EAT-141 Meten met de scoop

Transcriptie

1 EAT-141 Meten met de scoop Zelfstudie en huiswerk 10-08

2 2 Inhoud INLEIDING 3 DOELSTELLING 4 SCOOPMETING 5 VERSCHILLENDE SCOOPS 7 SIGNAALBEOORDELING 7 SOORTEN SPANNINGEN EN STROMEN 9 HUISWERKOPDRACHT 12

3 3 Introductie Met dit zelfstudiepakket kun je je voorbereiden op de Regionale Praktijktraining. Tijdens de training ga je een aantal werkorders uitvoeren. De informatie in dit zelfstudiepakket kan je helpen om die werkorders snel en doeltreffend uit te voeren. Verder is de zelfstudie een aanvulling op de theorieleerstof van je beroepsopleiding. In het zelfstudiepakket staan ook huiswerkvragen en opdrachten. Daarmee kun je controleren of je de stof goed begrijpt. Maak de vragen en opdrachten en bespreek ze met je leermeester. Je kunt je vragen natuurlijk ook tijdens de RPTdag aan de trainer stellen. De RPT-dag bestaat uit drie onderdelen: Theoriedeel Hier behandelen we kort de onderwerpen uit het zelfstudiepakket. Als bepaalde dingen in het zelfstudiepakket je niet duidelijk zijn, noteer ze dan. Dan kunnen we die tijdens het theoriedeel bespreken. Praktijkdeel Hier ga je aan de slag met de werkorders aan voertuigen of onderdelen daarvan. Voor vragen of uitleg kun je terecht bij de trainer. Hij is je vraagbaak en coach. Informatie en schema s kun je vinden in de werkplaatshandboeken en op de Infopunten. Op de Infopunten kun je onder andere internet en digitale handboeken raadplegen. Beoordeling Aan het einde van de RPT-dag vult de trainer een beoordelingsformulier in. Je krijgt dit formulier mee. Hierop staan de beoordelingen voor de uitgevoerde werkorders. Ook geeft de trainer een algehele beoordeling voor de manier waarop je de hele dag gewerkt hebt. De beoordeling voor de verschillende onderdelen is Goed (G), Voldoende (V) of Onvoldoende (O). Succes!

4 4 Doelstelling Na afloop van deze training kun je met betrekking tot: Werken met een oscilloscoop de oscilloscoop bedienen de oscilloscoop instellen het begrip triggeren verklaren Signalenleer puls- en periodetijd bepalen de frequentie bepalen/berekenen sinus herkennen duty-cycle herkennen en berekenen de gemiddelde spanning over de duty-cycle gestuurde actuator bepalen en berekenen de werking verklaren van een wisselspanning en het gelijkrichten daarvan

5 5 Scoopmeting 1 Scoopbeeld De scoop is een meetapparaat om het spanningsverloop te meten en dit grafisch zichtbaar te maken (afb. 1). Het zichtbaar maken van het spanningsverloop is belangrijk om signalen van een sensor te controleren. Deze signalen kunnen van langzaam tot zeer snel wisselen, maar in ieder geval zijn de wisselingen te snel voor een multimeter om te volgen. Een scoop is in feite een voltmeter die de hoogte en het verloop van de spanning laat zien. Anders gezegd: de spanning wordt weergegeven als functie van de tijd. Hierbij lees je de tijd horizontaal (op de X-as) af en de spanning verticaal (op de Y-as). Triggeren Sommige grafische meetinstrumenten kun je op papier laten tekenen, zoals bijvoorbeeld een seismograaf (afb. 2) die aardbevingen registreer. Het gedeelte dat je wilt aflezen kun je terugzoeken op het papier. 2 Seismograaf CAN-bus metingen bijvoorbeeld gaan veel te snel om op papier te tekenen. Het scherm van een scoop wordt gebruikt om metingen te bekijken. Om een signaal op een scoop te kunnen aflezen wordt de scoop bijvoorbeeld op 2 milliseconden per divisie gezet. Dat wil zeggen dat elk vierkantje in het scherm een tijd van 2 milliseconden weergeeft. Heeft het beeld nu 5 divisies (vierkantjes) horizontaal dan duurt 1 beeld dus 10 milliseconden, de scoop schrijft van links naar rechts en is hiermee na 10 milliseconden klaar en begint opnieuw links te schrijven waarmee hij rechts gestopt is. Afbeelding 3 geeft een sinus weer. Stel je voor dat de lichte lijn het eerste deel van het signaal is en de zwarte lijn het tweede deel van datzelfde signaal. Je ziet dat de beelden door elkaar lopen en zo wordt het beoordelen van dit signaal onmogelijk. 3 Scoop niet getriggerd

6 6 Triggeren, is een manier om tegen de scoop te zeggen wanneer deze moet beginnen met het schrijven van een te meten signaal. Daarnaast is het triggerniveau zo in te stellen dat de scoop begint met schrijven op een bepaald spanningsniveau. Een andere mogelijkheid is om de scoop te laten schrijven tijdens de op- of neergaande flank van het te meten signaal. In afbeelding 4 geeft de punt het spanningsniveau weer en de muzieknoot rechts van de punt de op- of neergaande flank. Het linkergedeelte van het zwarte signaal wordt dus nooit weergegeven. Bij sommige scoops kan ook de tijd waarbij begonnen wordt met schrijven ingesteld worden. De rode punt verschuift dan naar rechts. 4 Scoop getriggerd Het kan voorkomen dat een scoop geen beeld schrijft als het triggerniveau niet goed is ingesteld. De spanning waarop de scoop moet beginnen met schrijven wordt dan door het te meten signaal niet gehaald. functietoetsen tijdtoets voltagetoets kanaal A voltagetoets kanaal B in- en uitschakelen van de scoop contrast en resetten van de scoop Hierboven staat de Fluke 123 scoop weergegeven, die tijdens de cursus behandeld wordt.

7 7 Verschillende scoops Tijdens de training wordt gebruik gemaakt van een Fluke 123 scoop, maar er zijn meerdere fabrikanten. Bij de beslissing of er een scoop aangeschaft gaat worden in de werkplaats is het verstandig om reeds kennis te hebben van een scoop. Let op de maximale spanningen die weergegeven kunnen worden, omdat in de toekomst de spanningen hoger worden in auto s (commonrail-verstuiver). Als er meerdere kanalen op de scoop zitten, dan kunnen sommige scoops de signalen niet door elkaar schrijven, maar wordt voor elk kanaal een apart gedeelte in het beeldscherm gebruikt. Dit kan lastig zijn. Voor CAN-bussystemen is een scoop nodig die een tweekanaals meting kan uitvoeren, zodat de signalen met elkaar vergeleken kunnen worden. Een scoop die te gecompliceerd werkt, verdwijnt in de kast onder een laag stof. Als je een scoop in de werkplaats hebt, is het verstandig om zo nu en dan de signalen van diverse componenten te meten, ook als het niet direct noodzakelijk is. Op deze manier wordt de ervaring en kennis van de scoop paraat gehouden, en weet je hoe de verschillende signalen er uit zien. Signaalbeoordeling De vraag die centraal staat hierin: Wat is belangrijk in een afgegeven signaal om het desbetreffende signaal op een juiste manier te beoordelen? Hieronder staan een aantal beoordelingspunten: 1. hoe is het meetgereedschap aangesloten? over de component ten opzichte van massa 2. is er geen spanningsverlies in de massa? 3. is er geen spanningsverlies in de plus? 4. verandert het signaal bij gas geven, wel of geen duty-cycle? 5. wat is de frequentie van het gemeten signaal? 6. wat is de top-topspanningswaarde van het signaal? 7. wat voor een te meten signaal kan ik verwachten? Er komen in de motorvoertuigentechniek diverse vormen van signalen voor. De meeste daarvan zijn herhalend ook wel repeterend genoemd. De herhalende signalen splitsen we in twee hoofdgroepen: analoge signalen digitale signalen. Analoge signalen vertonen alle spanningswaarden tussen een minimum en een maximum niveau. Digitale signalen kennen maar twee spanningniveaus: laag of hoog. De overgang tussen laag en hoog geschiedt plotseling, zodat men ook wel over bloksignalen spreekt.

8 8 In de autotechniek onderscheiden we de volgende verschillende spanningsvormen: blokspanning sinusspanning zaagtandspanning. De spanningsvormen die het meest voorkomen in de autotechniek zijn de blokspanning en de sinusspanning. In de afbeeldingen hieronder zie je verschillende aansluitmogelijkheden van de scoop. Tijdens de meting over de component (V2) worden de meetpennen over de desbetreffende component, in dit geval een verstuiver, geplaatst. Op welk punt wordt de schakelaar geopend? Tijdens de meting ten opzichte van massa (V3) wordt één meetpen op de ingang van het regelapparaat geplaatst en de andere pen op de massa. Op welk punt wordt de schakelaar geopend?

9 9 Het verschil in meting (over de component en ten opzichte van massa) is dat de scoopbeelden elkaars tegenovergestelden zijn. Wanneer gebruik wordt gemaakt van een BOB-kast (break out box) dan zal de meting t.o.v. massa uitgevoerd worden, echter in de praktijk blijken de meeste autobedrijven niet te beschikken over een BOB-kast. Wanneer het autobedrijf geen BOB-kast heeft, kan de meting zowel over de component uitgevoerd worden als ten opzichte van massa. Beide metingen hebben hun voordelen of nadelen. Soorten spanningen en stromen Zuivere gelijkspanning Altijd dezelfde polariteit (positief/negatief) en grootte (accuspanning). Variërende gelijkspanning Altijd dezelfde polariteit; de spanning wisselt (signaal gaskleppotentiometer).

10 10 Pulserende gelijkspanning Altijd dezelfde polariteit, de frequentie wisselt regelmatig. Dit wordt ook wel pulstrein genoemd. Zuivere wisselspanning De polariteit wisselt regel matig, m.a.w. de stroom richting keert om (toerental signaal). Topwaarde De topwaarde is de maximale waarde die een signaal bereikt. Symbool: û of U max Eenheid: volt (V). Top-topwaarde De top-topwaarde is het verschil tussen de maximale negatieve en de maximale positieve waarde. Symbool: U top-top Eenheid: volt (V). Periodetijd (pulsbreedte) De periodetijd is de tijdsduur van één frequentie. Eenheid: seconde

11 11 Frequentie De frequentie is het aantal perioden per seconde Symbool: f Eenheid: hertz (Hz) In formulevorm: f = 1/periodetijd. Gemiddelde waarde De gemiddelde waarde is de waarde die een signaal gemiddeld heeft, bijv. gemeten met een multimeter. Symbool: U gem Eenheid: volt (V). De hoogte van de hieronder afgebeelde pulserende gelijkspanning is 75% van de periode. De gemiddelde waarde is dan 75% van de topwaarde. 75% van 11,25 V is 8,4 V. De gemiddelde waarde is dus 8,4 V. Duty-cycle De duty-cycle geeft een verhouding aan tussen de pulstijd en de periodetijd (symbool:, formule: = (pulstijd/periode) x 100%. Een duty-cycle wordt weergegeven als een percentagegetal. LET OP: Het bepalen van de pulstijd hangt af van de uitgevoerde meting. Bij V2 (over de component) is het hoge gedeelte de tijd dat er stroom loopt (zie afbeelding). Bij V3 (t.o.v. massa) is het lage gedeelte de tijd dat er stroom loopt (zie afbeelding).

12 12 Huiswerkopdracht 1 Wat is het verschil tussen de meting over de component en t.o.v. massa? 2 Noem enkele sensoren met de daarbij horende spanningsvorm. Noteer van het scoopbeeld op bladzijde 5 de volgende zaken: spanningsinstelling tijdsinstelling hoe noemen we dit signaal wat voor spanning is dit periodetijd frequentie top-topwaarde topwaarde het triggerniveau (spanning) de triggerflank 100 mv/d 5 ms/d sinussignaal wisselspanning, snijdt de nullijn 20 ms f =1/T = 50 Hz 500 mv 250 mv zolang trigger maar in het signaal staat opgaande flank