BibliotekaWraz z wprowadzeniem na rynek nowej generacji oscyloskopów do diagnostyki pojazdowej serii PicoScope 4000 pojawił się termin „wejść pływających” . Co to tak naprawdę oznacza dla inżyniera/technika i jak najlepiej wykorzystać tę funkcję w codziennej pracy?
Termin pływający odnosi się do faktu, że kanały wejściowe nie mają już wspólnej masy, jak to miało miejsce w przypadku starszych modeli jak np. PicoScope 4223 czy 4423. Każdy kanał wejściowy musi być niezależnie uziemiony i może być podłączony do napięcia odniesienia +/- 30V względem masy pojazdu.
Dlatego połączenia odniesienia masy mogą unosić się w powietrzu ±30 V względem masy pojazdu.
Poniższe przykłady najlepiej opisują, jak architektura oscyloskopów nowej generacji różni się od poprzedniej.
Poprzednie oscyloskopy PicoScope serii 4000 mają wspólną masę dla wszystkich kanałów
Nowe kanały wejściowe oscyloskopu PicoScope serii 4000 należy indywidualnie uziemić
Jakie korzyści dostarcza technika wejść pływających?
Pomiar spadku napięcia z wykorzystaniem tylko jednego kanału
Pomyśl o nowym oscyloskopie serii 4000 jak o czterech oddzielnych multimetrach w jednym zamkniętym urządzeniu. Każdy multimetr reprezentuje 1 kanał wejściowy z 2 przewodami pomiarowymi (przewód sygnałowy i uziemiający).
Teraz pomyśl o tym, jak używamy multimetru do pomiarów spadków napięcia na dodatnim kablu rozrusznika, podłączając przewód sygnałowy i uziemiający do obu końców kabla rozrusznika i sterując rozrusznikiem (oba przewody pomiarowe mają napięcie powyżej 0 V). Nowy oscyloskop serii 4000 może przeprowadzić dokładnie ten sam test na jednym kanale!
Wcześniej potrzebowaliśmy 2 kanałów i kanału matematycznego, aby odjąć jeden kanał od drugiego, aby uzyskać wartość spadku napięcia.
Poprzedni model wymagał 2 kanałów i kanału matematycznego „AB” do obliczenia spadku napięcia
Nowa seria PicoScope 4000 wymaga tylko 1 kanału do obliczenia spadku napięcia
Siłowniki z odwrotną polaryzacją i jednym kanałem
Silniki przepustnicy to tylko jeden przykład, w którym odwrotna polaryzacja jest często stosowana w zastosowaniach motoryzacyjnych. Poniższy obraz pokazuje działanie silnika przepustnicy i zmianę polaryzacji mierzonego napięcia podczas przejścia z biegu jałowego do szeroko otwartej przepustnicy (WOT). Przewody pomiarowe oscyloskopu są podłączone do silnika przepustnicy bez odniesienia do masy pojazdu. Inne kanały podłączone do oscyloskopu można podłączyć do masy pojazdu bez wpływu na nasz sygnał lub działanie silnika przepustnicy.
Nie musimy się już martwić użyciem odniesienia do masy powyżej 0 V, ponieważ każde odniesienie do masy kanału wejściowego jest niezależne od pozostałych. Korzystnym efektem ubocznym jest to, że nie należy się martwić przypadkową odwrotną polaryzacją połączeń akumulatora, ponieważ luneta po prostu zareaguje, wyświetlając –12 V (identycznie jak multimetr).
Pomiary między komponentami za pomocą jednego kanału
Szerokopasmowe czujniki tlenu wykorzystują celę pomiarową generującą napięcie 450 mV pomiędzy dwoma zaciskami złącza wiązki przewodów. Wejścia pływające umożliwią technikowi podłączenie tych zacisków i bezpośredni pomiar 450 mV, podczas gdy pozostałe kanały wejściowe będą wykorzystywane do innych pomiarów (na przykład napięcia ogniwa pompy).
Używając oscyloskopu ze wspólnymi wejściami masy, nasze napięcie 450 mV musiałoby zostać zmierzone przy użyciu dwóch kanałów podłączonych do każdego zacisku na złączu wiązki przewodów i odniesionych do masy pojazdu. Następnie wykorzystano by kanał matematyczny do odjęcia zmierzonych wartości każdego kanału i uzyskania 450 mV.
Wspólne połączenia uziemienia a pływające połączenie wejściowe nowej serii PicoScope 4000 (kliknij, aby powiększyć)
Powyżej widzimy wspólny zakres uziemienia wykorzystujący dwa kanały (zielony i magenta) mierzący zacisk 1 i zacisk 5 (naszego czujnika szerokopasmowego) w odniesieniu do masy pojazdu, dostarczający wartości 2,977 V i 2,519 V. Po odjęciu wartość 458 mV zostaje ujawnione. Pływający zakres wejściowy (niebieski ślad) dokonuje pomiaru na zaciskach 1 i 5 naszego szerokopasmowego czujnika i rejestruje podobne 450 mV.
Kiedy nie unosić wejścia masy
Chociaż wejścia pływające zapewniają nową elastyczność, ważne jest, aby zapewnić ich prawidłowe użycie. Głównym wymaganiem jest to, aby wejście ujemne nie było podłączone do żadnego sygnału oddalonego o więcej niż 30 V od masy obudowy (0 V akumulatora), w przeciwnym razie mogą wystąpić błędy pomiaru (dioda LED z przodu oscyloskopu zaświeci się, aby Cię ostrzec). Należy zachować ostrożność przy pomiarach zapłonu pierwotnego i wtryskiwaczy, gdzie indukcyjne skoki napięcia są często znacznie wyższe niż 30 V. Niektóre indukcyjne czujniki wału korbowego mogą również przekraczać 30 V przy wyższych obrotach.
Drugą kwestią jest to, że wejście ujemne zapewnia większe obciążenie pojemnościowe niż wejście dodatnie. W związku z tym wejście ujemne nie powinno być podłączane do szybko zmieniających się sygnałów, takich jak magistrala CAN, FlexRAY lub niektóre czujniki wału korbowego, na które może mieć wpływ obciążenie pojemnościowe.
Wniosek
Pływające wejścia umożliwiły technikom swobodę pomiaru różnych obwodów z prostotą multimetru bez konieczności poświęcania dodatkowych kanałów wejściowych, poszerzając w ten sposób zakres dostępnych pomiarów i odkrywając nowe techniki pomiarowe.