Датчик холла принцип работы в автомобиле: Автомобильный датчик Холла — принцип работы

Датчик Холла и принцип его работы. Типы датчиков и их особенности.

Главная » Виды датчиков

Содержание

1. Что такое датчик Холла
2. Какие бывают типы датчиков Холла
3. Применение датчиков Холла
4. Датчик Холла или геркон?

Что такое датчик Холла

Для того чтобы понять, что такое датчик Холла нужно сначала разобраться какие физические свойства он использует. Этот датчик использует внешние магнитные поля и их воздействием на проводники или полупроводники.

В них используется принцип Холла, который заключается в том, что если по проводнику или полупроводнику протекает ток в одном направлении и он проходит перпендикулярно магнитному полю, то можно измерить напряжение, проходящее под прямым углом к движению тока.

датчик Холла

В 19 веке американский физик Эдвин Холл проводил эксперименты с пластиной золота через которую он пропускал электрический ток. Когда он поднес к пластине постоянный магнит, то обнаружил на гранях перпендикулярных протеканию тока разность потенциалов т. е. напряжение. В честь этого ученого и назвали этот эффект.

Датчик Холла является магнитным датчиком т.е. устройством, генерирующим электрические сигналы пропорциональные магнитному полю, которое к нему приложено. Далее сигнал может усиливаться и преобразовываться для дальнейшей обработки.

клещи для измерения тока

Самым простым примером применения эффекта Холла могут служить токоизмерительные клещи, которые применяются для бесконтактного определения силы тока, протекающего по проводнику.

Какие бывают типы датчиков Холла

Датчики Холла подразделяются на два типа:

1. Аналоговые датчики Холла
   В этом типе датчиков использовано преобразование магнитной индукции напрямую в напряжение. Свое применение аналоговые датчики нашли в измерительных технических устройствах. Это, например, датчики тока, датчики вибрации, датчики угла поворота.
2. Цифровые датчики Холла
   Цифровой датчик Холла имеет всего два положения, которые показывают наличие или отсутствие магнитного поля. Практически это аналог геркона, но если в герконе присутствует механический контакт, то цифровой датчик Холла бесконтактный.

датчик с эффектом Холла

Подразделяются такие датчики на три вида:

• Униполярный – когда сила магнитного поля достигает определенной величины датчик срабатывает. Такие датчики откликаются только на один полюс. Если к датчику поднести магнит другим полюсом, то датчик на него не реагирует. Когда сила магнитного поля снижается датчик возвращается в исходное положение.
• Биполярный – в этом случае имеет значение полярность магнитного поля. Один полюс включает датчик, другой полюс выключает.
• Омниполярный датчик Холла – реагирует на любой магнитный полюс. Т.е. любой полюс может включать и выключать датчик. Это может быть, как южный, так и северный полюс.

Как правило цифровой датчик Холла имеет три вывода и внешне похож на транзистор.

сенсор Холла с выводами

На два вывода датчика подается питание, которое может быть, как однополярным, так и двуполярным. Третий вывод сигнальный. Такой тип датчиков часто применяется в бесконтактных системах зажигания, как датчик скорости в автомобилях и т.д.

Применение датчиков Холла

Разберем более подробно области применения датчиков Холла.

• В смартфонах датчик Холла используется в комплекте с магнитным чехлом. Он позволяет определить чехол открыт или закрыт. Если чехол открыт, то смартфон включается, если открыт, то выключается. Также преобразователь Холла ориентирует телефон по горизонту земли и помогает работе компаса. На мобильных телефонах-раскладушках также применяется датчик Холла для определения телефон находится в открытом или закрытом положении.

умный чехол для смартфона

• В ноутбуках также датчик используется для определения открыта крышка или нет. Сам датчик Холла установлен на материнской плате. На крышке ноутбука установлен магнит. Закрываем крышку – экран гаснет.
• В стиральных машинах стоит таходачик для подсчета количества оборотов мотора. Электронная система стиральной машинки на основе показаний датчика принимает решение нарастить или уменьшить скорость оборотов и какое количество оборотов нужно для выбранного режима.
• В автомобилях часто используется эффект Холла в системах зажигания. Находится датчик в трамблере и заменяет собой контактор. Он определяет в какой момент появляется искра и передает данные в блок электроники. Могут применяться униполярные или биполярные данные. Момент создания искры и количество импульсов определяется бесконтактно и теоретически датчики могут работать неограниченное время.
• В системах сигнализации в бесконтактных выключателях.
• В системах контроля и управления доступом (СКУД) для чтения магнитных кодов
• В системах определения уровня жидкости.
• Для проверки наличия скрытой проводки.
• Для измерения силы тока.

Arduino с датчиком Холла

• В робототехнических наборах для изучения эффекта Холла. Это позволяет наглядно показать, как используются магнитные поля в датчиках.

То есть датчики Холла применяются в технических областях там, где требуется бесконтактный способ считывания информации. Недостатком датчиков Холла является их зависимость от электрических помех в электроцепях и как следствие снижение надежности. Но при создании электронных устройств такие факторы учитываются и позволяют снизить эти негативные воздействия.

Датчик Холла или геркон?

Датчик Холла в машине — проверка и замена

Современный автомобиль напичкан электроникой под завязку. Датчики и сканеры считывают массу показателей — от количества оборотов и температуры, до атмосферного давления и уровня СО в отработанных газах.

После этого они передают информацию на электронный блок управления, а дальше — дело техники. Датчик Холла один самых простых в этой компании, тем не менее без него не обходится ни одна современная система зажигания. Как работает, принцип работы, задачи и неисправности датчика Холла быдем выяснять прямо сейчас.

Как работает датчик Холла в автомобиле

При вращении вала мотора его лопасти проходят через прорези в контакте датчика и наводят ток. Далее в датчике возникает импульс и уходит на коммутирующее устройство, а оттуда на транзистор.

Он подаёт напряжение на индукционную катушку, которая преобразует ток в высоковольтный с последующей подачей его на свечу. Всего у датчика 3 контакта, замыкание на массу, на + и подача сигнала на коммутатор.

Схема датчика Холла, принцип работы

Датчик Холла значительно выгоднее старой контактной схемы с вечно пригорающими контактами и даёт более высокое напряжение, подаваемое на свечу. Кроме того, он повышает надежность системы, точность регулировки углов установки и обеспечивает высокую точность измерений.

Работа современной инжекторной системы питания невозможна без датчика Холла, поскольку именно точность показаний дает возможность ЭБУ рассчитать как время подачи искры, так и время подачи топлива в камеру сгорания.

Признаки неисправности датчика Холла в машине

Поломка этого датчика обычно не имеет внешних признаков и определить это на глаз непросто.

Заподозрить это можно по таким симптомам:

1. Перебои в работе движка на холостом ходу.
2. Плохо или совсем не заводится, глохнет на ходу.
3. Машину “дёргает” на высоких оборотах.

Если есть хотя бы один из этих признаков, то возможно неисправность зажигания в датчике. Чтобы убедится в этом есть несколько проверенных способов.

Проверка исправности датчика Холла без приборов

Самый простой путь это присоединить заведомо исправную деталь и попробовать завести машину. Если с другим датчиком всё в порядке — проблема ясна.

Второй способ. Нужно вытащить колодку датчика с 3 контактами, включить зажигание. Потом законтачить 3 и шестой выход. Если при этом возникнет искра — датчик неисправен.

Ещё одно безинструментальное решение для проверки датчика Холла, выполняем такие действия:

1. К контакту катушки подключается цоколь свечи.
2. Каретка с датчиком снимается.
3. Подключается разъём.

После этого нужно включить зажигание и поводить чем-то металлическим там, где находится датчик. Если на свече проскакивает искра, то датчик исправен.

Как проверить датчик Холла мультиметром

Обычная процедура проверки делается мультиметром. Им замеряют напряжение на выходе, нормальное значение 0.4 – 11 V.

Иногда работоспособность датчика Холла проверяется простой самоделкой. Это светодиод и припаянный к нему резистор с сопротивлением в 1 Ом с 2 проводками.

Это устройство пригодится если ток в системе есть, но отсутствует искра. Для проверки исправности цепи снимается трамблер и отключается штекер, затем к 1 3 третьему контакту датчика подсоединяется вольтметр, и включается зажигание. Если электро цепь в порядке, то показания прибора будут в пределах от 10 до 12 V.

После этого для тестирования собственно датчика вместо вольтметра подключается самоделка со светодиодом. Полюсов там не указано, поэтому если он не загорается нужно повторить подключение в обратном порядке. Если прибор подключен верно — лампочка загорается.

Далее нужно:

1. Проводок с 1 клеммы оставить на месте.
2. С третьей пере подключить на вторую.
3. Затем требуется провернуть распредвал, со стартера или руками.

Теперь нужно посмотреть на лампочку, если она моргает (это означает возникновение импульса и изменение напряжения), то датчик исправен, в противном случае нужна замена.

Как проверить датчик Холла мультиметром — фото

Для примера рассмотрим стандартную операцию: замену датчика зажигания на ВАЗ 2109.

• Сначала демонтируется старый датчик.

• Снимается трамблер с крышкой.

• Совмещаются метки газораспределения и коленвала.
• Ключом отворачивается крепёж.

• Извлекается вал в трамблере.

• Извлекается упорная пластина.

• Теперь датчик Холла можно извлечь.

Новую деталь можно установить обратной последовательностью действий.

Купить датчик Холла. Как правильно выбрать, цены и артикулы

В заключение, рассмотрим варианты самых распространённых датчиков Холла. Какой именно стоит купить, нужно уточнять по VIN – коду машины. Имейте в виду, что запчасти подходящие к определённой марке и модели могут оказаться несовместимы с конкретной модификацией автомобиля.

Что касается стоимости датчиков Холла, то сейчас для ВАЗ датчик зажигания стоит от $3 в рознице, для иномарок средние цены колеблются от $4 до $15. Аналоги обойдутся дешевле и часто ничем кроме маркировки не отличаются от оригинала, даже выпускаются тем же производителем.

Датчик ВАЗ 2108 (Ромб)

артикул: 671.3855: Производство – Пенза. Цена: $3-4 Датчик ВАЗ-2106 с сокетом АЭНК-К Артикул А473.407529.001 Производство: Автоэлектроника Калуга Ширина 2 см Высота 1.5 см Вес 20 гр Совместимость: ВАЗ-2121, 2131 Нива Цена $3.

Датчик Холла ВАЗ-2107, 21213 СБ

Артикул: 2107-3706800
Бренд: АвтоВАЗ
Стоимость: $4.
Эти датчики российского производства просты по устройству и установке, работают долго и не требуют особой профилактики.

Датчик Холла DAEWOO Nexia, Lanos

Для мотора 1,5L 8 клапанов Артикул: 0470197 Бренд: GENERAL MOTORS Стоимость: $5,5. Уточняйте применимость по VIN коду. Цены приведены по состоянию на июль 2018 года.

Завершить сегодняшний фото обзор хочу рекомендацией к прочтению интервью мецената и одного из самых богатых людей Украины. Глеб Загорий в своем интервью дает много полезных финансовых советов как изменить свою жизнь и начать жить по настоящему.

Эффект Холла

или сопротивление? — Haltech

Эффект Холла или Reluctor?

Двумя наиболее важными датчиками в вашем двигателе являются датчики коленчатого вала и кулачка, поэтому очень важно убедиться, что они установлены, подключены и настроены правильно.

---

Тип датчика: на эффекте Холла

Датчик на эффекте Холла обычно имеет 3 провода. Мощность, сигнальная земля и сигнальный выход. Он выдает постоянный цифровой прямоугольный сигнал каждый раз, когда магнит или черный металл проходит через кончик датчика, независимо от скорости, с которой срабатывает материал. Это делает настройку ECU для срабатывания датчика Холла очень простой, поскольку вы ожидаете один и тот же сигнал каждый раз, когда зуб проходит мимо датчика.

При выборе датчика Холла убедитесь, что он совместим с:
• материалом мишени зубца пускового механизма
• шириной зуба
• зазором между зубьями
• высотой зуба

Ваш датчик также должен быть способен обрабатывать частоту зубца (число зубов он может сосчитать за определенное время). Обычно мы рекомендуем устанавливать датчик без какой-либо встроенной фильтрации, так как это может привести к хаосу, когда вы пытаетесь обнаружить отсутствующий зуб на пусковом колесе кривошипа.

Датчики на эффекте Холла обычно имеют воздушный зазор (расстояние между датчиком и материалом мишени) около 1 мм или 40 тыс. Проверьте спецификацию датчика для подтверждения. Датчики на эффекте Холла также склонны не переносить высокие температуры, поэтому еще раз сверьтесь со спецификацией. Как правило, вы не должны ожидать, что датчики на эффекте Холла будут работать намного выше 9.0 градусов Цельсия, если не указано иное.

---

Тип датчика: Reluctor

A Датчик Reluctor обычно представляет собой 2-проводной датчик и не имеет сложной электроники. Reluctor состоит из постоянного магнита, ферромагнитного полюсного наконечника и катушки с проволокой. Каждый конец катушки провода называется Reluctor + ve и Reluctor -ve, которые представляют собой сигналы, которые подаются в ECU.

Из-за отсутствия электроники внутри датчики Reluctor обычно могут выдерживать температуры намного выше, чем датчики на эффекте Холла. Нет ничего необычного в том, что они работают при температуре выше 200 градусов по Цельсию. Датчики Reluctor гораздо более чувствительны к воздушному зазору между датчиком и материалом триггера. Правильное определение этого зазора имеет решающее значение, он должен быть точно таким же между зубами, и это гораздо более узкий зазор, чем в датчиках на эффекте Холла, примерно на 10 тысяч или 0,25 мм или даже меньше в некоторых случаях.

Это предъявляет дополнительные требования к креплению триггерного датчика, так как допустимая погрешность намного меньше, чем у датчика Холла. Вместо создания простой для интерпретации цифровой прямоугольной волны, такой как датчик на эффекте Холла, выходная величина датчиков Reluctor пропорциональна скорости цели триггера. По сути, чем быстрее проходит зубец триггера, тем выше напряжение сигнала, которое будет генерировать датчик Reluctor.

Проблема заключается в том, что шум, генерируемый датчиком, также становится выше, а точный фронт срабатывания, который ЭБУ рассчитывает при выключении зажигания, также сложнее интерпретировать.

---

Проводка триггерного входа

Для датчика Холла используйте: датчик.

Для датчика Reluctor используйте:
Trigger+ к положительной стороне датчика Reluctor
Trigger – к отрицательной стороне датчика Reluctor.

Обратите особое внимание на эту проводку, так как смешивание и согласование проводки датчика вызовет всевозможные кошмары.

---

Заключение

Датчики Холла легко монтируются и легко настраиваются в программном обеспечении ЭБУ, однако они не любят нагреваться и в зависимости от модели могут «фильтровать» или пропускать зубцы, которые вы действительно хотите обнаружить .

Датчики Reluctor не боятся нагрева и чрезвычайно надежны, однако требуют времени для настройки напряжения срабатывания в зависимости от оборотов двигателя и требуют очень точного крепления датчика, чтобы обеспечить очень маленький зазор между датчиком и зубцом пуска для обеспечения бесперебойной работы.

---

Хотите узнать больше?

Посмотрите эти видеоролики, чтобы получить дополнительную информацию о различных датчиках двигателя и о том, как они работают.

ПОСМОТРЕТЬ БОЛЬШЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СТАТЕЙ

Датчик распределения (эффект Холла) — напряжение

• Главная
• Библиотека
• Автомобильные пошаговые испытания
• Датчик распределителя (эффект Холла) — напряжение

Изделия, подходящие для этого управляемого теста*

• Щупы мультиметра

• Набор датчиков для обратного штифта

  £34. 00

• Гибкий штифтовой зонд

• Зажим для аккумулятора PicoScope

• *В Pico мы всегда стремимся улучшить нашу продукцию. Инструменты, использованные в этом пошаговом тесте, могли быть заменены, а вышеперечисленные продукты являются нашими последними версиями, используемыми для диагностики неисправности, задокументированной в этом тематическом исследовании.

Целью данного теста является проверка сигнала на эффекте Холла датчика распределителя во время проворачивания коленчатого вала двигателя или в условиях работы.

Как выполнить тест

Просмотрите рекомендации по подключению.

1. Используйте данные производителя, чтобы идентифицировать цепь датчика распределителя.
2. Подключите PicoScope Channel A к сигнальной цепи приемника распределителя.
3. Свернуть страницу справки. Вы увидите, что PicoScope отобразил образец сигнала и настроен на захват вашего сигнала.
4. Запустите осциллограф, чтобы увидеть данные в реальном времени.
5. Провернуть и, если возможно, запустить двигатель на холостом ходу.
6. С вашей осциллограммой на экране остановите осциллограф.
7. Выключите двигатель.
8. Используйте инструменты Waveform Buffer, Zoom и Measurements для изучения формы сигнала.

Пример сигнала

Примечания к форме волны

Эта заведомо исправная форма волны имеет следующие характеристики:

• Циклическая цифровая форма волны, переключающаяся между двумя напряжениями; низкое напряжение чуть выше 0 В и высокое напряжение чуть ниже 2,5 В.
• Частота переключений увеличивается с увеличением оборотов двигателя.
• В осциллограмме нет пропаданий или аномалий.

Дополнительные указания

Функция датчика распределителя заключается в подаче эталонного сигнала синхронизации на модуль управления зажиганием (ICM) или модуль управления двигателем (ECM) для указания периода задержки первичной цепи для каждого события зажигания.

В механизме используется вращающийся узел, состоящий из набора вращающихся лопастей (по одной на каждый цилиндр), проходящих между неподвижным магнитом и неподвижным датчиком Холла. Когда лопасти входят в зазор и выходят из него, магнитное поле возмущается. Каждое возмущение вызывает переключение выхода датчика Холла. Таким образом, выход датчика представляет собой цифровой сигнал с низким напряжением около 0 В и высоким напряжением вплоть до напряжения питания датчика. Выход около 0 В указывает на задержку или время включения катушки.

Поскольку вращение распределителя механически связано с вращением двигателя, увеличение частоты вращения двигателя сокращает период задержки, но угол задержки остается постоянным. При повышенных оборотах двигателя выдержка увеличивается за счет центробежного механизма грузоподъемности внутри распределителя.

ICM или ECM, в зависимости от типа, используют выходной сигнал датчика Холла в качестве триггера (коммутируемого заземления) транзистора драйвера первичной цепи. Тем не менее, модуль сохраняет контроль над фактическим периодом выдержки и другими параметрами зарядки, такими как ограничение тока, пиковый заряд катушки и отключение тока.

Этот дополнительный контроль гарантирует, что катушка зажигания не перегреется из-за слишком большой выдержки или что продолжительность искры не уменьшится из-за слишком малой выдержки. Точно так же фактический период задержки может быть увеличен во время запуска, чтобы компенсировать более низкие напряжения системы (для поддержания того же общего заряда катушки).

В отношении периодов выдержки зажигания для конкретного двигателя см. данные производителя.

К типичным неисправностям системы относятся:

Механические:

• Проблемы с креплением и приводом (например, чрезмерный воздушный зазор или износ), связанные с распределителем.
• Физическое повреждение или чрезмерное количество мусора вокруг вращающихся лопастей, магнита и датчика Холла.

Электрика:

• Общие проблемы с внешней электрической цепью, обрыв, короткое замыкание, высокое сопротивление.

  No related posts.