Расписание поездов, заказ билетов, гостиницы, общежитие, часовой пояс, погода в г.Уфе и т.д.далее...
Добро пожаловать,
Диагност - это профессия!
Курсы по подготовке диагностов, курсы автоэлектриков, курсы диагностов, диагностическое оборудование.
Кроме технических воросов - вопросы ценообразования на услуги автосервиса, преодоление разногласия при работе с клиентами, вопросы взаимодействия с персоналом, обзор информационных баз данных …
Курс охватывает вопросы диагностики и ремонта электронных систем управления двигателей (бензиновых и дизельных): легковых автомобилей, грузовых автомобилей, мотоциклетной техники и автобусов.
В этой статье сформулированы основные отличия осциллографа общего назначения от осциллографа, в составе мотортестера с упором на "железную" часть прибора. на 10.09.08 Составитель: Sub категория Статьи комментарии: 1
"В специальной литературе и сети можно встретить много информации о интерфейсах ("софте"), специфических функциях и дополнительных датчиках мотортестеров. В этой статье я постараюсь сформулировать основные отличия осциллографа общего назначения от осциллографа, работающего в составе мотортестера с упором на "железную" часть прибора, т.е. устройство измерительного блока. Речь пойдет только о цифровых приборах, работающих совместно с персональным компьютером (ПК) через интерфейсы USB, LPT, Ethernet. Не претендую на истину в последней инстанции, просто хочу изложить свое видение этой проблемы, сформировавшееся за годы разработки диагностических приборов для автосервиса мной и коллективом фирмы CarTest ))."
By Попов А.А.( Разработчик мотор-тестера Cartest 2500)
Синхронизация развертки осциллографа
Все процессы в автомобильном двигателе происходят циклически. Для четырехтактного двигателя рабочий такт происходит за 2 полных оборота коленвала. Очевидно, что на экране осциллографа желательно видеть течение исследуемых процессов с привязкой к рабочему такту двигателя и работой каждого цилиндра. Для этого развертка осциллографа синхронизируется с помощью датчика первого цилиндра.
Для классической системы зажигания с трамблером достаточно иметь индуктивный датчик синхронизации, который надевается на высоковольтный провод первого цилиндра и работает по принципу трансформатора, одной из обмоток которого является токопроводящая жила ВВ-провода.
Для системы DIS с двухвыводными катушками индуктивный датчик синхронизации должен быть дополнен регулятором чувствительности, чтобы "отловить" рабочую искру (холостая всегда имеет гораздо меньшее напряжение пробоя). Принцип работы датчика тот же.
Для систем DI с индивидуальной катушкой на цилиндр и без высоковольтных проводов потребуется адаптер синхронизации, который подключается к первичной цепи катушки первого цилиндра. Этот адаптер формирует синхросигнал по скачку напряжения выше 100В в момент искрообразования и чаще всего выполнен по схеме аналогового компаратора. Таким образом, первое отличие мотортестера от осциллографа - наличие специальных датчиков синхронизации для разных систем зажигания.
Особое внимание стОит уделить вопросу, куда подключается датчик синхронизации.
В мотортестере для датчика синхронизации выделен отдельный цифровой канал, который управляет не только изображением на экране, но и работой самого прибора. Подробности - в следующем параграфе.
В некоторых, так называемых, "автомобильных осциллографах", сигнал индуктивного датчика синхронизации выводится в один из аналоговых каналов и устанавливается режим "софтовой" синхронизации по фронту импульса в одном из каналов. Такой способ подкупает своей простотой и универсальностью, но имеет ряд существенных недостатков.
Одной из главных характеристик цифрового мотортестера (осциллографа) является частота, с которой происходит измерение сигнала - частота дискретизации АЦП (аналого-цифрового преобразователя). Эта характеристика сравнима с мощностью двигателя автомобиля. Осциллограф с частотой дискретизации 100 КГц по сравнению с осциллографом на 300-500 КГц смотрится так же, как два автомобиля у которых под капотом соответственно 100 и 300-500 лошадок . Подавляющее большинство цифровых осциллографов имеет один аналого-цифровой преобразователь (АЦП), к которому через мультиплексор поочередно подключаются аналоговые входы. Это значит, что если частота дискретизации АЦП = 100 КГц и осциллограф одновременно работает по двум каналам, то частота оцифровки каждого канала = 50 КГц. Следовательно , при выделении одного измерительного канала под синхронизацию, качество оцифровки исследуемого сигнала ухудшается в два раза! Для корректного измерения таких скоротечных процессов, как пробой искры (пиковое значение амплитуды по напряжению), частота дискретизации имеет первостепенное значение. При частотах дискретизации АЦП ниже 300 КГц осциллограммы вторичной и первичной цепей системы зажигания могут быть значительно искажены и малоинформативны.
Частота дискретизации АЦП мотортестера не может быть ниже 300 КГц при наличии отдельного канала синхронизации и 600 КГц, если один из аналоговых входов задействован под канал синхронизации.
Передача данных от прибора к компьютеру
При анализе происходящих в двигателе процессов, очень важно точно измерять временнЫе величины. По времени измеряются частота вращения коленвала, длительность горения искры, время накопления в катушке зажигания, время впрыска топлива, угол опережения зажигания и т.д. Для обеспечения достаточной точности измерений, процесс оцифровки сигнала должен происходить с постоянной скоростью. Зная эту скорость, и принимая ее постоянной, можно вычислить время по количеству выборок АЦП на участке осциллограммы. Существует 3 основных способа передачи данных от АЦП к компьютеру:
1. Непрерывная передача данных без буферизации. В этом случае результат преобразования АЦП сразу передается в компьютер по одному из внешних интерфейсов (USB, LPT, Ethernet). Преимущество такого метода - простое устройство прибора, соответственно, и более низкая цена. Недостатки - ограничение частоты преобразования АЦП пропускной способностью интерфейса и значительное влияние на скорость передачи операционной системы Windows + быстродействие компьютера. Хорошим примером для демонстрации этой проблемы может служить обычная WEB-камера с интерфейсом USB, которая начинает "виснуть" в момент запуска других приложений, прослушивании музыки в MP3 и т.д.
Интерфейс Ethernet c пропускной способностью до 10 MBit наиболее подходит для такого способа. Наиболее "неудачный" интерфейс для мотортестера - к сожалению, USB. Почему - долго объяснять. Поверьте на слово или наберите в Яндексе что-то типа "FT245 непрерывная передача данных" или "USB изохронный режим".
2. Непрерывная передача данных с буфером малой глубины. В общем все так же, как и в ( 1 ), только уменьшено влияние "операционки" на скорость передачи. Данные передаются порциями при заведомо достаточной скорости интерфейса. Этот способ применяется в большинстве цифровых осциллографов общего применения, где одним из условий является непрерывность измерений для записи длительных нециклических процессов, в том числе и без синхронизации.
3. Запись данных в буфер большой глубины на протяжении всей синхронизации с последующей передачей всего пакета в компьютер. Момент запуска АЦП, начало и окончание записи в буфер, передача данных в компьютер, определяются по сигналу с датчика синхронизации. Таким образом, датчик синхронизации управляет всем измерительным комплексом, а не изображением на экране. Это наиболее "правильный" способ измерения, если известно максимальное время между синхронизациями. Для мотортестера его можно рассчитать по минимальным оборотам двигателя на холостом ходу (400-500 об/мин). Преимущества - частота преобразования АЦП не ограничена пропускной способностью интерфейса, стабильная скорость оцифровки, которая достигается применением кварцевого генератора тактовых импульсов в составе прибора. Недостатки - пропуск каждого второго рабочего такта двигателя при большой скорости преобразования АЦП и малой пропускной способности интерфейса, значительное усложнение аппартной части прибора. Для мотортестера считается допустимым отображать не каждый рабочий такт двигателя, а через один. При 1000 об/мин. это будет 4 кадра в секунду.
В мотортестере необходимо иметь два режима передачи данных - запись в буфер на протяжении всей синхронизации для измерения высоковольтных цепей ("первичка" и "вторичка") и непрерывную передачу данных с буфером малой глубины в режиме осциллографа и самописца с разными частотами преобразования АЦП.
Выбор режимов происходит при программной настройке синхронизации. Внешняя синхронизация - по датчику первого цилиндра с записью в буфер "от синхронизации до синхронизации" и внутренняя - по фронту (спаду) импульса в выбранном канале с регулировкой уровня синхронизации по амплитуде сигнала.
Гальваническая развязка мотортестер - компьютер
Система зажигания бензинового двигателя генерирует напряжения до десятков киловольт и является мощнейшим источником помех как для цифровой части модуля осциллографа, так и для компьютера работающего в составе мотортестера. Опасность поражения высоковольтным импульсом обслуживающего персонала я не рассматриваю, так как в современной России тема охраны труда давно потеряла актуальность . Особо остро проблема помехозащищенности стоит при использовании с составе измерительного комплекса стационарного компьютера с питанием от электросети 220В (часто без евророзетки с контактом заземления). Корпус и "земляная шина" стационарного компьютера всегда связана с фазой сети 220В через емкостный делитель в блоке питания. Если корпус компьютера не заземлен, то это легко проверить измерив напряжение между корпусом компьютера и батареей отопления, водопроводной трубой, железными воротами автосервиса или любым другим заземляющим контуром. Если корпус компьютера заземлен, а минусовая клемма аккумулятора и "земляная" шина двигатель-кузов в диагностируемом автомобиле сильно окислены, то высоковольтные импульсы системы зажигания могут стекать в "землю" по довольно странной схеме - через измерительные схемы осциллографа и электронные схемы компьютера. Оценить сколько и куда "сольется киловольт" довольно трудно, так как на это влияет множество факторов (например, уровень сырости колес авто и пола в автосервисе и качество контакта "минусового крокодила" мотортестера с кузовом автомобиля). От воздействия высоковольтных помех можно получить разные неприятности, от искажения результатов измерений до "зависания" компьютера или выхода из строя мотортестера и компьютера. Применение Ноутбука с автономным питанием только частично снимает описанные выше проблемы, так как тудно предвидеть степень сырости сапогов диагноста, который держится за ноутбук )).
Очень желательно, чтобы специализированный автомобильный осциллограф и тем более мотортестер имел гальваническую развязку между измерительным блоком и компьютером.
"Разрядность" АЦП
В технических характеристиках цифровых осциллографов всегда указывается "разрядность" примененного аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Не слишком осведомленный потребитель может не знать, что такое АЦП 8, 10, 12 или 14 разрядов и чем 14-ти-разрядное АЦП лучше 8-ми-разрядного. Постараюсь объяснить, что называется, "на пальцах" . В цифровой электронике большинство цифр связано с некоторой степенью двойки, например 256 цветов VGA монитора это 2 в 8-й степени или 1024 точки ширины SVGA монитора это 2 в 10-й степени. Так же и разрядность АЦП - если она равна к примеру 10, то напряжение в 10 вольт может быть измерено с точностью 10 / 1024 = 0,00976 вольта, если предел измерений составляет от 0 до 10 вольт. Если же мы хотим измерять переменное напряжение от -20 до +20 вольт, то точность измерения составит уже 40 / 1024 = 0,0390 вольта. Если использовать АЦП с бОльшим количеством разрядов, то можно расширить пределы измерения канала, не уменьшив при этом точность измерений. Если же сделать побольше каналов с разными диапазонами измерения, то можно добиться достаточной точности и на 8-ми-разрядном АЦП. Таким образом, указание "разрядности" АЦП в отрыве от пределов измерения конкретного канала прибора сопоставимо со "средней температурой пациентов по больнице". Более правильное отражение точности прибора указывается, например, в процентах от пределов измерения - первичная цепь +/- 500 В точность 1%. Надо признать, что в эту "точность" немалый вклад дает множество других факторов, таких как температурный дрейф источника опорного напряжения АЦП (референса), входных цепей прибора, трезвость наладчика и т.д., но эти тонкости выходят за рамки данной ознакомительной статьи.
))."