Diagnostyka

Tempo współczesnego życia wpływa na jakość wykonywania wielu czynności. Jeżeli się nie spieszymy, nie jesteśmy pod wpływem zewnętrznych nacisków – na przykład ze strony przyglądającego się nam klienta – to często wykonujemy swoje obowiązki o wiele dokładniej. Skupiamy się, analizujemy, a nasza praca jest wydajniejsza, a nawet bardziej twórcza.

W tym artykule zwrócimy uwagę na błędy, jakie popełniamy podczas mierzenia wielkości fizycznych, oraz te, które wprowadzają do naszych pomiarów same mierniki. Suma tych błędów może być tak duża, że to, co odczytujemy na danym mierniku, podłączonym do układu w samochodzie, w ogóle nie ma sensu.

Multimetr – czytaj instrukcję, przestrzegaj zaleceń 
Najczęściej używanym miernikiem jest multimetr, czyli uniwersalny miernik będący zarówno woltomierzem, omomierzem, jak i amperomierzem. Aby nie popełniać błędów, powinno się przeczytać instrukcję, a zwłaszcza warunki pracy przyrządu i błędy pomiarowe. Nawet jeśli posługujemy się takimi miernikami kilka, a nawet kilkadziesiąt lat, nieprzeczytanie instrukcji może nieść za sobą dodatkowe niepotrzebne koszty. W instrukcji opisane są warunki, w jakich może pracować przyrząd, a mało kto z nas zwraca na takie pozornie drobiazgi uwagę.
Na przykład kwestia temperatury otoczenia. Nie sądzę, aby koledzy posługujący się miernikami na co dzień mogli podać temperaturę otoczenia, do jakiej producent gwarantuje prawidłową pracę. Przytoczę przykład z naszego warsztatu. Samochód stał na podwórzu w pełnym słońcu. Silnik był bardzo gorący i wentylator włączał się co pewien czas. Badaliśmy napięcie przepływomierza podczas pracy silnika na biegu jałowym. W pewnym momencie na wyświetlaczu multimetra litery stały się słabo widoczne. Promienie słoneczne tak nagrzały ekran, że ten przestał prawidłowo wyświetlać. Kolega przeniósł multimetr w cień, w okolicę głównej lampy. Po krótkim czasie znowu można było odczytać wskazania woltomierza. Jednak w momencie włączenia się wentylatora gorące powietrze spowodowało, że cały multimetr stał się bardzo gorący.
Zauważmy, że mierzyliśmy napięcie na przepływomierzu podczas pracy silnika na biegu jałowym – wskazania były bardzo ważne i decydowały, czy wydać paręset złotych na nowy przepływomierz. Po krótkiej sprzeczce z kolegą, że miernik w takich warunkach otoczenia wskazuje błędnie, przyniosłem drugi miernik z szafy i udowodniłem, że różnice ich wskazań były znaczne. Następnie przyniosłem pirometr i sprawdziłem temperaturę mierników – jeden był nagrzany do temperatury 30°C, drugi do 50°C. Ten drugi miał zatem prawo wskazywać „głupoty”, ponieważ zgodnie z instrukcją producenta pracował poza zakresem swojej normalnej pracy. Przykład pokazuje, że wiele lat pracy wcale nie jest dowodem na to, że nie popełniamy błędów. Tak wygląda praca z miernikami, które wskazują konkretne wartości, czyli liczby. Natomiast z miernikami – nazwijmy je graficznymi – takimi jak oscyloskopy sprawa wygląda jeszcze gorzej. Trzeba wiedzieć bardzo dużo o danym oscyloskopie, aby umieć go ustawić i zdawać sobie sprawę, co naprawdę w danym momencie pokazuje. Na ekranie oscyloskopu mamy wykres, ale jak nie włożyliśmy wysiłku, aby rozszyfrować, jak pracuje nasz przyrząd, to obraz, który widzimy, może być całkiem inny niż badany sygnał. Nawet takich pomyłek nie było w oscyloskopach analogowych, natomiast w cyfrowych jest to normalne.

Problemy z oscyloskopem
Nie sposób opisać wszystkich procesów zachodzących w oscyloskopie, od pomiaru sondą, przez próbkowanie, przekształcenie wielokrotne wartości zmierzonych, a skończywszy na wyświetlanym obrazie. Część serwisantów odrzuca korzystanie z oscyloskopu właśnie z tego powodu, że widzą na ekranie inny sygnał, niż jest w rzeczywistości. I na nic się nie przydają funkcje automatycznego wyszukiwania sygnału. Lepsza jest funkcja wyboru danego sygnału przez użytkownika, na przykład sygnału z czujnika ABS – oscyloskop sam się wówczas ustawi do danego rodzaju sygnału i pokaże nam to, czego oczekujemy. Z tym, że nie zawsze jest to prawda. Jeżeli szukamy na przykład impulsów zakłócających, których czas trwania wynosi ułamek sekundy (takie impulsy mierzy się w nanosekundach), to mamy małe szanse, aby zobaczyć takie zakłócenia na ekranie oscyloskopu. Jeżeli umiemy odpowiedzieć na to zagadnienie, to znaczy, że rozumiemy działanie oscyloskopu cyfrowego i nasza praca z nim jest jak najbardziej świadoma. Spróbujmy nieco przybliżyć ten temat. Oscyloskop cyfrowy nie działa w sposób ciągły, tak jak oscyloskop analogowy, ale pewnymi skokami. Taki skok nazywa się rekordem i polega na zapisywaniu do pamięci wielu obrazów (zdjęć) danego przebiegu sygnału, czyli w jednym rekordzie mamy wiele zapisanych obrazów. Wydawałoby się, że jeżeli oscyloskop ma dużą pamięć i potrafi w jednym rekordzie zapisać setki obrazów, to jest to dla nas bardzo korzystne. Możemy odtworzyć przebiegi zakłóceń, które trwają bardzo krótko. Ale rzeczywistość jest trochę bardziej skomplikowana. Zapisany rekord, wielokrotnie przetworzony, trafia na ekran i jest wyświetlany w postaci zdjęć. Nasz umysł jest w stanie odczytać kilka lub kilkanaście takich zdjęć na sekundę. Fachowo nazywa się to liczbą odtwarzanych ekranów na sekundę. W celu odtworzenia sygnałów w jak najwierniejszy sposób należałoby odtwarzać ekrany jak najczęściej, ale nasz umysł i tak nie jest w stanie tego odczytać. Stąd wniosek, że to, co widzimy na ekranie, jest pewnym przybliżeniem rzeczywistości, a nie wierną kopią badanych sygnałów.
Inna sprawa dotyczy samego wyświetlacza, który ma kilkaset punktów, lepszy jest ekran laptopa, ponieważ ma tych punktów więcej. To również musimy wziąć pod uwagę, pracując z oscyloskopem. Zresztą temat ten jest fascynujący i warto w wolnym czasie o tym poczytać. Polecam prace Marka Burdki i nieżyjącego już Leszka Preisnera, fascynata diagnostyki samochodowej. 
W naszym warsztacie spotykamy się z przypadkami, jak opisany poniżej. Samochód z silnikiem benzynowym uruchamia się z trudnością. Wpinamy oscyloskop do czujnika położenia wału i widzimy na nim mniej więcej prawidłowy przebieg. Może w tle jest coś niejasnego, ale ogólnie wygląda nieźle. Pomimo to mamy wątpliwości, czy czujnik indukcyjny położenia wału jest sprawny. Wymieniamy go na wszelki wypadek na nowy i mamy tę samą sytuację. Na pewno słyszeliśmy o zakłóceniach pochodzących od rozrusznika i dlatego uruchomiliśmy oscyloskop. 
Po pewnym czasie podchodzimy do tematu bardziej praktycznie. Wpinamy do czujnika opornik (równolegle) i uruchamiamy silnik. Wartość opornika dobieramy metodą prób. W pewnym momencie osiągamy cel, silnik udaje się uruchomić za każdym razem przy dobranej doświadczalnie wartości opornika. W ten sposób udowadniamy, że źródłem zakłóceń i niesprawności był rozrusznik. Na oscyloskopie mamy dalej sygnał z czujnika indukcyjnego, ale jego amplituda jest teraz mniejsza, co wcale nie przeszkadza sterownikowi silnika. Najważniejsze, że sygnał dociera bez zakłóceń. Jeżeli chcemy „pójść dalej”, to postarajmy się o taki sprzęt i tak go ustawmy, aby umieć odczytać tego typu zakłócenia. Wówczas zaczniemy naprawiać samochody o wiele szybciej.