Bắt được dạng sóng lên màn hình là phần dễ. Phần khó là nhìn vào nó và nói được “cái này bình thường” hay “cái này hỏng”. Khác biệt giữa hai kỹ thuật viên hiếm khi nằm ở chỗ ai có máy tốt hơn, mà ở chỗ ai biết đọc dạng sóng ô tô theo đúng đại lượng cần đọc. Bài này đi qua 8 thông số dạng sóng mà PicoScope tính sẵn cho bạn — từ biên độ khi đo điện áp trên xe cho tới duty cycle ô tô — kèm ý nghĩa chẩn đoán của từng thông số.
Toàn bộ 8 thông số dưới đây lấy từ danh mục phép đo tự động (Measurements) mà PicoScope 7 Automotive công bố. Bạn không phải tính tay: chọn kênh, chọn loại phép đo, phần mềm tính và hiển thị ngay dưới đồ thị sau khi đã thu đủ dữ liệu, và có thể áp nhiều phép đo lên cùng một dạng sóng.
1. Biên độ đỉnh–đỉnh: thông số dạng sóng đọc trước tiên
Đỉnh–đỉnh là khoảng cách từ điểm thấp nhất tới điểm cao nhất của tín hiệu. Đây thường là con số đầu tiên đáng nhìn, vì phần lớn ngưỡng chẩn đoán trong tài liệu được phát biểu theo đỉnh–đỉnh. Ví dụ quen thuộc: gợn sóng đầu ra máy phát vượt 500 mV đỉnh–đỉnh là mức Pico nêu có thể gây nhiễu loạn các hệ thống điện khác trên xe.
Điều dễ bỏ sót: đỉnh–đỉnh chỉ có nghĩa khi tín hiệu không bị cắt ngọn. Nếu chọn thang đo quá hẹp, đỉnh sóng bị chặn phẳng ở mép màn hình và con số đỉnh–đỉnh trở thành số của thang đo chứ không phải của tín hiệu.
2. Giá trị lớn nhất và nhỏ nhất
Tách riêng max và min trả lời câu hỏi mà đỉnh–đỉnh gộp mất: tín hiệu lệch về phía nào. Hai dạng sóng cùng có đỉnh–đỉnh 12 V nhưng một cái chạy từ 0 đến 12 V, cái kia từ −6 đến +6 V, là hai mạch hoàn toàn khác nhau. Với tín hiệu cảm biến kiểu cảm ứng — vốn sinh điện áp âm lẫn dương — cặp max/min cho biết vành răng và cảm biến có đối xứng hay không.
3. Trung bình và RMS
Trung bình (mean) là mức một chiều tương đương của tín hiệu; RMS là giá trị hiệu dụng. Cặp này hữu ích khi thứ bạn quan tâm là mức chứ không phải hình: điện áp ắc quy trung bình trong lúc đề, mức nền của một cảm biến, hay so RMS trước và sau khi thay chi tiết.
Một mẹo đọc: nếu trung bình và RMS lệch nhau nhiều, tín hiệu có thành phần xoay chiều đáng kể chồng lên mức một chiều — chính là tình huống của gợn sóng máy phát.
4. Tần số
Tần số là số chu kỳ trong một giây. Trên xe, tần số hầu như luôn gắn với một chuyển động quay: tần số tín hiệu cảm biến trục cam phụ thuộc tốc độ trục cam, tần số tín hiệu bánh xe phụ thuộc tốc độ bánh. Vì vậy tần số là cầu nối giữa tín hiệu điện và cơ khí — đối chiếu tần số đo được với vòng/phút là cách kiểm tra chéo nhanh nhất xem cảm biến có đang báo đúng chi tiết hay không.
5. Chu kỳ
Chu kỳ là nghịch đảo của tần số, tính bằng thời gian. Nghe như thừa, nhưng khi làm việc ở miền thời gian thì đọc chu kỳ trực tiếp tiện hơn nhiều: so khoảng cách giữa hai mốc tham chiếu, đo độ trôi giữa các chu kỳ liên tiếp, hay xem một chuỗi xung có đều hay không.
6. Duty cycle ô tô: dương và âm
Duty cycle là tỉ lệ phần trăm thời gian tín hiệu ở mức cao (duty cycle dương) hoặc mức thấp (duty cycle âm) trong một chu kỳ. Đây là thông số trung tâm của mọi cơ cấu chấp hành điều khiển bằng độ rộng xung — van điều khiển không tải, van thanh lọc, quạt, bơm, van điều áp.
Chỗ hay nhầm: PicoScope tách riêng duty cycle dương và âm vì nhiều mạch trên xe điều khiển phía mát. Với những mạch đó, cơ cấu chấp hành làm việc trong khoảng tín hiệu ở mức thấp, nên con số cần đọc là duty cycle âm. Đọc nhầm sang duty cycle dương sẽ ra đúng phần bù — 30% thành 70% — và kết luận đi ngược hoàn toàn.
7. Độ rộng xung cao và thấp
Độ rộng xung là thời gian tuyệt đối của một xung, tính bằng mili giây, khác với duty cycle vốn là tỉ lệ. Phân biệt này quan trọng: thời gian mở kim phun là một khoảng thời gian, và nó phải thay đổi theo tải và tốc độ. Nếu chỉ nhìn duty cycle, một kim phun mở lâu hơn ở vòng tua cao có thể vẫn cho ra tỉ lệ phần trăm không đổi, che mất thay đổi thật.
Quy tắc thực dụng: đại lượng nào tài liệu hãng phát biểu bằng mili giây thì đo bằng độ rộng xung, đại lượng nào phát biểu bằng phần trăm thì đo bằng duty cycle.
8. Thời gian sườn, tốc độ sườn và đếm sườn
Nhóm cuối gồm thời gian sườn lên, thời gian sườn xuống, tốc độ biến thiên của sườn, và bộ đếm số sườn lên/xuống. Đây là nhóm bị dùng ít nhất nhưng lại bắt được loại bệnh khó nhất — bệnh chưa làm sai mức điện áp mà chỉ làm chậm chuyển mức.
Một tín hiệu số lẽ ra chuyển mức gần như tức thời; khi sườn bắt đầu bè ra và bo tròn, thường là dấu hiệu điện trở tiếp xúc tăng hoặc tải dung kháng bất thường trên đường dây. Mức cao và mức thấp vẫn đúng, đồng hồ vạn năng vẫn báo bình thường, chỉ có hình dạng sườn tố cáo. Bộ đếm sườn thì hữu dụng để xác nhận đúng số răng của một vành xung trong một vòng quay — cách nhanh để biết mình đang đo đúng cảm biến.
9. Cấu hình máy quyết định con số có tin được không
Tám thông số trên chỉ đúng nếu phần thu tín hiệu đủ tốt. Ba đặc tính của thân máy ảnh hưởng trực tiếp:
- Độ phân giải. PicoScope 4425A dùng bộ số hoá 12-bit, tăng cường được tới 16-bit bằng phần mềm. Đây là điều kiện để nhìn thấy gợn sóng vài trăm mV nằm trên nền 14 V — thứ mà máy độ phân giải thấp làm nhoè mất.
- Tốc độ lấy mẫu. Máy này lấy mẫu tới 400 MS/s với bộ nhớ 250 MS. Tốc độ lấy mẫu là thứ quyết định thời gian sườn ở mục 8 có đo được hay không: lấy mẫu thưa thì mọi sườn đều trông “đẹp” một cách giả tạo.
- Dải vào và đầu vào cách ly. Dải ±50 mV đến ±200 V phủ từ tín hiệu cảm biến nhỏ tới xung đánh lửa sơ cấp. Đầu vào BNC nổi (floating) cho phép mỗi kênh mang mốc mát riêng — điều kiện để đo sụt áp trên một đoạn dây mà không phải dùng tới kênh toán học.
Mắt xích cuối cùng, và cũng là chỗ hay bị coi nhẹ nhất, là dây đo. Dây kém chất lượng hoặc sai loại làm dạng sóng nhiễu, và mọi thông số tính từ dạng sóng nhiễu đều sai theo. Dây đo PicoScope ô tô được phân màu theo kênh — chi tiết nhỏ nhưng tránh được lỗi đọc nhầm kênh khi đang đo bốn tín hiệu dưới nắp ca-pô — và có bản 3 m lẫn 5 m để với tới bánh sau mà không phải dời máy. Danh mục này cũng có bộ suy hao 10:1 mã TA197 cho các phép đo vượt dải vào.
Xem thêm nhóm chẩn đoán ô tô PicoScope và trang Pico Technology tại Techmaster.
Tám thông số này không phải danh sách để học thuộc. Cách dùng đúng là ngược lại: trước khi cắm que đo, tự hỏi mình đang cần mức, nhịp, hay hình dạng chuyển mức — rồi chọn đúng một hoặc hai phép đo trả lời câu hỏi đó.
