오실로스코프를 이용한 자동차 공기 유량 센서(아날로그/디지털/핫와이어식) 측정

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공기 유량계는 흡입된 공기의 유량을 전기 신호로 변환하는 장치입니다.자동차의 공기 흐름 센서는 자동차 엔진의 흡입 공기량을 측정하는 데 사용됩니다. 이 센서는 엔진의 흡입 공기량에 관한 정보를 전기 신호로 변환하여 차량용 컴퓨터인 ECU에 전달합니다.자동차 공기 유량계는 자동차 흡기 시스템에서 흡입되는 공기의 양을 측정하는 센서입니다.엔진은 이 공기 유입량의 데이터 값을 바탕으로 연료 분사량을 계산할 수 있습니다. 자동차의 공기 흐름 센서에 문제가 생기거나 손상되면, 아이들링 상태가 불안정해지거나 가속 성능이 저하되며, 연료 소비량이 증가하고 고속 주행 시 힘이 부족해집니다. 또한 배기관에서 검은 연기가 나거나 배기 가스 배출량이 기준을 초과할 수 있습니다.https://pic4.zhimg.com/80/v2-3e8a2602e360de6b1b4e3b47ac86e487_720w.jpg 공기 유량계는 센서 신호의 종류에 따라 아날로그 신호형 유량계와 디지털 신호형 유량계, 이렇게 2가지로 분류됩니다.먼저 오실로스코프를 사용하여 디지털 신호형 유량계를 어떻게 측정하는지 살펴보겠습니다.채널 1을 BNC-바나나 플러그 케이블에 연결하고, 다른 바늘형 커넥터를 바나나 플러그의 빨간색 단자에 연결합니다. 그런 다음 악어클립을 바나나 플러그의 검은색 단자에 부착하고, 바늘형 커넥터는 공기 유량 센서의 신호선에 연결합니다. 악어클립은 차량의 접지선에 부착됩니다.https://pic2.zhimg.com/80/v2-518a93cb6d14a5c1b2d0ce83c46853b5_720w.jpg
바이엠 공기 유량계 센서입니다. 다음으로 오실로스코프를 설정해 보겠습니다. 만약 사용하는 오실로스코프가 마이코신 자동차 정비용 ATO 시리즈라면, 자동차 정비용 소프트웨어를 열고 ‘센서’ → ‘공기 유량계’ → ‘디지털’을 선택한 뒤 확인 버튼을 누르기만 하면 됩니다.https://pic2.zhimg.com/80/v2-24d79650455fd05ef79de756ae92c471_720w.jpg 다른 오실로스코프의 경우, 먼저 채널을 직류 결합으로 설정하고, 프로브 유형은 전압으로 설정합니다. 채널 감쇠율은 1X로 하며, 저역 통과 필터는 30KHz로 설정합니다. 수직 스케일은 5V 정도로 설정할 수 있으며, 측정 항목에서 진폭, 최대값, 최소값, 주파수를 확인할 수 있습니다.https://pic2.zhimg.com/80/v2-7855cdfa6e10dc19fe02bb5ae9f1fc21_720w.jpg 시간 기준은 약 1초 이상으로 설정할 수 있습니다. 파형이 화면에 표시될 때, 빠르게 가속페달을 밟아 아이들링 상태에서 스로틀이 완전히 열리도록 합니다. 그런 다음 파형을 관찰함으로써, 한 화면에서 아이들링 상태에서 가속되다가 다시 아이들링 상태로 돌아가는 과정에서의 공기 유량계의 움직임을 확인할 수 있습니다.주행 능력 결함 시의 회전 속도에서의 오실로스코프 파형과 측정값을 특별히 주의해서 관찰해야 합니다.https://pic2.zhimg.com/80/v2-03e09f77a396b6a9fb26e0e1b411d119_720w.jpg 마즈다6의 공기 유량 센서와 스로틀 위치 센서에 대해 설명합니다. 아날로그 신호형 유량계의 경우, 여기서는 블레이드식 유량계를 예로 들어 설명하겠습니다.블레이드형 공기 유량계의 특징은 연료 펌프 제어 스위치, 공기 온도 센서, CO 조절기 및 공기 유량계와 같은 기능들을 하나로 통합한 것입니다. 구조는 다소 복잡하지만 정밀도는 높습니다.그 작동 원리는 공기를 엔진으로 유입시킨 뒤, 측정 장치를 통해 스프링이 달린 날개를 지나가게 하는 것인데, 날개의 움직임은 엔진으로 들어오는 공기의 양에 비례합니다.공기 블레이드의 움직임은 카본 트랙 위를 미끄러지는 슬라이딩 암에 의해 기록되며, 이 슬라이딩 암의 전압 신호는 전자 제어 모듈(ECM)로 전송됩니다. 그러면 ECM은 측정된 공기 유량에 따라 적절한 양의 연료를 공급합니다.이러한 공기 유량계의 전선 연결 방식으로는 일반적으로 4선식, 5선식, 7선식이 있습니다.https://pic2.zhimg.com/80/v2-2b3c38d107ee0826703552bd6409bcad_720w.jpg
연결 방법은 이전과 비슷합니다: BNC-to-바나나헤드 케이블을 오실로스코프의 1번 채널에 연결합니다. 그 다음, 바나나헤드 케이블의 검은색 단자에는 악어클립을, 빨간색 단자에는 프로브를 연결합니다. 악어클립은 배터리의 음극에 연결하여 접지시키고, 프로브는 공기유량계의 신호 출력단에 연결합니다. 파형이 화면에 표시되면 가속페달을 밟아 아이들링 상태에서 스로틀을 최대로 열어가며 파형을 관찰합니다. 맥코신 자동차 정비용 ATO 정비 키트는, 원터치로 테스트할 수 있는 히트웨이브형 공기 유량 센서도 지원합니다. 히트웨이브형 공기 유량 센서는 가열선을 측정 채널 내에 균일하게 배치한 형태입니다.센서는 백금 와이어를 열선 저항 및 주변 온도를 감지하는 서미스터로 사용하며, 흡기관의 검출 구역에 설치됩니다.열선에 전류가 흐르면 열이 발생하고, 공기가 열선을 지나갈 때 열선의 열이 식습니다. 열선에 흐르는 전류를 조절함으로써 열선의 온도를 일정하게 유지할 수 있습니다.이와 같이 전류를 제어하면 공기 유입량과 비례 관계가 생기며, 즉 기류가 공기 유량계의 출력 전압을 변화시킬 수 있다.각 자동차 제조업체에서 생산하는 히트선식 공기 유량계의 출력 신호는 약간씩 차이가 있습니다.https://pic1.zhimg.com/80/v2-f7713034fe74da30904978ac39829428_720w.jpg 열선식 공기 유량계는 열 소산 원리를 이용해 제작되며, 구조가 간단하고 기계적인 회전 부품이 없어 내구성이 뛰어나고 정밀도가 높아 공기의 양을 정확하게 측정할 수 있습니다.하지만 열선이 매우 가늘고 공기에 노출되어 있어, 공기가 빠르게 흐를 때 공기 중의 모래알들이 쉽게 열선을 끊어버립니다.핫라인식 공기 유량계에는 아날로그형과 디지털형이 있으며, 차이점은 디지털형은 디지털 신호를 출력하는 반면 아날로그형은 전압 신호를 출력하여 컴퓨터가 변환 없이 바로 사용할 수 있다는 것입니다.일반적으로 디지털형 공기 유량계는 공기 유량이 증가할 때 주파수도 함께 증가합니다.https://pic3.zhimg.com/80/v2-72ec5208bc890c2d38cc7b5ba80339f6_720w.jpg