机会停止，但冷却下来后可重新起动。

注意：上述的症状也可由别的电子部件造成，所以在这些情况下测试部件是必须的。

图. 17.2

图17.2 显示一个典型的曲轴传感器

冷却液温度传感器

如何连接示波器

波形示例和注意点

技术资料

如何连接示波器

1. 连接一条premium BNC 测试线 或 PP718 BNC 测试线 到 PicoScope的通道 A上。
2. 连接一个TA005 大的黑色鳄鱼夹到测试线的黑色接头（负极）上。
3. 连接一根TA008 刺针 或TA001 万用表探头到测试线的彩色接头（正极）上。
4. 将黑色鳄鱼夹夹到蓄电池负极上。
5. 用刺针 或万用表探头探测冷却液温度传感器。

传感器的两根线是5伏的电源线和接地线。需要连接的是第一条线。

另一种连接方法是使用 TA012 两针脚引线。按照上述连接，但是不用使用刺针或万用表探头，检测两针脚引线的两条线以确认哪条线是传感器的反馈线。冷却液温度传感器的测试连接，如 图 15.1。

图 15.1

示例波形

上面: 没过滤的波形

上面: 低通滤波器设置为 10 Hz的波形

波形注意点

冷却液温度传感器（CTS）是一个用5伏电源的两线设备。

当发动机温度改变时，传感器可以改变自身的电阻。大部分的传感器有负温度系数（NTC），这使元件电阻值随温度增加而减少。电阻的改变使传感器输出电压也随之改变，且可监测到该电压是否在它的工作范围内。在示波器上通过选择500秒的时间刻度观察传感器输出。起动发动机，在大多数情况下电压初始值为3到4伏。这电压取决于发动机温度。当温度升高电阻减小，电压也会下降。

该电压的变化通常是平滑的。如果冷却液温度传感器（CTS）在某个温度点上有故障，利用示波器是唯一可靠的检测方法。

注意 :- GM/Vauxhall/Opel Simtec 系统在暖车阶段有一个点电压会突然变化。 这在冷却液温度传感器 (GM/Vauxhall/Opel) 波形页面的波形注意点部分有陈述。

第一个波形没有使用滤波器，显示出来自发动机的大量噪音。第二个波形使用了滤波器（在通道选项菜单里设置），过滤掉了10Hz以上的频率。

技术资料

冷却液温度传感器(CTS)是个小的两线设备，它的工作是报告发动机温度给发动机控制模块（ECM）。这个信号决定发动机的暖机加浓和高怠速。

该传感器通常有一个负温度系数（NTC），这表示当温度升高时部件的阻抗下降。正温度系数（PTC）传感器没有负温度系数的普遍，它的阻抗是随温度升高而升高的。

为增加车辆驾驶性和效能，在1992年以前的没有装备三元催化器的车上，电阻值可以通过在冷却液温度传感器电路上串联一个电阻来改变。电阻值必须在串联进去前计算。这种修正方法不能应用在装备有三元催化器的发动机上，因为过多的供油会扰乱lambda或氧气传感器的矫正工作。

不同的厂商制造的传感器是不同的，它们外表虽然相近，但输出却是完全不同的。电路上任何接触不良会在串联上增加阻抗，导致ECM看到的读数不正确。测量ECM插头处的阻抗可以确定是否接触不良。

图 15.2 – 一个典型的冷却液温度传感器

凸轮轴传感器——交流励磁

如何连接示波器

示例波形和注意点

技术资料

如何连接示波器 :-

交流驱动凸轮轴传感器波形测试

在PicoScope的通道A上连接一条BNC测试线, 将一个大的黑色鳄鱼夹连接到测试线的黑色接头（负极）上，将一根刺针连接到测试线的红色接头（正极）上。在PicoScope的通道B上连接一条BNC测试线,将一根刺针连接到测试线的红色接头（正极）上。

将大的黑色鳄鱼夹夹在蓄电池负极上，用两根刺针探测传感器。

该传感器有三条线，其中两条携带有交流（AC）波形如本页示例波形所示，另一条为接地线。

图. 13.1

图13.1 显示在GM/Vauxhall/Opel ECO TEC发动机凸轮轴盖的凹陷处用刺针测量凸轮轴传感器。

交流励磁凸轮轴传感器波形示例

交流励磁凸轮轴传感器波形注意点

这种传感器用在一些GM/Vauxhall/Opel ECO TEC发动机上。这种汽缸识别传感器与别的感应式传感器不同之处在于拥有一个交流电源。ECM提供一个100到150kHz（100，000 至150，000 个周期每秒）的高频给装在转盘附近的励磁线圈。

转盘位于凸轮轴末端，轮上去掉了一小块，当这个“缺口”与传感器对齐，交流高频激励接收器（通过互相感应）并且返回给ECM一个信号，指示一号缸的位置。

由于频率很快，时间刻度应设为20us/格，示波器才能捕获到该频率。

汽缸识别传感器（CID)用于提供凸轮轴位置的参考信息给ECM,从而决定正确的顺序喷油正时。

凸轮轴传感器技术资料

该凸轮轴传感器与别的感应式传感器不同之处在于拥有一个交流电源电压。ECM提供一个100到150kHz的高频给装在转盘附近的励磁线圈。

转盘位于凸轮轴末端，轮上去掉了一小块，当这个“缺口”与传感器对齐，交流高频激励接收器（通过互相感应）并且返回给ECM一个信号，指示一号缸的位置。

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霍尔效应曲轴位置传感器

如何连接示波器

示例波形和注意点

技术资料

如何连接示波器 :-

霍尔效应曲轴传感器波形测试

在 PicoScope的通道B连接一条BNC测试线, 将大的黑色鳄鱼夹接到测试线的黑色接头（负极）上，将一根刺针或万用表探头接到测试线的红色接头（正极）上。轮流探测传感器三条连线，您会找到霍尔传感器的输出线，如下面所示。三条连线为：电源线，地线和霍尔效应输出线。

不同的发动机转速下检测信号，时基可能需要调节。

图. 12.1

图 12.1 显示连接GM/Vauxhall/Opel ECO TEC发动机的霍尔效应曲轴传感器的插头。 虽然曲轴传感器装在前皮带轮附近，但连接插头在空气流量传感器附近。

霍尔效应曲轴传感器波形示例图

霍尔效应曲轴波形注意点

这是GM/Vauxhall/Opel配备有Simtec56.5发动机管理系统的曲轴传感器。曲轴传感器（CAS)提供一个与发动机转速相关的电压输出。此系统不应与用频率调节信号（交流驱动）的Simtec系统混淆。

技术信息――曲轴传感器

曲轴角度传感器或曲轴位置传感器可装在不同位置上：前皮带轮附近，发动机后端飞轮上，发动机缸体侧或分电器内。ECM用传感器产生的输出信号确定发动机的精确位置。

霍尔效应曲轴传感器是一个简单的数字“开/断”开关，产生的数字信号为ECM识别和加工。传感器通过转动的金属盘缺口来触发，金属盘在电磁体和半导体接收器间转动。半导体接收器如果探测到磁场则成为导体，如被屏蔽，则成为绝缘体。磁场通过两个物体间转动的转盘来开闭。磁场通过“窗口”将停止电压的流动，“窗口”关闭时重新恢复流动。这个动作产生一个ECM或放大器能识别的方波，不再需要额外的Schmitt 触发线路将模拟信号转换为数字信号。

传感器有三条连线：电源线，地线和输出信号线。示波器上监测到的方波振幅会变化，但重要的是频率，而不是电压值，所以这没有问题。输出还可以用具有频率功能的万用表测量。

凸轮轴传感器 – 感应式

如何连接示波器

波形示例和注意点

技术资料

如何连接示波器

在PicoScope的 通道 A上接上一条BNC测试线，将大的黑色鳄鱼夹接到测试线的黑色接头(负极)上，将一根刺针或万用表探头连接到测试线的红色接头(正极)上。分别探测连接器的两根线，直到最大的波形出现，软小的波形是接地回路。

另一种选择是用TA012 两针脚引线，如图 11.1所示。

图. 11.1

示例波形

波形注意点

凸轮轴传感器有时称为汽缸确认传感器(CID)或”相位”传感器，用于给ECM提供参考信号以确认顺序喷油正时。

这种传感器自己产生信号，不需要外界电源。它可以通过两条有同轴屏蔽的连线认出来。

凸轮轴传感器产生电压取决于几个因素：发动机转速，金属转子和拾波器的接近度，传感器提供的磁场强度。发动机起动时，ECM需要传感器参考信号，如没有的话喷油正时会改变。如果CID传感器有故障，车辆驾驶员是不会知道的，因为车辆的驾驶性能没有受到影响。

一个良好的感应式凸轮轴位置传感器的特性波形是正弦波形，幅值大小随发动机速度增加而增加，通常每720度曲轴转角（360度凸轮轴转角）就产生一个信号。 发动机起动时，电压的峰峰约为0.5伏，怠速时升高到约为2.5伏，如示例所示。

技术资料

凸轮轴传感器有时称为汽缸确认传感器(CID)，发动机起动时，传感器将发动机到达一号缸的信息传给ECM，确定喷油正时。感应式传感器的两条线间有一电阻值，两条线连接到ECM上。

元件的输出信号可以是模拟信号或数字信号（正弦波或方波），取决于生产厂商。GM/Vauxhall/Opel在Simtec发动机管理系统上也运用了交流（AC）驱动传感器。

因为凸轮轴传感器只是决定喷油脉冲正时，所以失效的凸轮轴传感器不会导致发动机起动不了。当传感器被断开，可以看到喷油嘴喷油角度“偏移”，导致燃油供应在进气阀门后的错误时间。

图 11.2

图 11.2 显示一个典型的凸轮轴位置传感器。