Для чего нужен датчик холла в автомобиле: Автомобильный датчик Холла — принцип работы — dvd-auto.ru — Штатные головные устройства c GPS навигацией

Содержание

Ошибка

Автомобиль — модели, марки
Устройство автомобиля
Ремонт и обслуживание
Тюнинг

Аксессуары и оборудование
Компоненты
Безопасность
Физика процесса

Новичкам в помощь
Приглашение
Официоз (компании)
Пригородные маршруты

Персоны
Наши люди
ТЮВ
Эмблемы

Личные инструменты

Представиться системе

Инструменты

Спецстраницы

Пространства имён

Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация, поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

принцип работы и применение устройства в автомобиле

02.03.2023

Схема работы устройства Холла
Бесконтактный датчик Холла — это устройство, которое работает по следующему принципу:
Через пластины полупроводника протекает электрический ток.
В магнитном поле возникает разность потенциалов, которая гасится постоянным магнитом. Диапазон напряжения на выходе составляет от микровольт до сотен милливольт.
При прохождении сигнала на вход устройства возникает постоянный прямоугольный импульс, который можно увидеть только на осциллографе.
Происходит преобразование индукции магнитного поля в электрическое напряжение, поступающее на элемент управления мотором автомобиля. Значение угла опережения зажигания зависит от ЭДС датчика.
Измеритель определяет положение распределительного и коленчатого вала автомобиля. Двигатель при несоответствии положения ГРМ может выйти из строя.
Каналом Радиолюбитель представлено описание работы датчиков Холла.

Основные виды
Прибор Холла имеет следующую классификацию:
Аналоговый. Превращает магнитную индуктивность в ЭДС.
Цифровой. Действует при превышении значений магнитной индуктивности электрического поля. Эти устройства делятся на униполярники и биполярники. Первые датчики выполняют свои функции при увеличении электромагнитного поля. Вторые — реагируют на прямую или обратную полярность. Цифровые приборы обладают зависимой чувствительностью при изменении индуктивности электрического поля.
Аналоговый датчик Цифровой датчик
Для чего нужен датчик Холла
Применение датчика в автомобилях обеспечивает правильный угол опережения системы зажигания.
В старых моделях авто он используется для разрешения подачи искры на высоковольтные свечи. Аналоговые приспособления в основном встроены в электрические средства измерений и систему учета электроэнергии. Современные цифровые вольтметры и амперметры производят замер значений с помощью системы Холла. В крупном производстве можно встретить эксплуатацию датчиков на электрических приводах конвейеров.
Загрузка …
Видео «Обзор датчиков Холла»
На видео от канала chipdip представлен подробный обзор и техническое описание датчиков Холла.

Была ли эта статья полезна?
Спасибо за Ваше мнение!
Статья была полезнаПожалуйста, поделитесь информацией с друзьями
Да (100.00%)
Нет

RS Компоненты | электроник- и эль-компонентер
Компоненты РС | электроник- оч эль-компонентер
Вара продуктовый отдел
Аккумуляторы и зарядные устройства
Соединители
Дисплеи и оптоэлектроника
Контроль электростатического разряда, чистые помещения и прототипирование печатных плат
Пассивные компоненты
Блоки питания и трансформаторы
Raspberry Pi, Arduino, ROCK и инструменты разработки
Полупроводники
Механизм автоматизации и управления
Кабели и провода
Корпуса и серверные стойки
Предохранители и автоматические выключатели
HVAC, вентиляторы и управление температурным режимом
Осветительные приборы
Реле и формирование сигналов
Переключатели
Доступ, хранение и обработка материалов
Клеи, герметики и ленты
Подшипники и уплотнения
Инженерные материалы и промышленное оборудование
Застежки и крепления
Ручной инструмент
Механическая передача энергии
Сантехника и трубопровод
Пневматика и гидравлика
Электроинструменты, Пайка и сварка
Компьютеры и периферия
Уборка и техническое обслуживание помещений
Офисные принадлежности
Средства индивидуальной защиты и рабочая одежда
Безопасность и скобяные изделия
Безопасность сайта
Испытания и измерения
Применение датчиков Холла в автомобильной промышленности
Датчики Холла обычно используются для измерения напряженности магнитного поля и силы тока . Их приложения включают бесконтактное определение линейных перемещений , углового позиционирования
, скорости, скорости и направления вращения, с преимуществом долговременной работы с низким износом. Датчики Холла в автомобильных приложениях с их многочисленными функциями обнаружения движения и позиционирования в последние годы можно широко использовать. Они также стали третьим наиболее распространенным сенсорным продуктом в транспортных средствах.
Реальное применение датчиков в автобусах. В целях обеспечения безопасности пассажиров водителю не нужно находиться рядом с дверями, чтобы убедиться, что они надежно закрыты. Вместо этого датчики на эффекте Холла могут контролировать это по наличию магнитного поля и изменениям уровней напряжения между дверями и дверными коробками.
Рисунок 1: Датчики Холла используются для обеспечения безопасного закрытия дверей автобусов
Помимо автобусов, датчики Холла в автомобилях также доказали свою пригодность для устойчивой мобильности, в том числе в гибридных (ГЭМ) и электромобилях (ЭМ).
Например, они помогают в переходе от механических методов приведения в действие и синхронизации к системам с электрическим приводом в автомобилях. В связи с растущим в последние годы спросом на устойчивую мобильность ожидается, что к 2026 году рынок HEV и EV вырастет на 64 миллиарда долларов9.0003
В этой статье мы представим обзор применения датчиков Холла в автомобильной промышленности.
Что такое эффект Холла?
Названный в честь Эдвина Холла (7 ноября 1855 — 20 ноября 1938), американский физик открыл эффект Холла в 1879 году, когда работал над докторской диссертацией. Во время его экспериментов тонкий золотой лист (элемент Холла) помещали на стеклянную пластину, и золото снималось в различных точках тонкого листа проводящего материала. Он обнаружил, что существует разность потенциалов (напряжение Холла) на противоположных сторонах листа, где протекал электрический ток, в результате магнитного поля, перпендикулярного золотому листу.
На чем основан датчик Холла?
Когда электрический ток протекает через полупроводниковый материал, электроны внутри него будут двигаться по естественной прямой линии. Однако, если на проводник действует магнитное поле, сила Лоренца, действующая по правилу правой руки (см. рис. 2), заставляет движение электронов изменить свое направление. Сила Лоренца заставляет электроны двигаться в одну сторону проводника, в результате чего в проводнике возникает разность потенциалов, называемая напряжением Холла U

Н .
Рисунок 2: Принцип работы эффекта Холла
Напряжение Холла можно описать следующим уравнением:
I _e представляет ток питания в элементе Холла, а B обозначает плотность магнитного потока, d для толщины образца и A _H для так называемой постоянной Холла.
Напряжение Холла U _H прямо пропорционально входному току I _e и напряженности магнитного поля B. Датчики Холла используют этот факт для измерения широкого спектра параметров, таких как сила тока, скорость или положение.
Какие существуют типы датчиков Холла?
Существует два основных типа датчиков Холла: аналоговые и цифровые.
Рисунок 3: Классификация датчиков Холла
Аналоговые датчики
В аналоговых датчиках, также известных как линейные датчики Холла, напряжение напрямую зависит от силы магнитного поля. Таким образом, чем выше напряженность магнитного поля, тем выше выходное напряжение с датчика.
Существует два типа аналоговых датчиков: линейные интегральные схемы (линейные ИС) и элементы на эффекте Холла.
Линейные ИС
Линейные ИС состоят из регулятора напряжения, полупроводникового элемента Холла и усилителя с высоким коэффициентом усиления. У них нет триггера Шмидта или переключателя выходного транзистора, поэтому напряжение берется напрямую с операционного усилителя. Использование постоянного магнита или электромагнита может генерировать выходное напряжение. Выходное напряжение датчика ограничено напряжением питания, что может привести к напряжению насыщения при достижении пика.
Элементы на эффекте Холла

Элементы на эффекте Холла применяются для получения выходного напряжения путем обнаружения магнитного поля. Температурные характеристики и чувствительность выходного напряжения зависят от типа материала полупроводниковой пленки, используемого в элементах Холла. Элементы типа арсенида галлия (GaAs) обеспечивают стабильные температурные характеристики, а элементы типа антимонида индия (InSb) обеспечивают сверхчувствительность.
Благодаря непрерывному линейному выходному сигналу они полезны при измерении расстояний и вращательных перемещений. Мало того, что они могут распознавать состояния «включено» и «выключено», они также могут производить аналоговый сигнал, пропорциональный силе магнитного поля. Аналого-цифровой преобразователь, который может быть встроен в датчик, может преобразовывать аналоговые сигналы в цифровые.
Цифровые датчики
Цифровые датчики имеют два выходных состояния: «включено» и «выключено». Они включаются, если обнаруживают наличие магнитного поля (состояние разомкнутой цепи), и будут «выключаться», когда магнитная сила не обнаруживается (состояние замкнутой цепи).
В дополнение к регулятору напряжения, элементу Холла и усилителю с высоким коэффициентом усиления цифровые датчики имеют триггер Шмитта. Триггер обеспечивает гистерезис и уменьшает колебания выходных сигналов при перемещении датчиков вокруг магнитного поля. Когда датчики соприкасаются с магнитом, внешнее магнитное поле, а также выходной сигнал цифрового датчика Холла увеличиваются до тех пор, пока не достигают предела мощности.
Существует два типа цифровых датчиков: униполярные и биполярные.
Униполярный цифровой датчик Холла
Униполярный тип цифрового датчика Холла срабатывает при появлении магнитного поля одной полярности. Таким образом, если используется магнит противоположной полярности по отношению к датчику, устройство вообще не будет обнаруживать его. И для работы и запуска устройства требуется только магнитный южный полюс.
Биполярный цифровой датчик Холла

Биполярный тип цифрового датчика Холла активируется, когда электромагнит создает определенный полюс, и деактивируется, когда применяется противоположная полярность. В отличие от униполярного типа, биполярные датчики Холла требуют, чтобы южный магнитный полюс приводил их в действие, а северный магнитный полюс — для их отключения.
Узнав о принципах работы датчиков Холла, давайте взглянем на некоторые из их распространенных применений в современной автомобильной промышленности!
Каково применение датчиков Холла в автомобилях?
Датчики Холла имеют большое значение в автомобилях с бензиновым/дизельным двигателем, гибридных или электрических автомобилях. Они обеспечивают важные механизмы безопасности, предотвращая электростатический разряд от опасностей воспламенения от искры, обратной полярности автомобильных аккумуляторов и тепловой перегрузки двигателя, а также обнаруживают неисправности путем отслеживания условий перегрузки по току и срабатывания цепей защиты.

Кроме того, они используют сложную силовую электронную схему для регулирования потока электроэнергии по всему транспортному средству. Это важно для HEV и EV, поскольку для обеспечения эффективной работы различным системам требуются датчики электрического тока, включая приложения с двигателями переменного тока и преобразователями постоянного тока в постоянный. Таким образом, применение датчиков Холла может улучшить работу двигателя за счет обеспечения полосы пропускания, времени отклика, снижения шума и стабильного электрического сигнала в различных режимах работы двигателя.

Датчики на эффекте Холла также способствовали переходу от механических методов приведения в действие и синхронизации к системам с электрическим приводом. Например, в традиционных двигателях внутреннего сгорания ремень вентилятора используется для управления вентилятором охлаждения, работающим непрерывно при работающем двигателе, а также насосами гидроусилителя руля и другими нагрузками с ременным приводом. Заменив приводы с ременным приводом электродвигателями, можно добиться лучшего управления приводами и энергоэффективности.
Датчики Холла выполняют широкий спектр функций. Некоторые распространенные датчики включают:
Датчик парковки: Они обнаруживают препятствия и измеряют расстояние между объектами и автомобилем во время парковки, тем самым своевременно предупреждая водителя.

Датчик частоты вращения двигателя: Они обеспечивают входные данные для органов управления автомобилем и измеряют частоту вращения двигателя, считывая катушки коленчатого вала.
Датчик скорости колеса: Эти датчики отслеживают скорость каждого колеса, когда автомобиль совершает поворот. Антиблокировочная тормозная система также использует этот датчик.
Датчик положения коленчатого вала: Помогают рассчитать точное время подачи топлива или начала зажигания для современных автомобильных двигателей, чтобы гарантировать высокую скорость, высокую мощность при низком расходе топлива и низком уровне выбросов.
Датчик положения клапана рециркуляции отработавших газов: Датчики помогают регулировать количество отработавших газов, поступающих в цилиндры и выходящих из автомобиля.
Выключатель замка ремня безопасности: Помогают определить, занято ли сиденье.
Датчик управления подушкой безопасности: Эти датчики определяют положение автомобильного сиденья для правильного срабатывания защиты подушки безопасности.
Датчик уровня жидкости стеклоочистителя: Измеряют уровень жидкости в бачке. Таким образом, сигнальная лампа предупредит водителя о низком уровне.
Датчик управления аккумуляторной батареей : Датчики контролируют расход/силу тока во время зарядки электромобилей, а также состояние аккумуляторной батареи в рамках системы управления аккумуляторной батареей.
Каковы преимущества использования датчиков Холла в автомобилях?
По сравнению с другими датчиками, такими как датчики переменного сопротивления, автомобильные датчики Холла имеют следующие преимущества:
Это компактные устройства , установка которых проста в различных местах автомобиля.
Благодаря своим бесконтактным сенсорным функциям датчики Холла подвержены низкому износу . Например, вращающийся датчик Холла, используемый в двигателе внутреннего сгорания, не будет подвергаться механическому износу или изменению значений сопротивления.
Они могут обеспечивать стабильную работу при температуре окружающей среды около 150°C и могут выдерживать высокую температуру вокруг двигателя.
Имеют низкий риск возгорания при установке в автомобиле, даже при контакте с прерывателем системы зажигания.
Они эффективно функционируют в различных условиях окружающей среды и устойчивы к вибрациям, влаге и пыли .
По сравнению с традиционными датчиками датчики на эффекте Холла имеют небольшую площадь основания и могут облегчить измерение тока на стороне высокого и низкого уровня, уменьшая пространство, необходимое для печатной платы .
Благодаря интеграции электроники обработки сигналов и преобразователя датчики скорости на эффекте Холла имеют низкую восприимчивость к электромагнитным помехам .
По сравнению с датчиками скорости с переменным магнитным сопротивлением датчики скорости на эффекте Холла могут лучше обнаруживать неподвижные препятствия, а также цели, движущиеся с низкой скоростью.
Каковы ограничения использования датчиков Холла в автомобилях?
Как и в случае любой другой технологии, применение датчиков Холла в автомобилях имеет определенные ограничения. Вот некоторые из них:
По сравнению с обычным электромагнитным датчиком датчик Холла имеет дороже в целом.
Датчики обычно обнаруживают расстояние не более 10 см, если они не оснащены очень сильным магнитом для создания широкого магнитного поля.
Несмотря на низкую восприимчивость, помехи от двигателя тем не менее могут повлиять на работу датчика и измерение тока.
Высокая температура в выхлопной системе может повлиять на сопротивление проводника и, следовательно, на чувствительность датчиков.
Заключение
Благодаря своим функциям обнаружения движения и позиционирования датчики Холла зарекомендовали себя как важные компоненты автомобилей. Применение датчиков Холла в автомобильной промышленности, особенно в устойчивой мобильности, продемонстрировало их хорошие характеристики и высокую надежность даже в суровых условиях окружающей среды, несмотря на некоторые ограничения.
ChenYang Technologies предлагает широкий ассортимент различных датчиков Холла для различных областей применения. Основываясь на требованиях, ChenYang Technologies предоставляет клиентам наилучшее решение для их приложений. Мы можем предоставить даже продукцию на заказ с особыми требованиями.
Посетите веб-сайт нашей компании http://www.chenyang-gmbh.com для получения дополнительной информации.
Узнайте больше о принципах действия датчиков тока на эффекте Холла.
Узнайте больше о датчиках и системах управления батареями в электромобилях.
Литература:
AG, I. T. (без даты). Магнитные датчики положения . Инфинеон Технологии. Получено 1 августа 2022 г. с https://www.infineon.com/cms/en/product/sensor/ Magnetic-sensors/ Magnetic-position-sensors/ 9.0003
АКМ. (н.д.). Типы и принципы работы элементов зала . АКМ. Получено 1 августа 2022 г. с https://www.akm.com/eu/en/products/hall-sensor/tutorial/hall-elements/#:~:text=A%20Hall%20element%20is%20an и %204%20in%20Рисунок%201a
Allegro MicroSystems. (н.д.). Измерение тока на эффекте Холла в электрических и гибридных транспортных средствах. Получено 1 августа 2022 г. с https://www.allegromicro.com/en/Insights-and-Innovations/Technical-Documents/Hall-Effect-Sensor-IC-Publications/Hall-Effect-Current-Sensing-In-Electric. -И-Гибридные-Транспортные средства
АЗОСЕНСОРЫ. (2019, 4 сентября). Знакомство с датчиками Холла . Получено 1 августа 2022 г. с https://www.azosensors.com/article.aspx?ArticleID=16
Эмилио, доктор медицины (3 июня 2020 г. ). Устройство Холла для критического автомобильного зондирования . Новости силовой электроники. Получено 1 августа 2022 г. с https://www.powerelectronicsnews.com/hall-sensor-for-critical-automotive-sensing/
Фальченко, А., Аноним, и Хоа, Н. Д. (2022, 19 января). Датчик Холла: принцип работы, виды, применение, как проверить . АвтоТачки. Получено 1 августа 2022 г. с https://avtotachki.com/en/chto-takoe-bekontaktnaya-sistema-zazhiganiya-avtomobilya/
Петрук О., Шевчик Р., Чук Т., Струпинский В. , Салах Дж., Новицкий М., Пастернак И., Винярски В. и Тшинка К. (2014). Тестирование чувствительности и напряжения смещения в датчиках Холла из графена. Последние достижения в области автоматизации, робототехники и измерительных технологий , 631–640. https://doi.org/10.1007/978-3-319-05353-0_60
Попович Р.С., Ранджелович З. и Маник Д. (2001). Встроенные магнитные датчики на эффекте Холла. Датчики и приводы A: физический , 91 (1-2), 46–50.
No related posts.