Lernfeld 11 · Prüfung Teil 2
Signale messen mit dem Oszilloskop
Signale messen mit dem Oszilloskop: Zeitbasis, Y-Ablenkung, Trigger, Kopplung und typische Bilder von Sensoren, Aktoren und PWM im Fahrzeug.
Darum geht es
Das Oszilloskop zeigt, wie sich eine Spannung über die Zeit verändert. Das Multimeter liefert dagegen nur einen Mittel- oder Effektivwert und übersieht kurze Aussetzer, fehlende Impulse oder verformte Flanken. In der Fahrzeugdiagnose ist das Oszilloskop darum das wichtigste Messgerät für Sensor-, Aktor- und Bussignale. Die waagerechte Achse ist die Zeit, eingestellt mit der Zeitbasis in ms/Div oder µs/Div. Die senkrechte Achse zeigt die Spannung, eingestellt mit der Y-Ablenkung in V/Div. Mit DC-Kopplung sieht man das Signal mit seiner Lage zur Masse, AC-Kopplung trennt den Gleichanteil ab.
Damit ein Bild stillsteht, braucht es einen Trigger. Er startet die Darstellung immer dann, wenn das Signal einen eingestellten Pegel mit einer bestimmten Flanke schneidet. Liegt der Pegel außerhalb des Signals, läuft das Bild durch. Aus dem Bild lassen sich Periodendauer, Frequenz und Tastgrad ablesen: Kästchen mal Zeitbasis ergibt die Zeit, der Kehrwert der Periodendauer die Frequenz. Mit zwei Kanälen lassen sich Signale vergleichen, etwa Kurbel- und Nockenwellengeber oder CAN-High und CAN-Low.
Typische Bilder sollte man kennen. Ein induktiver Geber liefert eine Wechselspannung, deren Amplitude mit der Drehzahl steigt; ein Hallgeber ein Rechteck. Das Geberrad 60-2 zeigt eine längere Lücke als Bezugsmarke. Eine Lambda-Sprungsonde pendelt zwischen etwa 0,1 V und 0,9 V. Magnetventile zeigen beim Abschalten eine Spannungsspitze durch Selbstinduktion. Gemessen wird immer mit passenden Prüfadaptern am Stecker, nie durch Anstechen der Isolierung, und bewertet wird mit einem Vergleichsbild eines intakten Bauteils.
Das solltest du dir merken
- Periodendauer gleich Anzahl der Kästchen mal Zeitbasis.
- Frequenz ist der Kehrwert der Periodendauer.
- Ein stehendes Bild braucht einen Triggerpegel innerhalb des Signals.
- Tastgrad ist Einschaltzeit durch Periodendauer.
- Nie die Isolierung anstechen, immer mit Prüfadapter messen.
Formeln
- Periodendauer aus dem Schirmbild
- Anzahl der Kästchen einer Periode, Zeitbasis in ms/Div
- Frequenz
- Periodendauer in s, in Hz
- Tastgrad
- Einschaltzeit je Periode
Typische Fehler in der Prüfung
- Millisekunden nicht in Sekunden umgerechnet.
- Bei Masseschaltung die Zeit mit hoher Spannung als Einschaltzeit gewertet.
- Mit AC-Kopplung gemessen und dadurch die Lage des Signals zur Masse verloren.
- Ein Signal ohne Vergleichsbild als fehlerhaft bewertet.
Tipps aus der Werkstatt
- Läuft das Bild durch, liegt fast immer der Triggerpegel neben dem Signal. Leg ihn in die Mitte der Flanke. Zum Rechnen gilt: Kästchen mal Zeitbasis ist die Periodendauer, der Kehrwert die Frequenz. 5 Kästchen bei 1 ms/Div sind 5 ms, also 200 Hz.
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13 Aufgaben zu „Signale messen mit dem Oszilloskop“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.
Jetzt übenGrundlage: KMK-Rahmenlehrplan Kraftfahrzeugmechatroniker/-in, Lernfeld 11 (Vernetzte Antriebs-, Komfort- und Sicherheitssysteme diagnostizieren und instand setzen). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.