Dauguma automobilinių osciloskopų turi 2 arba 4 kanalus. Daugeliui darbų to užtenka: alkūninio ir skirstomojo velenų jutikliai, uždegimas, purkštukas. Tačiau kai kurie matavimai iš karto reikalauja daugiau signalų nei turi prietaisas — ir tada osciloskopas pradeda diktuoti, ką galima išmatuoti, o ne atvirkščiai.
Kada 4 kanalų neužtenka
- Elektromobilio pavara. Trys fazių srovės, trys fazių įtampos, rezolverio sužadinimas ir du jo išėjimai (sin, cos) — jau 9 signalai. Pridėkite akceleratoriaus padėtį ar CAN — daugiau nei 10.
- Dyzelio įpurškimas. Keturi purkštukai, slėgis kuro magistralėje, alkūninis ir skirstomasis velenai — 7 signalai, kuriuos norisi matyti vienu metu.
- Su pertrūkiais pasireiškiantys gedimai. Kai nežinote, kuri grandinė „kalta“, naudinga vienu metu stebėti maitinimą, masę, jutiklio signalą ir duomenų magistralę.
- Inverteriai, keitikliai ir pramoninė įranga, kur matuojama daug įtampų ir srovių skirtinguose taškuose.
Įprastas sprendimas — matuoti dalimis: pirma vienus signalus, paskui kitus. Bet su pertrūkiais pasireiškiantis gedimas antrą kartą gali ir nepasikartoti, o skirtingu metu užfiksuotų signalų tarpusavyje nesulyginsi.
Kodėl du osciloskopai — dar ne vienas prietaisas
Atrodytų, paprasta: prijungti du osciloskopus prie to paties kompiuterio. Bet kiekvienas jų matuoja pagal savo vidinį laikrodį (kvarcinį generatorių), o du laikrodžiai niekada nesutampa tiksliai. Jų skirtumas matuojamas ppm — milijoninėmis dalimis.
Pavyzdys: jei laikrodžiai skiriasi 50 ppm, per sekundę susidaro 50 µs skirtumas, per minutę — 3 ms, per valandą — 0,18 s. Matuojant 1 MS/s greičiu, kas sekundę vienas prietaisas „nubėga“ 50 taškų. Trumpam vaizdui tai nesvarbu, bet lyginant greitus įvykius dviejuose prietaisuose (pvz., purkštuko atidarymą ir slėgio kritimą) ar ilgą įrašą — signalai pasislenka ir išvados tampa klaidingos.
Antra problema — paleidimas (trigger). Kiekvienas osciloskopas pradeda įrašą pagal savo signalą. Norint, kad visi pradėtų tuo pačiu momentu, paleidimo signalas turi būti bendras.
Sinchronizavimas: bendras laikrodis ir bendras paleidimas
Tikram daugiakanaliam matavimui reikia, kad visi prietaisai:
- imtų matavimo taškus pagal vieną bendrą laikrodį — tada skirtumas tarp prietaisų yra 0 ppm, kiek ilgai bematuotumėte;
- turėtų bendrą paleidimo magistralę — matavimą galima paleisti nuo bet kurio kanalo bet kuriame prietaise;
- programoje atrodytų kaip vienas osciloskopas su visais kanalais vienoje laiko ašyje.
TiePie engineering tai sprendžia CMI (Combine Multiple Instruments) sąsaja: prietaisai sujungiami specialiu kabeliu grandine, programa juos atpažįsta pati, paskiria pagrindinį ir pavaldžius prietaisus, užbaigia magistralę — technikui nieko nustatinėti nereikia. Jungiama tiek prietaisų, kiek yra laisvų USB jungčių, todėl galima sudaryti 8, 12 ar daugiau kanalų sistemą, o po darbo vėl naudoti osciloskopus atskirai. Iš mūsų siūlomų automobilinių TiePie osciloskopų CMI turi ATS605004D-XMS, ATS605004DW-XMS, ATS610004D-XMSG ir ATS610004DW-XMSG modeliai. Jei prietaisai toli vienas nuo kito, TiePie turi ir belaidį sinchronizavimo modulį (WCMI) — iki maždaug 400 m atstumu.
Kita kryptis — iš karto rinktis daugiau kanalų turintį prietaisą, pvz., 8 kanalų osciloskopą. Tai paprasčiau, bet kanalų skaičius vėl tampa fiksuotas.
Masės ir galvaninė izoliacija
Daugumos automobilinių osciloskopų įėjimai yra vienpoliai: visų kanalų minusai sujungti tarpusavyje ir su kompiuterio mase per USB. Kai keli tokie prietaisai prijungti prie to paties kompiuterio, visų jų masės tampa bendros. Matuojant automobilio 12 V sistemą tai paprastai netrukdo. Bet jei matavimo taškų „masės“ yra skirtingo potencialo — pavyzdžiui, inverteryje, aukštos įtampos sistemoje ar pramoninėje įrangoje — per osciloskopo masę gali tekėti srovė, iškraipanti rezultatą ar net pažeidžianti prietaisą.
Tokiems matavimams naudojami diferenciniai įėjimai (matuojamas skirtumas tarp dviejų taškų, neprisirišant prie masės) arba galvaniškai izoliuoti prietaisai. Su CMI galima viename matavime derinti ir vienpolius, ir diferencinius prietaisus. Aukštos įtampos sistemose visada laikykitės zondų ir prietaisų įtampos kategorijų bei gamintojo saugos procedūrų.
Ilgas įrašymas: kiek telpa atmintyje
Su pertrūkiais pasireiškiančiam gedimui sugauti dažnai reikia įrašinėti valandas — bandomojo važiavimo metu ar paliekant automobilį stovėti. Duomenų kiekį lengva apskaičiuoti: vienas kanalas, 16 bitų (2 baitai) taškas, 1 MS/s — tai 2 MB per sekundę, apie 7,2 GB per valandą. Keturi kanalai — jau apie 29 GB per valandą.
Todėl ilgam įrašui sumažinkite ėmimo dažnį iki būtino: lėtiems signalams (įtampa, temperatūra, srovės nuotėkis) pakanka kelių ar keliolikos tūkstančių taškų per sekundę, o tada įrašas gali trukti parą ar ilgiau. Greitiems signalams naudokite paleidimą pagal įvykį — prietaisas įrašo tik tuos momentus, kai signalas peržengia nustatytą ribą. Kai kurie osciloskopai gali matuoti net be prijungto kompiuterio ir saugoti duomenis savo atmintyje, kad nutrūkęs ryšys nesugadintų matavimo.
Praktinis patarimas
Prieš perkant osciloskopą pagalvokite ne apie tai, kiek kanalų reikia šiandien, o kokius darbus servisas darys po kelerių metų. Elektromobiliai, hibridai ir sudėtingos įpurškimo sistemos reikalauja vis daugiau signalų vienu metu. Jei kanalų skaičių galima vėliau padidinti, investicija nepasensta. Kaip atrodo konkretus daugiakanalis matavimas elektromobilyje, žr. straipsnį Trifazio EV variklio srovių matavimas osciloskopu.
Kuo dirbama
- Automobilinis osciloskopas TiePie ATS605004D-XMS — su CMI sąsaja
- Automobilinis osciloskopas TiePie ATS605004DW-XMS — su CMI sąsaja
- Automobilinis osciloskopas TiePie ATS610004D-XMSG — su CMI sąsaja
- Automobilinis osciloskopas TiePie ATS610004DW-XMSG — su CMI sąsaja
Konkretaus modelio galimybes (kanalų skaičių, įėjimų tipą, sinchronizavimą) tikrinkite gamintojo specifikacijoje.
Straipsnis parengtas BADS techninės komandos pagal TiePie engineering techninę dokumentaciją. Susijusi įranga: Osciloskopai ir multimetrai. ← Visa techninė biblioteka