Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена

Содержание

виды, устройство и принцип работы

Устройство и принцип работы

Устройство ДС основано на эффекте Холла, устройство через определенные промежутки времени передает на ЭБУ частотно-импульсные сигналы. Так, за один километр пути, данное устройство передает около 6000 сигналов и на основании полученных данных блок управления в автоматическом режиме вычисляет скорость передвижения автомобиля. Чем выше скорость авто, тем с большей интенсивностью импульсы поступают на контроллер.
Кроме определения скорости этот прибор выполняет еще одну важную функцию. Когда автомобиль «катится» накатом, импульсный датчик не блокирует поступление топлива, тем самым способствуя экономии. Принцип работы ДС довольно прост, но, если возникают какие-либо неисправности, это сказывается на работе силового агрегата.

Сегодня принято выделять несколько видов ДСА, различающихся по устройству: индуктивные, язычковые и основанные на эффекте Холла (электронные датчики).

Где находится датчик скорости

Обычно датчик скорости автомобиля находится в верхней части МКПП: на механизме привода спидометра.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена

Открыв капот его можно легко найти, для этого нужно искать разъем с исходящими от коробки передач проводами (важно не путать датчик скорости с установленным датчиком на раздаточную коробку или колеса).

Основные причины неисправности

Поломку датчика скорости стоит устранять своевременно, пока она не переросла в дорогостоящий ремонт. Для этого каждый автовладелец должен следить за тем, как его транспортное средство ведет себя во время движения. При малейших отклонениях от установленной нормы рекомендуется осуществить замену ДСА.
Основные признаки неисправности датчика скорости:

  • повышается расход топлива;
  • неверные показатели спидометра;
  • на холостом ходу двигатель нестабильно работает;
  • мотор не развивает полную мощность.

Также признаки выхода из строя датчика скорости могут проявляться в ситуациях, когда на холостом ходу, во время выжимания сцепления или во время переключения передач двигатель перестает работать.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена

В таком случае водитель увидит индикатор с надписью «Check engine», если есть компьютер, на дисплее высвечивается ошибка «24».
В данной ситуации первым делом рекомендуется проверить состояние контактов и проводов, возможно, обнаружится обрыв в цепи. Как правило, это возникает рядом с разъемом, где находится изгиб, и провода могут перетереться. Если же контакты просто загрязнились или окислились, их необходимо зачистить.
Также нужно контролировать целостность изоляции проводов в месте выпускного коллектора. Неисправность датчика может быть обусловлена выходом из строя тросика спидометра, который истерся в процессе эксплуатации.

Самостоятельное тестирование

Каждый владелец автомобиля должен знать, как проверить датчик скорости. Есть три возможных способа установить его исправность. Перед началом диагностики следует определить, выдает ли датчик 12 В, поскольку основной принцип работы ДВС основан на эффекте Холла, состояние контактов осуществляется исключительно при вращении.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена Показатели напряжения датчика в рабочем состоянии должны находиться в пределах 0,5-10 В.

1. Проверка вольтметром. ДСА нужно снять и установит, за что отвечает каждая клемма. Один контакт вольтметра следует присоединить к клемме, выводящей импульсные сигналы, а второй — подвести к проводу заземления. Датчик необходимо вращать и в это время смотреть на показатели напряжения. Чем интенсивнее вращается датчик, тем больше будут показатели.
2. Необходимо отсоединить импульсный провод, который определяется специальным контроллером, и поднять колесо для вращения домкратом, чтобы оно не касалось земли. Присоединить контрольный провод «Сигнал», если показатель «-«, тогда датчик скорости исправен. Заменить контрольку в данном способе может провод с лампочкой.
3. Чтобы определить работу датчика, не обязательно снимать его с машины, для этого можно приподнять ее, как в предыдущем способе. Далее вольтметр соединить с контактами датчика, прибор при вращении колеса покажет показатели напряжения.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена Если вольтметр показывает напряжение и частоту в Гц, это указывает на то, что ДС работает.

Как заменить датчик скорости

Замены датчика скорости – это достаточно простая процедура, которая не займет много времени, поэтому многие водители проводят ее самостоятельно.
Чтобы заменить самостоятельно датчик скорости, необходимо следовать алгоритму процедуры:
Аккумуляторную батарею нужно отсоединить от бортовой сетки и только после этого отсоединить ДС. При этом рекомендуется в работе использовать два ключа – на «10» и на «21». В некоторых случаях понадобятся ключи другого размера, в зависимости от марки автомобиля.
Необходимо максимально аккуратно (чтобы не повредить шток) открутить сам датчик. В случае если он не подлежит ремонту, нужно приобрести идентичный с равным количеством зубцов на шестерне.
Установка нового элемента происходит в обратном порядке. Шток устанавливается во втулку датчика, после – уплотнительное кольцо, предварительно обработанное маслом, а датчик скорости фиксируется на место.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена
После монтажа нового прибора следует обнулить ошибки ЭБУ, в ином случае машина не будет считать замену датчика результативной.

На что обратить внимание

Перед началом процедуры по замене датчика скорости нужно отключить зажигание, поскольку наличие в цепи напряжения при подключении вольтметра может привести к замыканию и выходу из строя остальных элементов.
Для того чтобы при снятии датчика скорости не столкнуться с дефектами штока, необходимо осуществить демонтаж привода спидометра. Для его снятия используется обычный гаечный ключ. Процедуру следует проводить очень аккуратно, доставая привод из корпусной части коробки передач, при этом важно не упустить шток в месте МКПП.

Как продлить срок службы ДС

Устройство ДС не отличается особой сложностью, а его замену может самостоятельно произвести практически каждый автовладелец. Поэтому многие не уделяют этому устройству должного внимания, что в некоторой степени способствует его неисправности.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена В большей степени рискуют водители, которые практикуют езду на высоких скоростях, при этом установленный датчик скорости имеет пластиковый хвостовик, который при сильной вибрации быстро разбивается тросиком.

Нередко причиной неисправности может стать и сам тросик, поскольку он находится под воздействием факторов таких, как влага и реагенты, используемые для обработки дорог. Это разрушает его структуру: тросик теряет первоначальную эластичность, начинает трескаться и расслаиваться. Чтобы не допустить его преждевременного перетирания, нужно регулярно обрабатывать его любым машинным маслом, закачивая шприцом под оплетку.

Отдельное внимание стоит уделять хвостовику ДС в том месте, где соединяется сам датчик и трос. В случае если хвостовик пластиковый, он разбалтывается в ходе эксплуатации автомобиля, что приводит к тому, что его посадочное место становится разбитым. Это приводит к тому, что ДС выходит из строя, а хвостовик ремонту не подлежит. Как результат – придется менять все устройство.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена
Также следует знать, что контакты датчика скорости нуждаются в регулярной очистке, поскольку воздействие внешних факторов приводит к их окислению. Ухудшение проводимости напряжения может привести к возникновению замыкания, которое выведет прибор из строя.
Теперь каждый автовладелец может оценить значение датчика скорости в транспортном средстве, который помимо определения скорости также влияет на работу силового агрегата. Поэтому важно своевременно обнаружить и устранить неисправность, а при необходимости и прибегнуть к его замене. Прежде чем монтировать деталь необходимо использовать вышеуказанные методы тестирования для определения его работоспособности.

Датчик скорости автомобиля – где находится и как работает. Как проверить работу датчика скорости

Датчик скорости (сокращенно ДС или ДСА) устанавливается на всех современных автомобилях и служит для измерения скорости автомобиля и передачи этой информации на ЭБУ. 

Как работает и где находится датчик скорости

Работа датчика скорости основана на применении эффекта Холла: датчик подает на контроллер частотно-импульсный сигнал.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена При этом частота импульсов, которые подаются на ЭБУ, прямо пропорциональна скорости, с которой вращаются колеса. Блок управления двигателем получает сигналы от датчика скорости, высчитывает интервал между импульсами и в соответствии с этим вычисляет скорость автомобиля. На каждый километр путь датчик скорости выдает примерно 6 тысяч сигналов. 

Где находится датчик скорости на автомобиле ВАЗ

Обычно датчик скорости находится на коробке передач: он находится непосредственно на механизме привода спидометра. 

Признаки неисправности датчика скорости

Самый распространенный признак того, что вышел из строя датчик скорости, – это проблемы с холостыми оборотами. Если машина глохнет на холостых (при переключении передач или при движении накатом), в числе прочего стоит обязательно проверить датчик скорости. Еще один признак того, что датчик скорости вышел из строя, – это вообще не работающий или некорректно работающий спидометр.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена  

Чаще всего проблема заключается в обрыве цепи, так что первым делом необходимо визуально осмотреть датчик скорости и его контакты. При наличии следов коррозии или грязи их нужно удалить, контакты зачистить и нанести на них Литол. 

Проверку датчика скорости можно выполнить двумя способами: со снятием и без снятия ДСА. В обоих случаях для проверки и диагностики датчика скорости потребуется вольтметр.

Схема устройства датчика скорости (на примере ДСА ВАЗ)

Первый способ проверки датчика скорости: 

  • снять датчик скорости, 
  • определить, какая клемма за что отвечает (всего у датчика три клеммы: заземление, напряжение, импульсный сигнал), 
  • входящий контакт вольтметра подключить к клемме испульсного сигнала, второй контакт вольтметра заземлить на металлическую деталь двигателя или корпуса автомобиля,
  • при вращении датчика скорости (для этого можно накинуть кусок трубки на ось датчика) напряжение и частота в вольтметре должны увеличиваться.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена

 Второй способ проверки датчика скорости:

  • поддомкратить автомобиль, чтобы одно колесо не касалось земли,
  • соединить контакты вольтметра с датчиком так же, как описано выше,
  • крутить поднятое колесо и следить за изменением напряжения и частоты. 

Обратите внимание, что эти способы проверки подходят только для датчика скорости, использующего в работе эффект Холла. 

Принцип действия датчика скорости – АвтоТоп

Датчики частоты вращения двигателя используются в системах управления двигателем для:

  • измерения числа оборотов двигателя
  • определения положения коленчатого вала (положение поршня двигателя)

Число оборотов рассчитывается по интервалу между сигналами датчика скорости вращения.

Индуктивные датчики скорости вращения

Рис. Индуктивный датчик скорости вращения (конструкция):

  1. Постоянный магнит
  2. Корпус датчика
  3. Корпус двигателя
  4. Полюсный контактный штифт
  5. Обмотка
  6. Воздушный зазор
  7. Зубчатое колесо с точкой отсчета

Конструкция и принцип действия Датчик монтируется прямо напротив ферромагнитного зубчатого колеса (поз.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена 7) с определенным воздушным зазором. Он имеет сердечник из магнитомягкой стали (полюсный контактный штифт, поз. 4) с обмоткой (5). Полюсный контактный штифт соединен с постоянным магнитом (1). Магнитное поле распространяется через полюсный контактный штифт, проходя в зубчатое колесо. Магнитный поток, проходящий через катушку, зависит от того, попадает ли расположение датчика напротив впадины или зуба колеса. Зубец соединяет в пучок магнитный поток рассеяния, исходящий от магнита. Через катушку происходит усиление сетевого потока. Впадина, наоборот, ослабляет магнитный поток. Эти изменения магнитного потока при вращении зубчатого колеса индуцируют в катушке синусоидальное выходное напряжение, пропорциональное скорости изменения и числу оборотов двигателя. Амплитуда переменного напряжения интенсивно возрастает с увеличением числа оборотов (несколько мВ… > 100 В). Достаточная амплитуда присутствует, начиная с минимального числа оборотов от 30 в минуту.

Рис. Сигнал индуктивного датчика скорости вращения двигателя:

Активные датчики скорости вращения

Активные датчики скорости вращения работают по магнитостатическому принципу.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена Амплитуда выходного сигнала не зависит от числа оборотов. Благодаря этому можно измерять скорость вращения и при очень низком числе оборотов (квазистатическое определение числа оборотов).

Дифференциальный датчик Холла

На проводящей ток пластинке, по которой вертикально проходит магнитная индукция В, поперечно к направлению тока можно снимать напряжение UH (напряжение Холла), пропорциональное направлению тока.

Рис. Принцип работы дифференциального датчика Холла:

  • а Расположение датчика
  • b Сигнал датчика Холла
  • большая амплитуда при маленьком воздушном зазоре
  • маленькая амплитуда при большом воздушном зазоре
  • с Выходной сигнал
  1. Магнит
  2. Датчик Холла 1
  3. Датчик Холла 2
  4. Зубчатое колесо

В дифференциальном датчике Холла магнитное поле вырабатывается постоянным магнитом (поз. 1). Между магнитом и импульсным кольцом (4) находятся два сенсорных элемента Холла (2 и 3).Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена Магнитный поток, который проходит сквозь них, зависит от того, находится ли датчик скорости вращения напротив зубца или паза. Благодаря созданию разности сигналов от обоих датчиков достигается снижение магнитных сигналов возмущения и улучшенное соотношение сигнала/ шума. Боковые поверхности сигнала датчика могут обрабатываться без оцифровывания непосредственно в блоке управления.

Вместо ферромагнитного зубчатого колеса используются также многополюсные колеса. Здесь на немагнитном металлическом носителе установлен намагничивающийся пластик, который попеременно намагничивается. Эти северные и южные полюсы принимают на себя функцию зубцов колеса.

AMR-датчики

Рис. Принцип определения числа оборотов с помощью датчика AMP:

  • а Размещение
  • в различные моменты времени
  • b Сигнал датчика AMP
  • с Выходной сигнал
  1. Импульсное (активное) колесо
  2. Сенсорный элемент
  3. Магнит

Электрическое сопротивление магнито-резистивного материала (AMP, анизотропный магниторезистивный) является анизотропным.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена Это означает, что оно зависит от направления магнитного поля, которое на него воздействует. Это свойство используется в AMP-датчике. Датчик находится между магнитом и импульсным кольцом. Линии поля изменяют свое направление, когда вращается импульсное (активное) колесо. В результате формируется синусоидальное напряжение, которое усиливается в схеме обработки данных и преобразуется в сигнал прямоугольной формы.

GMR-датчики

Усовершенствование активных датчиков скорости вращения отражено в использовании технологии GMR (ГМР) (Giant Magneto-Resistance). По причине высокой чувствительности по сравнению с датчиками AMP здесь возможны большие воздушные зазоры, за счет чего предполагаются использования в трудных сферах применения. Более высокая чувствительность производит меньше шумов фронта сигнала.

В ГМР-датчиках возможны также все двухпроводные порты, используемые ранее в датчиках скорости вращения Холла.

В некоторых случаях приходится проверять работоспособность различных автомобильных датчиков.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена К примеру, если на холостом ходу автомобиль глохнет, то надо провести диагностику датчиков, проверить на исправность ДМРВ, ДПДЗ, РХХ, ДПКВ. В этом полезном информационном рассмотрим, как проверять датчик скорости своими руками.

Принцип работы датчика скорости автомобиля

Данное устройство хоть механически никак не влияет на движения деталей ДВС, но оно выполняет полезную функцию, а именно, датчик скорости передает данные с ошибками, которые неблагоприятно сказывают на качестве работы мотора. Измеритель скорости передает сигналы датчику, контролирующему общую работу ДВС на холостых оборотах, также с помощью РХХ (регулятора холостого хода) регулирует поток воздуха, которые идет в обход дроссельной заслонке. Чем быстрее крутятся колеса автомобиля, тем больше сигналов передается.

Прибор датчик скоростей работает на основе датчика Холла. Во время работы двигателя ДС посылает частотно-импульсные сигналы на электронный блок управления (ЭБУ) через определенные коротенькие промежутки времени.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена За один километр пройденного пути автомобилем датчик скорости посылает на ЭБУ около 6 тысяч сигналов. С помощью полученных сигналов от ДС ЭБУ определяет с какой скоростью движется автомобиль.

Что такое эффект Холла? Эффект Холла — это, если разместить проводник с постоянным током в магнитном поле, то появляется электрическое напряжение.

В конструкциях различных марок и моделей авто, датчик скорости устанавливают и рядом со спидометром, и рядом с коробкой передач. А вот знаете ли вы, что есть такой датчик температуры входящего воздуха, из-за показаний которого бортовой компьютер решает сколько подать топлива и воздуха. Поэтому роль этого датчика не так проста, как кажется. Если датчик всасывающего воздуха занижает температуру, то смесь подается «богатая», что приводит к заливанию свечей.

Неисправный датчик скорости: симптомы и признаки

Не работает ДС при появлении следующих симптомов и признаков:

  1. Холостой ход нестабилен.
  2. Спидометр не работает вообще или работает с ошибками.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена
  3. Расход топлива выше положенного.
  4. Тягучесть двигателя уменьшилась (в гору едет не как раньше, с прицепом тоже тяжело идет).
  5. При наличии бортового компьютера (БК), он может сигналить о том, что не получает данные от датчика скорости автомобиля (ДСА).

А вот как выглядит датчик скоростиА вот где стоит датчик скорости

Обычно, неполадки с автомобильным датчиком скорости возникают в результате нарушения цепи. Поэтому при обнаружении признаков и симптомов, следует провести диагностику на разрыв цепи.

Сначала отсоединяем питающие провода, затем осматриваем контакты. Если контакты окислены, их нужно зачистить и смазать, например, Литолом 24. Цепь частенько обрывается около штекера.

Если все провода целы, то измеряем сопротивление в цепи заземления. Исправный датчик скорости автомобиля должен показывать сопротивление 1 Ом.

После проведения мелких ремонтных работ своими руками надо проверить, работает ли ДС. В конструкции семейства автомобилей ВАЗ и других популярных машинах ставят датчик скорости, который работает как датчик Холла, то есть передает 6 импульсов за один оборот.Датчик скорости принцип работы: Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена Существуют датчики скорости индукционного и язычкового типов.

Виды датчиков скоростей:
  • на эффекте Холла;
  • индуктивный датчик скоростей;
  • язычковый датчик скорости авто.

Датчик работающий по принципу работы датчика Холла имеет 3 контакта: заземление, напряжение и сигнал импульсов.

Как проверить ДС?

Для начала проверяем на наличие заземления и напряжения 12 В в контактах. Такие контакт проверяются прозвонкой. А контакт импульсных сигналов проверяется при кручении.

Напряжение между выводом и «массой» рабочего датчика скоростей находится в значении от 0,5 В до 10 В.

Существуют несколько способов, как можно проверить датчик скоростей автомобиля:
  • №1 С помощью вольтметра.
  • №2 Не демонтируя датчик с автомобиля.
  • №3 С помощью лампочки или контролки.
Проверка вольтметром:
  1. Снять датчик.
  2. Подсоединить один контакт к клемме импульсных сигналов. Второй контакт подсоединяем на «массу» автомобиля.
  3. Далее крутим датчик скорости и смотрим, подаются ли сигналы при работающем цикле и измеряем выходное напряжение ДС. Чтобы вращать ось датчика своими руками, надо надеть трубочку на ось датчика и крутить со скоростью до 5 км/час. Чем быстрее вращать ось датчика, тем больше напряжение покажет вольтметр.
Не демонтируя датчик с автомобиля
  1. Ставим автомобиль на домкрат (поддомкрачиваем одно колесо).
  2. Подсоединяем вольтметр к контактам автомобильного датчика скоростей.
  3. Крутим приподнятое колесо и смотрим, появилось ли напряжение. Исправный датчик должен показывать напряжение и частоту (Герц).
С помощью лампочки или контрольки
  1. Провод передачи импульсных данных отсоединяем от датчика.
  2. Поднимаем домкратом одно колесо.
  3. Включаем зажигание и ищем контролькой «+» и «-«.
  4. Контролькой подсоединить провод «Сигнал» и крутим колесо рукой. При исправно работающем датчике контролька должна показывать сигнал «-» (минус).

При отсутствии контрольки, диагностику можно провести с помощью обычной 12 В лампочкой и куском провода:

  1. Берем провод и подсоединяем один конец на «плюс» аккумулятора. Второй конец соединяем к контакту «Сигнал».
  2. Затем крутим приподнятое колесо. Лампочка должна моргать, если датчик скоростей машины рабочий.

Оказывается, у многих водителей возникают трудности с настройкой брелка сигнализации. Настройка брелка Starline A91 или любого другого, принцип один и тот же.

Как проверить привод ДС?

Своими руками проверить привод датчика также легко. Делаем все в такой последовательности:

  1. Домкратом приподнимаем одно из передних колес.
  2. Находим где стоит датчик скоростей и обхватываем его пальцами.
  3. Ногой или, если есть помощник, вращаем приподнятое колеса.
  4. Пальцы на датчике будут чувствовать импульс, если ДСА рабочий.

Проверка датчика скорости двигателя с язычковым переключателем

Другой вид датчика — это с язычковым переключателем. Принцип работы такого типа датчика основан на том, что ДСА подает сигналы по принципу прямоугольных импульсов. Цикл подачи сигналов от 40 до 60 %. Переключается датчик при напряжении от 0 до 5 В или от 0 до 12 В.

Как проверить индукционный ДС?

Напряжение такого датчика меняется от частоты вращения колеса, как и на датчике угла поворота. От вращения колес сигнал начинает передаваться, поэтому этот принцип работы схож с колебаниями волнового импульса.

Все современные автомобили оснащаются датчиком скорости. Его задача – замер скорости и передача полученной информации на электронный блок управления. Благодаря полученным с датчика сигналам корректируются параметры, влияющие на работу двигателя (количество подаваемого воздуха, обороты холостого хода и др.) Чем выше скорость движения – тем больше частота сигналов.

Устройство и принцип работы

Устройство ДС основано на эффекте Холла, устройство через определенные промежутки времени передает на ЭБУ частотно-импульсные сигналы. Так, за один километр пути, данное устройство передает около 6000 сигналов и на основании полученных данных блок управления в автоматическом режиме вычисляет скорость передвижения автомобиля. Чем выше скорость авто, тем с большей интенсивностью импульсы поступают на контроллер.
Кроме определения скорости этот прибор выполняет еще одну важную функцию. Когда автомобиль «катится» накатом, импульсный датчик не блокирует поступление топлива, тем самым способствуя экономии. Принцип работы ДС довольно прост, но, если возникают какие-либо неисправности, это сказывается на работе силового агрегата.

Сегодня принято выделять несколько видов ДСА, различающихся по устройству: индуктивные, язычковые и основанные на эффекте Холла (электронные датчики).

Где находится датчик скорости

Обычно датчик скорости автомобиля находится в верхней части МКПП: на механизме привода спидометра. Открыв капот его можно легко найти, для этого нужно искать разъем с исходящими от коробки передач проводами (важно не путать датчик скорости с установленным датчиком на раздаточную коробку или колеса).

Основные причины неисправности

Поломку датчика скорости стоит устранять своевременно, пока она не переросла в дорогостоящий ремонт. Для этого каждый автовладелец должен следить за тем, как его транспортное средство ведет себя во время движения. При малейших отклонениях от установленной нормы рекомендуется осуществить замену ДСА.
Основные признаки неисправности датчика скорости:

  • повышается расход топлива;
  • неверные показатели спидометра;
  • на холостом ходу двигатель нестабильно работает;
  • мотор не развивает полную мощность.

Также признаки выхода из строя датчика скорости могут проявляться в ситуациях, когда на холостом ходу, во время выжимания сцепления или во время переключения передач двигатель перестает работать. В таком случае водитель увидит индикатор с надписью «Check engine», если есть компьютер, на дисплее высвечивается ошибка «24».
В данной ситуации первым делом рекомендуется проверить состояние контактов и проводов, возможно, обнаружится обрыв в цепи. Как правило, это возникает рядом с разъемом, где находится изгиб, и провода могут перетереться. Если же контакты просто загрязнились или окислились, их необходимо зачистить.
Также нужно контролировать целостность изоляции проводов в месте выпускного коллектора. Неисправность датчика может быть обусловлена выходом из строя тросика спидометра, который истерся в процессе эксплуатации.

Самостоятельное тестирование

Каждый владелец автомобиля должен знать, как проверить датчик скорости. Есть три возможных способа установить его исправность. Перед началом диагностики следует определить, выдает ли датчик 12 В, поскольку основной принцип работы ДВС основан на эффекте Холла, состояние контактов осуществляется исключительно при вращении. Показатели напряжения датчика в рабочем состоянии должны находиться в пределах 0,5-10 В.
1. Проверка вольтметром. ДСА нужно снять и установит, за что отвечает каждая клемма. Один контакт вольтметра следует присоединить к клемме, выводящей импульсные сигналы, а второй — подвести к проводу заземления. Датчик необходимо вращать и в это время смотреть на показатели напряжения. Чем интенсивнее вращается датчик, тем больше будут показатели.
2. Необходимо отсоединить импульсный провод, который определяется специальным контроллером, и поднять колесо для вращения домкратом, чтобы оно не касалось земли. Присоединить контрольный провод «Сигнал», если показатель «-«, тогда датчик скорости исправен. Заменить контрольку в данном способе может провод с лампочкой.
3. Чтобы определить работу датчика, не обязательно снимать его с машины, для этого можно приподнять ее, как в предыдущем способе. Далее вольтметр соединить с контактами датчика, прибор при вращении колеса покажет показатели напряжения. Если вольтметр показывает напряжение и частоту в Гц, это указывает на то, что ДС работает.

Как заменить датчик скорости

Замены датчика скорости – это достаточно простая процедура, которая не займет много времени, поэтому многие водители проводят ее самостоятельно.
Чтобы заменить самостоятельно датчик скорости, необходимо следовать алгоритму процедуры:
Аккумуляторную батарею нужно отсоединить от бортовой сетки и только после этого отсоединить ДС. При этом рекомендуется в работе использовать два ключа – на «10» и на «21». В некоторых случаях понадобятся ключи другого размера, в зависимости от марки автомобиля.
Необходимо максимально аккуратно (чтобы не повредить шток) открутить сам датчик. В случае если он не подлежит ремонту, нужно приобрести идентичный с равным количеством зубцов на шестерне.
Установка нового элемента происходит в обратном порядке. Шток устанавливается во втулку датчика, после – уплотнительное кольцо, предварительно обработанное маслом, а датчик скорости фиксируется на место.
После монтажа нового прибора следует обнулить ошибки ЭБУ, в ином случае машина не будет считать замену датчика результативной.

На что обратить внимание

Перед началом процедуры по замене датчика скорости нужно отключить зажигание, поскольку наличие в цепи напряжения при подключении вольтметра может привести к замыканию и выходу из строя остальных элементов.
Для того чтобы при снятии датчика скорости не столкнуться с дефектами штока, необходимо осуществить демонтаж привода спидометра. Для его снятия используется обычный гаечный ключ. Процедуру следует проводить очень аккуратно, доставая привод из корпусной части коробки передач, при этом важно не упустить шток в месте МКПП.

Как продлить срок службы ДС

Устройство ДС не отличается особой сложностью, а его замену может самостоятельно произвести практически каждый автовладелец. Поэтому многие не уделяют этому устройству должного внимания, что в некоторой степени способствует его неисправности. В большей степени рискуют водители, которые практикуют езду на высоких скоростях, при этом установленный датчик скорости имеет пластиковый хвостовик, который при сильной вибрации быстро разбивается тросиком.

Нередко причиной неисправности может стать и сам тросик, поскольку он находится под воздействием факторов таких, как влага и реагенты, используемые для обработки дорог. Это разрушает его структуру: тросик теряет первоначальную эластичность, начинает трескаться и расслаиваться. Чтобы не допустить его преждевременного перетирания, нужно регулярно обрабатывать его любым машинным маслом, закачивая шприцом под оплетку.

Отдельное внимание стоит уделять хвостовику ДС в том месте, где соединяется сам датчик и трос. В случае если хвостовик пластиковый, он разбалтывается в ходе эксплуатации автомобиля, что приводит к тому, что его посадочное место становится разбитым. Это приводит к тому, что ДС выходит из строя, а хвостовик ремонту не подлежит. Как результат – придется менять все устройство.
Также следует знать, что контакты датчика скорости нуждаются в регулярной очистке, поскольку воздействие внешних факторов приводит к их окислению. Ухудшение проводимости напряжения может привести к возникновению замыкания, которое выведет прибор из строя.
Теперь каждый автовладелец может оценить значение датчика скорости в транспортном средстве, который помимо определения скорости также влияет на работу силового агрегата. Поэтому важно своевременно обнаружить и устранить неисправность, а при необходимости и прибегнуть к его замене. Прежде чем монтировать деталь необходимо использовать вышеуказанные методы тестирования для определения его работоспособности.

Принцип действия датчика скорости

Датчики частоты вращения двигателя

Датчики частоты вращения двигателя используются в системах управления двигателем для:

  • измерения числа оборотов двигателя
  • определения положения коленчатого вала (положение поршня двигателя)

Число оборотов рассчитывается по интервалу между сигналами датчика скорости вращения.

Индуктивные датчики скорости вращения

Рис. Индуктивный датчик скорости вращения (конструкция):

  1. Постоянный магнит
  2. Корпус датчика
  3. Корпус двигателя
  4. Полюсный контактный штифт
  5. Обмотка
  6. Воздушный зазор
  7. Зубчатое колесо с точкой отсчета

Конструкция и принцип действия Датчик монтируется прямо напротив ферромагнитного зубчатого колеса (поз. 7) с определенным воздушным зазором. Он имеет сердечник из магнитомягкой стали (полюсный контактный штифт, поз. 4) с обмоткой (5). Полюсный контактный штифт соединен с постоянным магнитом (1). Магнитное поле распространяется через полюсный контактный штифт, проходя в зубчатое колесо. Магнитный поток, проходящий через катушку, зависит от того, попадает ли расположение датчика напротив впадины или зуба колеса. Зубец соединяет в пучок магнитный поток рассеяния, исходящий от магнита. Через катушку происходит усиление сетевого потока. Впадина, наоборот, ослабляет магнитный поток. Эти изменения магнитного потока при вращении зубчатого колеса индуцируют в катушке синусоидальное выходное напряжение, пропорциональное скорости изменения и числу оборотов двигателя. Амплитуда переменного напряжения интенсивно возрастает с увеличением числа оборотов (несколько мВ… > 100 В). Достаточная амплитуда присутствует, начиная с минимального числа оборотов от 30 в минуту.

Рис. Сигнал индуктивного датчика скорости вращения двигателя:

Активные датчики скорости вращения

Активные датчики скорости вращения работают по магнитостатическому принципу. Амплитуда выходного сигнала не зависит от числа оборотов. Благодаря этому можно измерять скорость вращения и при очень низком числе оборотов (квазистатическое определение числа оборотов).

Дифференциальный датчик Холла

На проводящей ток пластинке, по которой вертикально проходит магнитная индукция В, поперечно к направлению тока можно снимать напряжение UH (напряжение Холла), пропорциональное направлению тока.

Рис. Принцип работы дифференциального датчика Холла:

  • а Расположение датчика
  • b Сигнал датчика Холла
  • большая амплитуда при маленьком воздушном зазоре
  • маленькая амплитуда при большом воздушном зазоре
  • с Выходной сигнал
  1. Магнит
  2. Датчик Холла 1
  3. Датчик Холла 2
  4. Зубчатое колесо

В дифференциальном датчике Холла магнитное поле вырабатывается постоянным магнитом (поз. 1). Между магнитом и импульсным кольцом (4) находятся два сенсорных элемента Холла (2 и 3). Магнитный поток, который проходит сквозь них, зависит от того, находится ли датчик скорости вращения напротив зубца или паза. Благодаря созданию разности сигналов от обоих датчиков достигается снижение магнитных сигналов возмущения и улучшенное соотношение сигнала/ шума. Боковые поверхности сигнала датчика могут обрабатываться без оцифровывания непосредственно в блоке управления.

Вместо ферромагнитного зубчатого колеса используются также многополюсные колеса. Здесь на немагнитном металлическом носителе установлен намагничивающийся пластик, который попеременно намагничивается. Эти северные и южные полюсы принимают на себя функцию зубцов колеса.

AMR-датчики

Рис. Принцип определения числа оборотов с помощью датчика AMP:

  • а Размещение
  • в различные моменты времени
  • b Сигнал датчика AMP
  • с Выходной сигнал
  1. Импульсное (активное) колесо
  2. Сенсорный элемент
  3. Магнит

Электрическое сопротивление магнито-резистивного материала (AMP, анизотропный магниторезистивный) является анизотропным. Это означает, что оно зависит от направления магнитного поля, которое на него воздействует. Это свойство используется в AMP-датчике. Датчик находится между магнитом и импульсным кольцом. Линии поля изменяют свое направление, когда вращается импульсное (активное) колесо. В результате формируется синусоидальное напряжение, которое усиливается в схеме обработки данных и преобразуется в сигнал прямоугольной формы.

GMR-датчики

Усовершенствование активных датчиков скорости вращения отражено в использовании технологии GMR (ГМР) (Giant Magneto-Resistance). По причине высокой чувствительности по сравнению с датчиками AMP здесь возможны большие воздушные зазоры, за счет чего предполагаются использования в трудных сферах применения. Более высокая чувствительность производит меньше шумов фронта сигнала.

В ГМР-датчиках возможны также все двухпроводные порты, используемые ранее в датчиках скорости вращения Холла.

Как проверить датчик скорости

В некоторых случаях приходится проверять работоспособность различных автомобильных датчиков. К примеру, если на холостом ходу автомобиль глохнет, то надо провести диагностику датчиков, проверить на исправность ДМРВ, ДПДЗ, РХХ, ДПКВ. В этом полезном информационном рассмотрим, как проверять датчик скорости своими руками.

Принцип работы датчика скорости автомобиля

Данное устройство хоть механически никак не влияет на движения деталей ДВС, но оно выполняет полезную функцию, а именно, датчик скорости передает данные с ошибками, которые неблагоприятно сказывают на качестве работы мотора. Измеритель скорости передает сигналы датчику, контролирующему общую работу ДВС на холостых оборотах, также с помощью РХХ (регулятора холостого хода) регулирует поток воздуха, которые идет в обход дроссельной заслонке. Чем быстрее крутятся колеса автомобиля, тем больше сигналов передается.

Прибор датчик скоростей работает на основе датчика Холла. Во время работы двигателя ДС посылает частотно-импульсные сигналы на электронный блок управления (ЭБУ) через определенные коротенькие промежутки времени. За один километр пройденного пути автомобилем датчик скорости посылает на ЭБУ около 6 тысяч сигналов. С помощью полученных сигналов от ДС ЭБУ определяет с какой скоростью движется автомобиль.

Что такое эффект Холла? Эффект Холла — это, если разместить проводник с постоянным током в магнитном поле, то появляется электрическое напряжение.

В конструкциях различных марок и моделей авто, датчик скорости устанавливают и рядом со спидометром, и рядом с коробкой передач. А вот знаете ли вы, что есть такой датчик температуры входящего воздуха, из-за показаний которого бортовой компьютер решает сколько подать топлива и воздуха. Поэтому роль этого датчика не так проста, как кажется. Если датчик всасывающего воздуха занижает температуру, то смесь подается «богатая», что приводит к заливанию свечей.

Неисправный датчик скорости: симптомы и признаки

Не работает ДС при появлении следующих симптомов и признаков:

  1. Холостой ход нестабилен.
  2. Спидометр не работает вообще или работает с ошибками.
  3. Расход топлива выше положенного.
  4. Тягучесть двигателя уменьшилась (в гору едет не как раньше, с прицепом тоже тяжело идет).
  5. При наличии бортового компьютера (БК), он может сигналить о том, что не получает данные от датчика скорости автомобиля (ДСА).

А вот как выглядит датчик скоростиА вот где стоит датчик скорости

Обычно, неполадки с автомобильным датчиком скорости возникают в результате нарушения цепи. Поэтому при обнаружении признаков и симптомов, следует провести диагностику на разрыв цепи.

Сначала отсоединяем питающие провода, затем осматриваем контакты. Если контакты окислены, их нужно зачистить и смазать, например, Литолом 24. Цепь частенько обрывается около штекера.

Если все провода целы, то измеряем сопротивление в цепи заземления. Исправный датчик скорости автомобиля должен показывать сопротивление 1 Ом.

После проведения мелких ремонтных работ своими руками надо проверить, работает ли ДС. В конструкции семейства автомобилей ВАЗ и других популярных машинах ставят датчик скорости, который работает как датчик Холла, то есть передает 6 импульсов за один оборот. Существуют датчики скорости индукционного и язычкового типов.

Виды датчиков скоростей:
  • на эффекте Холла;
  • индуктивный датчик скоростей;
  • язычковый датчик скорости авто.

Датчик работающий по принципу работы датчика Холла имеет 3 контакта: заземление, напряжение и сигнал импульсов.

Как проверить ДС?

Для начала проверяем на наличие заземления и напряжения 12 В в контактах. Такие контакт проверяются прозвонкой. А контакт импульсных сигналов проверяется при кручении.

Напряжение между выводом и «массой» рабочего датчика скоростей находится в значении от 0,5 В до 10 В.

Существуют несколько способов, как можно проверить датчик скоростей автомобиля:
  • №1 С помощью вольтметра.
  • №2 Не демонтируя датчик с автомобиля.
  • №3 С помощью лампочки или контролки.
Проверка вольтметром:
  1. Снять датчик.
  2. Подсоединить один контакт к клемме импульсных сигналов. Второй контакт подсоединяем на «массу» автомобиля.
  3. Далее крутим датчик скорости и смотрим, подаются ли сигналы при работающем цикле и измеряем выходное напряжение ДС. Чтобы вращать ось датчика своими руками, надо надеть трубочку на ось датчика и крутить со скоростью до 5 км/час. Чем быстрее вращать ось датчика, тем больше напряжение покажет вольтметр.
Не демонтируя датчик с автомобиля
  1. Ставим автомобиль на домкрат (поддомкрачиваем одно колесо).
  2. Подсоединяем вольтметр к контактам автомобильного датчика скоростей.
  3. Крутим приподнятое колесо и смотрим, появилось ли напряжение. Исправный датчик должен показывать напряжение и частоту (Герц).
С помощью лампочки или контрольки
  1. Провод передачи импульсных данных отсоединяем от датчика.
  2. Поднимаем домкратом одно колесо.
  3. Включаем зажигание и ищем контролькой «+» и «-«.
  4. Контролькой подсоединить провод «Сигнал» и крутим колесо рукой. При исправно работающем датчике контролька должна показывать сигнал «-» (минус).

При отсутствии контрольки, диагностику можно провести с помощью обычной 12 В лампочкой и куском провода:

  1. Берем провод и подсоединяем один конец на «плюс» аккумулятора. Второй конец соединяем к контакту «Сигнал».
  2. Затем крутим приподнятое колесо. Лампочка должна моргать, если датчик скоростей машины рабочий.

Оказывается, у многих водителей возникают трудности с настройкой брелка сигнализации. Настройка брелка Starline A91 или любого другого, принцип один и тот же.

Как проверить привод ДС?

Своими руками проверить привод датчика также легко. Делаем все в такой последовательности:

  1. Домкратом приподнимаем одно из передних колес.
  2. Находим где стоит датчик скоростей и обхватываем его пальцами.
  3. Ногой или, если есть помощник, вращаем приподнятое колеса.
  4. Пальцы на датчике будут чувствовать импульс, если ДСА рабочий.

Проверка датчика скорости двигателя с язычковым переключателем

Другой вид датчика — это с язычковым переключателем. Принцип работы такого типа датчика основан на том, что ДСА подает сигналы по принципу прямоугольных импульсов. Цикл подачи сигналов от 40 до 60 %. Переключается датчик при напряжении от 0 до 5 В или от 0 до 12 В.

Как проверить индукционный ДС?

Напряжение такого датчика меняется от частоты вращения колеса, как и на датчике угла поворота. От вращения колес сигнал начинает передаваться, поэтому этот принцип работы схож с колебаниями волнового импульса.

Датчик скорости автомобиля: устройство и принцип работы

Все современные автомобили оснащаются датчиком скорости. Его задача – замер скорости и передача полученной информации на электронный блок управления. Благодаря полученным с датчика сигналам корректируются параметры, влияющие на работу двигателя (количество подаваемого воздуха, обороты холостого хода и др.) Чем выше скорость движения – тем больше частота сигналов.

Устройство и принцип работы

Устройство ДС основано на эффекте Холла, устройство через определенные промежутки времени передает на ЭБУ частотно-импульсные сигналы. Так, за один километр пути, данное устройство передает около 6000 сигналов и на основании полученных данных блок управления в автоматическом режиме вычисляет скорость передвижения автомобиля. Чем выше скорость авто, тем с большей интенсивностью импульсы поступают на контроллер.
Кроме определения скорости этот прибор выполняет еще одну важную функцию. Когда автомобиль «катится» накатом, импульсный датчик не блокирует поступление топлива, тем самым способствуя экономии. Принцип работы ДС довольно прост, но, если возникают какие-либо неисправности, это сказывается на работе силового агрегата.

Сегодня принято выделять несколько видов ДСА, различающихся по устройству: индуктивные, язычковые и основанные на эффекте Холла (электронные датчики).

Где находится датчик скорости

Обычно датчик скорости автомобиля находится в верхней части МКПП: на механизме привода спидометра. Открыв капот его можно легко найти, для этого нужно искать разъем с исходящими от коробки передач проводами (важно не путать датчик скорости с установленным датчиком на раздаточную коробку или колеса).

Основные причины неисправности

Поломку датчика скорости стоит устранять своевременно, пока она не переросла в дорогостоящий ремонт. Для этого каждый автовладелец должен следить за тем, как его транспортное средство ведет себя во время движения. При малейших отклонениях от установленной нормы рекомендуется осуществить замену ДСА.
Основные признаки неисправности датчика скорости:

  • повышается расход топлива;
  • неверные показатели спидометра;
  • на холостом ходу двигатель нестабильно работает;
  • мотор не развивает полную мощность.

Также признаки выхода из строя датчика скорости могут проявляться в ситуациях, когда на холостом ходу, во время выжимания сцепления или во время переключения передач двигатель перестает работать. В таком случае водитель увидит индикатор с надписью «Check engine», если есть компьютер, на дисплее высвечивается ошибка «24».
В данной ситуации первым делом рекомендуется проверить состояние контактов и проводов, возможно, обнаружится обрыв в цепи. Как правило, это возникает рядом с разъемом, где находится изгиб, и провода могут перетереться. Если же контакты просто загрязнились или окислились, их необходимо зачистить.
Также нужно контролировать целостность изоляции проводов в месте выпускного коллектора. Неисправность датчика может быть обусловлена выходом из строя тросика спидометра, который истерся в процессе эксплуатации.

Самостоятельное тестирование

Каждый владелец автомобиля должен знать, как проверить датчик скорости. Есть три возможных способа установить его исправность. Перед началом диагностики следует определить, выдает ли датчик 12 В, поскольку основной принцип работы ДВС основан на эффекте Холла, состояние контактов осуществляется исключительно при вращении. Показатели напряжения датчика в рабочем состоянии должны находиться в пределах 0,5-10 В.
1. Проверка вольтметром. ДСА нужно снять и установит, за что отвечает каждая клемма. Один контакт вольтметра следует присоединить к клемме, выводящей импульсные сигналы, а второй — подвести к проводу заземления. Датчик необходимо вращать и в это время смотреть на показатели напряжения. Чем интенсивнее вращается датчик, тем больше будут показатели.
2. Необходимо отсоединить импульсный провод, который определяется специальным контроллером, и поднять колесо для вращения домкратом, чтобы оно не касалось земли. Присоединить контрольный провод «Сигнал», если показатель «-«, тогда датчик скорости исправен. Заменить контрольку в данном способе может провод с лампочкой.
3. Чтобы определить работу датчика, не обязательно снимать его с машины, для этого можно приподнять ее, как в предыдущем способе. Далее вольтметр соединить с контактами датчика, прибор при вращении колеса покажет показатели напряжения. Если вольтметр показывает напряжение и частоту в Гц, это указывает на то, что ДС работает.

Как заменить датчик скорости

Замены датчика скорости – это достаточно простая процедура, которая не займет много времени, поэтому многие водители проводят ее самостоятельно.
Чтобы заменить самостоятельно датчик скорости, необходимо следовать алгоритму процедуры:
Аккумуляторную батарею нужно отсоединить от бортовой сетки и только после этого отсоединить ДС. При этом рекомендуется в работе использовать два ключа – на «10» и на «21». В некоторых случаях понадобятся ключи другого размера, в зависимости от марки автомобиля.
Необходимо максимально аккуратно (чтобы не повредить шток) открутить сам датчик. В случае если он не подлежит ремонту, нужно приобрести идентичный с равным количеством зубцов на шестерне.
Установка нового элемента происходит в обратном порядке. Шток устанавливается во втулку датчика, после – уплотнительное кольцо, предварительно обработанное маслом, а датчик скорости фиксируется на место.
После монтажа нового прибора следует обнулить ошибки ЭБУ, в ином случае машина не будет считать замену датчика результативной.

На что обратить внимание

Перед началом процедуры по замене датчика скорости нужно отключить зажигание, поскольку наличие в цепи напряжения при подключении вольтметра может привести к замыканию и выходу из строя остальных элементов.
Для того чтобы при снятии датчика скорости не столкнуться с дефектами штока, необходимо осуществить демонтаж привода спидометра. Для его снятия используется обычный гаечный ключ. Процедуру следует проводить очень аккуратно, доставая привод из корпусной части коробки передач, при этом важно не упустить шток в месте МКПП.

Как продлить срок службы ДС

Устройство ДС не отличается особой сложностью, а его замену может самостоятельно произвести практически каждый автовладелец. Поэтому многие не уделяют этому устройству должного внимания, что в некоторой степени способствует его неисправности. В большей степени рискуют водители, которые практикуют езду на высоких скоростях, при этом установленный датчик скорости имеет пластиковый хвостовик, который при сильной вибрации быстро разбивается тросиком.

Нередко причиной неисправности может стать и сам тросик, поскольку он находится под воздействием факторов таких, как влага и реагенты, используемые для обработки дорог. Это разрушает его структуру: тросик теряет первоначальную эластичность, начинает трескаться и расслаиваться. Чтобы не допустить его преждевременного перетирания, нужно регулярно обрабатывать его любым машинным маслом, закачивая шприцом под оплетку.

Отдельное внимание стоит уделять хвостовику ДС в том месте, где соединяется сам датчик и трос. В случае если хвостовик пластиковый, он разбалтывается в ходе эксплуатации автомобиля, что приводит к тому, что его посадочное место становится разбитым. Это приводит к тому, что ДС выходит из строя, а хвостовик ремонту не подлежит. Как результат – придется менять все устройство.
Также следует знать, что контакты датчика скорости нуждаются в регулярной очистке, поскольку воздействие внешних факторов приводит к их окислению. Ухудшение проводимости напряжения может привести к возникновению замыкания, которое выведет прибор из строя.
Теперь каждый автовладелец может оценить значение датчика скорости в транспортном средстве, который помимо определения скорости также влияет на работу силового агрегата. Поэтому важно своевременно обнаружить и устранить неисправность, а при необходимости и прибегнуть к его замене. Прежде чем монтировать деталь необходимо использовать вышеуказанные методы тестирования для определения его работоспособности.

Магнитные датчики Infineon для измерения скорости и положения

1 декабря 2020

Александр Русу (г. Одесса)

Номенклатура магнитных датчиков Infineon включает в себя дискретные датчики Холла для определения положения объекта или наличия движения, датчики для измерения угла поворота, датчики для измерения линейных перемещений, датчики для измерения скорости и датчики объемного магнитного поля со встроенными микроконтроллерами. Перечисленные датчики предназначены для применения как в автомобилестроении, так и в других отраслях промышленности.

Определение пространственного положения как устройства в целом, так и отдельных его частей, необходимо в охранных системах с контролем состояния окон и дверей, в бесколлекторных двигателях постоянного тока, где алгоритм формирования напряжений основан на информации о положении ротора, во многих бытовых приложениях. Несмотря на разнообразие типов датчиков, позволяющих вводить в электрическую схему информацию о положении того или иного объекта, в последнее время все популярнее становятся устройства, основанные на измерении напряженности внешнего магнитного поля.

Ключевыми преимуществами магнитных датчиков являются компактность, экономичность, а также отсутствие электрических и механических связей между измерительным элементом и контролируемым объектом. А если прибавить к этому высокую чувствительность, линейность, точность и стабильность в широком диапазоне рабочих температур, то становится очевидным, что даже простая замена датчиков других типов, например, оптических или механических, на магнитные положительно скажется на технических и эксплуатационных характеристиках многих приложений.

Учитывая рост спроса, компания Infineon предлагает разработчикам богатый выбор микросхем магнитных датчиков.

Принцип работы магнитных датчиков

В 1879 году Эдвин Холл обнаружил, что при помещении проводника с током в поперечное магнитное поле на его боковых сторонах появляется разность потенциалов, пропорциональная направлению и величине магнитной индукции, что является результатом воздействия силы Лоренца на движущиеся заряды (рисунок 1). До второй половины ХХ века этот эффект не находил практического применения, и только в 1960 году был представлен первый промышленный датчик, основанный на этом физическом явлении. С этого момента магнитные датчики начинают активно использоваться в технике, приобретая все большую популярность.

Рис. 1. Принцип работы датчика Холла

Поскольку сила Лоренца, а следовательно, и ЭДС Холла, напрямую связана с подвижностью зарядов, для повышения чувствительности активный элемент изготавливают из полупроводниковых материалов. Чаще всего используют кремний, однако существуют и приборы с активной зоной из германия, арсенида галлия, фосфида индия и других полупроводников. Форма и геометрические размеры чувствительного элемента зависят от конкретного назначения, поэтому существуют как плоские, так и объемные датчики, причем при производстве плоских элементов хорошо зарекомендовала себя технология вакуумного напыления проводящих слоев на диэлектрическую основу. Несмотря та то, что чувствительность и линейность измерительного элемента напрямую зависят от его размеров, на практике редко применяют датчики с объемом активного проводника больше 1 мм3, что делает эти приборы одними из самых миниатюрных.

Однако эффект Холла имеет и ряд недостатков, основными из которых являются относительно малая величина выходного напряжения, не превышающая 1000 мВ/Тл, и температурная нестабильность. Это вынуждает устанавливать операционный усилитель, чаще всего с элементами термокомпенсации, в непосредственной близости от места проведения измерений, поэтому на рынке чаще всего присутствуют готовые решения – микросхемы, содержащие все необходимые для работы узлы и требующие минимального количества внешних компонентов (рисунок 2).

Рис. 2. Структурные схемы простейших магнитных датчиков

Поскольку микросхема магнитного датчика фактически является самостоятельной измерительной системой-на-кристалле, то никто не запрещает производителям электронных компонентов расширять ее возможности, путем добавления различных узлов и модулей, улучшающих как технические характеристики, так и функциональность. Поэтому на рынке присутствуют как простые датчики с аналоговым или дискретным выходом, так и целые измерительные системы с собственными сигнальными процессорами и энергонезависимой памятью для хранения настроек, поддерживающие большинство распространенных интерфейсов передачи данных, в том числе USART, I2C и SPI. И, конечно же, в каталогах Infineon имеются специализированные датчики практически для всех стандартных инженерных задач, таких как измерение угла поворота, скорости вращения и многих других.

Дискретные датчики Холла (Switch/Latch Sensors)

Определение наличия или отсутствия какого-либо объекта является, с одной стороны, самой простой, а с другой – самой распространенной задачей. Именно поэтому сфера применения дискретных датчиков простирается от бытовых приборов до серьезных промышленных и автомобильных систем с наивысшим уровнем функциональной безопасности. Этим же объясняется и широкий ассортимент датчиков, предлагаемых компанией Infineon, которые отличаются как по электрическим (чувствительность, гистерезис, тип выхода и так далее), так и по эксплуатационным характеристикам (температурный диапазон, диапазон рабочих напряжений и прочее).

Чаще всего дискретные (одиночные) датчики Холла применяются:

  • для определения наличия или отсутствия какого-либо объекта, например, датчик закрытия двери в охранных системах;
  • для определения наличия движения, например, датчик скорости вращения вала электродвигателя;
  • для определения положения объекта, например, концевые датчики стеклоподъемников автомобилей или датчики положения ручки управления автоматической коробкой передач (рисунок 3).

Рис. 3. Два комплекта (для обеспечения функциональной безопасности) датчиков Холла для определения положения ручки управления АКПП

Принцип работы дискретных магнитных датчиков производства компании Infineon основан на классическом эффекте Холла: чувствительный элемент измеряет величину электромагнитной индукции, в зависимости от которой выход микросхемы переводится в уровень логического нуля либо логической единицы.

Существуют два основных типа датчиков, отличающихся алгоритмом изменения выходного сигнала (рисунок 4). В простых переключателях (Switch) активный уровень выходного сигнала на выходе микросхемы устанавливается, если индукция внешнего магнитного поля превышает определенную величину. При этом для возврата в исходное состояние достаточно, чтобы индукция внешнего поля всего лишь стала меньше порогового значения (с учетом гистерезиса). Полярность магнитного поля при этом может быть как определенной (Unipolar), так и неопределенной (Bipolar). Такие микросхемы идеально подходят для определения наличия или отсутствия каких-либо объектов, например, в концевых датчиках, датчиках открытия/закрытия двери, датчиках положения ротора электродвигателя и прочих.

Рис. 4. Принцип работы дискретных датчиков Холла

В дискретных датчиках с защелкой (Latch) переключение выходного сигнала происходит только при достижении индукцией внешнего магнитного поля определенных пороговых значений, причем уровень выходного сигнала при этом зависит от полярности внешнего поля. Другими словами, после установки на выходе, например, логической единицы датчик вернется в исходное состояние только после того, как внешнее магнитное поле поменяет свою полярность. Такие датчики идеальны для приложений с вращающимися элементами. Например, с помощью дискретного датчика с защелкой можно достаточно легко определить частоту вращения вала электродвигателя.

Отдельно следует отметить микросхемы, содержащие в одном корпусе два датчика Холла (Double Hall Switches), с помощью которых можно определить не только частоту, но и направление вращения вала электродвигателя. Одним из таких приборов является микросхема TLE4966 с двумя выходами (рисунок 5), на которых присутствуют сигналы как о скорости (Speed), так и о направлении (Direction) вращения вала электродвигателя.

Рис. 5. Принцип работы микросхемы TLE4966

Дискретные датчики производства компании Infineon делятся на три большие категории, отличающиеся областью применения. Для автомобильных приложений следует выбирать датчики с префиксом TLE, которые могут работать в диапазоне рабочих температур -40…170°С при напряжении питания 3,0…5,5 В или 3,0…32 В. Аналогичный диапазон питающих напряжений и у датчиков, маркированных префиксом TLI и предназначенных для промышленного использования, однако температурный диапазон у них меньше и составляет -40…125°С. Для остальных потребительских приложений лучше всего выбирать датчики с префиксами TLV, способные работать в диапазоне температур -40…125°С при напряжении питания 3,0…26 В.

Основным семейством дискретных датчиков, предлагаемых компанией Infineon, являются датчики TLx496x (таблица 1), которые могут выпускаться как в потребительском, так и в промышленном и автомобильном исполнениях. Отличительной особенностью данного семейства является широкий диапазон рабочих напряжений, составляющий 3…32 В с возможностью перенапряжения до 42 В, при собственном токе потребления, не превышающем 1,6 мА. Широкий диапазон чувствительности и рабочих температур делает эти датчики идеальными для широкого круга приложений, в том числе и для устройств с высоким уровнем функциональной безопасности: промышленного оборудования, лифтов, электроинструмента, автомобилей и многих других.

Таблица 1. Технические характеристики датчиков семейства TLx496x

НаименованиеТипИндукция срабатывания, мТлИндукция отпускания, мТлГистерезис, мТлАвтомо-
бильные прило-
жения
Промышлен-
ные прило-
жения
Корпус
TLE4961-1M/LLatch2,0-2,04,0++SOT23/SSO-3-2
TLE4961-2MLatch5,0-5,010,0++SOT23
TLE4961-3M/LLatch7,5-7,515,0++SOT23/SSO-3-2
TLE4964-1MSwitch18,012,55,5++SOT23
TLE4964-2MSwitch28,022,55,5++SOT23
TLE4964-3MSwitch12,59,53,0++SOT23
TLE4964-5MSwitch7,55,02,5++SOT23
TLE4968-1M/LBipolar1,0-1,02,0++SOT23/SSO-3-2
TLE4961-5MLatch15,0-15,030,0++SOT23
TLE4961-4MLatch10,0-10,020,0++SOT23
TLE4964-4MSwitch10,08,51,5++SOT23
TLE4964-6MSwitch3,52,51,0++SOT23
TLV4964-1MSwitch18,012,55,5SOT23
TLV4964-2MSwitch28,022,55,5SOT23
TLI4961-1M/LLatch2,0-2,04,0+SOT23/SSO-3-2
TLV4961-3MLatch7,5-7,015,0SOT23

Для приложений, требующих высокоточного определения позиции контролируемого объекта, компания Infineon рекомендует дискретные датчики семейства TLE/TLI4963/65-xM (таблица 2), отличающиеся малым уровнем джиттера, не превышающим 0,35 мкс. Микросхемы TLE/TLI4963/65-xM рассчитаны на использование в промышленных и индустриальных приложениях и могут работать в диапазоне питающих напряжений в диапазоне 3,0…5,5 В, потребляя при этом ток, не превышающий 1,4 мА.

Таблица 2. Технические характеристики датчиков семейства TLE/TLI4963/65-xM

НаименованиеТипИндукция срабатывания, мТлИндукция отпускания, мТлГистерезис, мТлАвтомобильные приложенияПромышленные приложенияКорпус
TLE4963-1MLatch2,0-2,04,0+SOT23
TLE4963-2MLatch5,0-5,010,0+SOT23
TLE4965-5MUnipolarswitch7,55,02,5+SOT23
TLI4963-1MLatch2,0-2,04,0+SOT23
TLI4963-2MLatch5,0-5,010,0+SOT23
TLI4965-5MUnipolarswitch7,55,02,5+SOT23

В отличие от предыдущих серий дискретных датчиков, выпускаемых в SMD-корпусах, семейство TLV496x-xTA/B (таблица 3) рассчитано на использование в потребительской технике и выпускается в корпусах, предназначенных для монтажа в отверстия. Микросхемы имеют широкий диапазон рабочий напряжений, составляющий 3…26 В, при токе потребления, не превышающем 1,6 мА.

Таблица 3. Технические характеристики датчиков семейства TLV496x-xTA/B

НаименованиеТипИндукция срабатывания, мТлИндукция отпускания, мТлГистерезис, мТлКорпус
TLV4961-1TALatch2,0-2,04,0TO92S-3-1
TLV4961-1TBLatch2,0-2,04,0TO92S-3-2
TLV4961-3TALatch7,5-7,515,0TO92S-3-1
TLV4961-3TBLatch7,5-7,515,0TO92S-3-2
TLV4964-4TAUnipolarswitch10,08,51,5TO92S-3-1
TLV4964-4TBUnipolarswitch10,08,51,5TO92S-3-2
TLV4964-5TAUnipolarswitch7,55,02,5TO92S-3-1
TLV4964-5TBUnipolarswitch7,55,02,5TO92S-3-2
TLV4968-1TALatch1,0-1,02,0TO92S-3-1
TLV4968-1TBLatch1,0-1,02,0TO92S-3-2

Для приложений, требующих определения не только скорости, но и направления вращения роторов электродвигателей, предназначены датчики линейки TLE4966 (таблица 4), содержащие в одном корпусе два датчика Холла, расположенных на расстоянии 1,45 мм. Микросхемы TLE4966 удовлетворяют требованиям AEC-Q100 и могут использоваться, в том числе, в автомобильных приложениях.

Таблица 4. Технические характеристики датчиков семейства TLE4966

НаименованиеТипИндукция срабатывания, мТлИндукция отпускания, мТлГистерезис, мТлКорпус
TLE4966K/LDouble Hall, speed and direction output7,5-7,515TSOP6/SSO-4-1
TLE4966-2KDouble Hall, two independent outputs7,5-7,515TSOP6
TLE4966-3KDouble Hall, speed and direction output2,5-2,55TSOP6
TLE4966V-1KVertical double Hall, speed and direction output2,5-2,55TSOP6

Датчики угла поворота (Angle Sensors)

Измерение угла поворота вращающегося объекта необходимо в таких приложениях как электродвигатели, рулевые колонки автомобилей, разнообразное промышленное оборудование, робототехника, мехатронные системы, а также во многих других. От точности и надежности этих приборов во многом зависят как безопасность, так и качество работы большинства автоматизированных систем, поэтому неудивительно, что многие производители электронных компонентов ведут активные поиски новых методов как измерения положения измеряемого объекта, так и обработки полученных результатов.

Первоначально для измерения угла поворота применялись датчики на классическом эффекте Холла с аналоговым выходом, преимуществами которых, помимо традиционных для большинства магнитных приборов компактности и экономичности, являются безынерционность ввиду отсутствия магнитного гистерезиса и возможность работы в широком диапазоне уровней магнитных полей. Однако невысокая точность не позволила их использовать в прецизионных системах и заставила искать новые подходы к проведению измерений. Именно поэтому современные датчики угла поворота практически не используют данный принцип, а вычисляют положение внешнего магнита с помощью более точных методов измерения магнитосопротивления чувствительного элемента.

Одними из первых появились датчики, измеряющие величину анизотропного магнитосопротивления (Anisotropic Magneto Resistance, AMR). Основным отличием их от датчиков Холла является ориентация внешнего магнитного поля, силовые линии которого теперь должны быть направлены не перпендикулярно, а параллельно плоскости свободного (измерительного) слоя (Free Layer, FL), как показано на рисунке 6. Ключевым преимуществом AMR-датчиков является повышенная по сравнению с датчиками Холла чувствительность, а также малый уровень джиттера. Однако для многих прецизионных приложений этой точности все же недостаточно, к тому же AMR-датчики в принципе не способны определить полярность внешнего магнитного поля, из-за чего максимальное значение измеряемого угла ограничено 180°.

Рис. 6. Принцип работы магнитных датчиков для измерения угла поворота

Устранить эти недостатки удалось путем введения дополнительного опорного магнитного слоя (Reference Layer, RL), изолированного от внешнего магнитного поля немагнитным промежутком (Non Magnetic Layer, NML). Это привело к появлению условий для возникновения гигантского магнитосопротивления (Giant Magneto Resistance, GMR) в случае, когда магнитная ориентация свободного слоя, определяемая внешним магнитным полем, оказывается направленной навстречу жестко заданной магнитной ориентации опорного слоя. Датчики на основе гигантского магнитосопротивления отличаются повышенной чувствительностью и способны отследить любое положение внешнего объекта, поскольку их рабочий диапазон измерения угла равен 360°. К недостаткам GMR-датчиков можно отнести ограниченный диапазон индукции внешнего магнитного поля, который для большинства моделей не должен превышать 100 мТл.

Дальнейшие исследования в этой области привели к созданию в 2014 году нового поколения датчиков, в основе работы которых лежит измерение туннельного магнитосопротивления (Tunneling Magneto Resistance, TMR). Структура чувствительных элементов на основе измерения TMR аналогична структуре GMR-приборов и так же содержит два магнитных слоя (свободный и опорный), разделенных туннельным барьером (Tunnel Barrier, TB). Основное отличие этих методов заключается в направлении протекания тока, используемого для измерения сопротивления, который теперь направлен не вдоль, а поперек многослойной структуры.

Ключевым преимуществом датчиков на основе измерения туннельного магнитосопротивления является ультравысокая чувствительность. Выходной сигнал датчиков на основе TMR приблизительно в 20 раз выше, чем у AMR-датчиков и в шесть раз выше, чем у GMR-аналогов. Кроме этого, TMR-датчики отличаются высокой стабильностью, меньшим температурным дрейфом и меньшей скоростью старения.

Для точного определения угла поворота обычно используют восемь чувствительных элементов – магниторезисторов с разной ориентацией магнитных моментов опорных слоев относительно корпусов приборов (рисунок 7). Эти элементы, соединенные в два измерительных моста, под действием внешнего магнитного поля формируют два основных сигнала: синусный и косинусный, являющиеся основной для последующих математических вычислений.

Рис. 7. Принцип измерения угла поворота

Для критически важных приложений с высоким уровнем функциональной безопасности, например, для автомобильной техники, необходимо обязательное дублирование критически важных компонентов. Поскольку датчики угла поворота могут использоваться, например, в системах рулевого управления, отказ которых может привести к неконтролируемому движению транспортного средства и возможным человеческим жертвам, они должны соответствовать требованиям ISO 26262, в том числе и самого жесткого уровня ASIL-D. Этим требованиям полностью отвечают микросхемы, содержащие два независимых датчика, расположенные с двух сторон подложки на расстоянии, не превышающем 600 мкм (рисунок 8). Такое расположение позволяет упростить конструкцию рулевого устройства и формировать два независимых комплекта практически одинаковых сигналов с помощью единственного ферритового магнита, поскольку при столь малом расстоянии между датчиками напряженность измеряемого поля будет практически одинакова.

Рис. 8. Конструкция микросхем с двумя независимыми датчиками, расположенными по обе стороны подложки

Однако такое расположение датчиков внутри микросхемы вовсе не обязательно, поскольку для соответствия требованиям ISO 26262 важно, чтобы датчики и их выходные сигналы были электрически изолированы и независимы. Несмотря на то, что микросхема TLE5501 содержит два одинаковых датчика, смонтированные на одной стороне подложки, она соответствует требованиям ISO 26262, поскольку они электрически никак не связаны между собой (рисунок 9).

Рис. 9. Электрическая схема и пример использования микросхемы TLE5501

Анализируя номенклатуру датчиков угла поворота производства Infineon (таблица 5, рисунок 10), можно отметить, что большинство из них использует технологию GMR, хотя есть и модели с технологией AMR (TLE5109A16), а также одна микросхема (TLE5309D), содержащая два датчика, которые выполнены по разным технологиям (AMR и GMR). Поскольку измерение TMR остается относительно новым подходом в построении датчиков, ассортимент этих приборов пока невелик, однако можно предположить, что именно эта технология в ближайшем будущем станет доминирующей, поскольку требования к точности проведения измерений с каждым годом только растут.

Рис. 10. Номенклатура датчиков угла поворота Infineon

Таблица 5. Технические характеристики датчиков угла поворота Infineon

НаименованиеТехнологияРасположение датчиков на подложкеИнтерфейс выходов Sin/CosИнтерфейс аналогового выходаДополни-
тельные интер-
фейсы
ТочностьКорпус
TLE5009GMRС одной стороныАналоговый0,9DSO-8
TLE5009A16(D)GMRС двух сторонАналоговый1,0TDSO-16
TLE5011GMRС одной стороныSSC (SPI)1,6DSO-8
TLI5012BGMRС одной стороныSSC (SPI)SSC (SPI)PWM/IIF/
SPC/HSM
1,9DSO-8
TLE5012B(D)GMRС одной или с двух сторонSSC (SPI)SSC (SPI)PWM/IIF/
SPC/HSM
1,0DSO-8/
TDSO-16
TLE5014C16(D)*GMRС одной или с двух сторонSPC1,0TDSO-16
TLE5014P16(D)*GMRС одной или с двух сторонPWM1,0TDSO-16
TLE5014S16(D)*GMRС одной или с двух сторонSENT1,0TDSO-16
TLE5014SP16(D)*GMRС одной или с двух сторонSPI1,0TDSO-16
TLE5109A16(D)AMRС одной или с двух сторонАналоговый0,5TDSO-16
TLE5309DAMR + GMRС двух сторонАналоговыйSSC (SPI)0,5 (AMR),
1,0  (GMR)
TDSO-16
TLE5501*TMRС одной стороныАналоговый1,0DSO-8
* – соответствует ISO 26262.

Датчики Холла для измерения линейных перемещений (Linear Hall Sensors)

Во многих приложениях возникает задача определения положения объекта, перемещающегося по некоторой траектории, которая совсем не обязательно должна быть прямолинейной. Контролируемым объектом может быть, например, педаль или рулевая колонка автомобиля, дроссельная заслонка топливной системы двигателя внутреннего сгорания (рисунок 11), линейный привод промышленного робота, шток измерителя уровня жидкости и многие другие приложения, содержащие движущиеся части, положение которых может принимать любое значение в некотором ограниченном пространстве.

Рис. 11. Конфигурация магнитного поля магнитного датчика для определения положения дроссельной заслонки двигателя автомобиля

Очевидно, что в подобных приложениях необходимо измерять абсолютное значение магнитного поля, зависящее как от величины индукции внешнего магнита, так и от расстояния между ним и датчиком. А это означает, что данные системы должны иметь возможность калибровки, с помощью которой можно точно учесть все специфические особенности конкретного узла. Именно поэтому большинство линейных датчиков производства компании Infineon (таблица 6) кроме измерительной части содержат узлы для обработки результатов измерений с учетом поправочных коэффициентов, хранящихся во встроенной энергонезависимой памяти (рисунок 12).

Рис. 12. Структурная схема датчиков TLE4998

Таблица 6. Технические характеристики линейных датчиков Infineon

НаименованиеЧувствительностьИндукция отсечки, мкТлНапряжение питания (расширенный диапазон), ВАвтомо-
бильное исполне-
ние
ИнтерфейсКорпус
TLE4997±12,5…±300 мВ/мТл< ±4005 ±10% (7)+АналоговыйSSO-3-10, TDSO-8
TLE4998P±0,2…±6 %/мТл< ±4005 ±10% (16)+PWMSSO-3-10, SSO-4-1, SSO-3-9, TDSO-8
TLE4998S±8,2…±245 LSB/мТл< ±4005 ±10% (16)+SENTSSO-3-10, SSO-4-1, SSO-3-9, TDSO-8
TLE4998C±8,2…±245 LSB/мТл< ±4005 ±10% (16)+SPCSSO-3-10, SSO-4-1, SSO-3-9, TDSO-8

Датчики для измерения скорости (Speed Sensors)

Измерения скорости движения или вращения необходимы для нормальной и безопасной работы самых различных силовых агрегатов. Например, датчики скорости используются в автоматических коробках передач, спидометрах, системах, предотвращающих блокировку колес и в других автомобильных и промышленных приложениях. В современных автомобилях датчики скорости, контролирующие работу трансмиссии, совместно с датчиками давления позволяют бортовому компьютеру поддерживать такой режим работы двигателя, при котором обеспечивается минимальный уровень выбросов углекислого газа.

Принцип измерения скорости заключается в подсчете количества импульсов за определенный промежуток времени, формируемых с помощью магнитного датчика, расположенного в непосредственной близости от специального зубчатого колеса или многополюсного магнита (рисунок 13). В качестве чувствительного элемента в магнитных датчиках скорости могут применяться классические элементы Холла или узлы, основанные на измерении гигантского магнитного сопротивления (GMR). В критически важных приложениях, работающих в жестких условиях, в том числе и в приложениях с высоким уровнем электромагнитных помех, магнитные датчики скорости могут выпускаться с интегрированными конденсаторами, позволяющими, кроме всего прочего, уменьшить размеры измерительной системы за счет меньшего количества внешних компонентов.

Рис. 13. Принцип измерения скорости вращения с помощью магнитных датчиков

Одним из самых популярных датчиков скорости, предлагаемых компанией Infineon, является микросхема TLE4922 (рисунок 14), представляющая собой простое и экономичное решение, прекрасно подходящее как для автомобильных, так и для промышленных применений. При использовании ненамагниченных зубчатых шестеренок с противоположной от колеса стороны микросхемы необходимо устанавливать постоянный магнит, в качестве которого, благодаря адаптивно изменяемой величине гистерезиса и наличию механизма калибровки, можно использовать недорогие объемные магниты, индукция которых может колебаться в широких пределах. Кроме этого, TLE4922 обеспечивают превосходную точность измерений в широком диапазоне величин воздушных зазоров, а также в условиях сильной вибрации и электромагнитных помех.

Рис. 14. Структурная схема и пример использования микросхемы TLE4922

Более сложной моделью магнитных датчиков скорости, производимых компанией Infineon, является микросхема TLE4929 (рисунок 15) – активный датчик Холла, идеально подходящий для измерения скорости вращения коленчатых валов автомобильных двигателей, а также для сходных автомобильных или промышленных применений. Ключевыми преимуществами TLE4929 являются высокая точность, малый уровень джиттера, а также два интегрированных конденсатора, позволяющих микросхеме работать в сложной электромагнитной обстановке.

Рис. 15. Структурная схема микросхемы TLE4929

Благодаря наличию трех интегрированных датчиков Холла переключение TLE4929 происходит строго в момент, когда датчик находится возле центра зубца измерительной шестерни, что обеспечивает независимость результатов измерения от направления вращения контролируемого вала. Возможность программирования данной микросхемы с сохранением настроек в энергонезависимой памяти позволяет эффективно адаптировать ее под конкретные значения индукции используемых магнитов и величин воздушных зазоров.

Датчики объемного магнитного поля (3D Magnetic Sensors)

До недавнего времени измерения магнитного поля по одной, максимум двум координатам для большинства приложений было вполне достаточно. Однако в связи с бурным развитием микропроцессорных систем и робототехники появилась возможность (и потребность) в более сложном пространственном позиционировании. Отвечая на это, компания Infineon разработала магнитные датчики, способные измерять величину магнитной индукции по трем координатам, а значит – определять пространственное положение контролируемого магнита.

В общем случае для этого необходимы три чувствительных элемента, например, на основе эффекта Холла, ориентированные в пространстве соответствующим образом, и комплект специализированных аппаратных и программных узлов, обеспечивающий обработку полученных сигналов (рисунок 16). Очевидно, что из-за повышенной сложности данной задачи обработку сигналов проще всего проводить с помощью цифровых методов, поэтому все 3D-датчики производства компании Infineon содержат интегрированный микроконтроллер, обеспечивающий обработку оцифрованных сигналов с передачей результатов вычислений по одному из широко используемых интерфейсов.

Рис. 16. Принцип работы датчиков объемного магнитного поля

Одним из таких решений являются датчики TLx493D (таблица 7), обеспечивающие точное трехмерное позиционирование с обнаружением линейных, вращательных и трехмерных перемещений. Благодаря компактному 6-выводному корпусу и ультрамалому энергопотреблению микросхемы TLx493D могут использоваться в широком спектре практических приложений и заменить традиционные резистивные и оптические датчики, не имевшие до недавнего времени аналогов в этой сфере (рисунок 17).

Рис. 17. Пример применения датчиков объемного магнитного поля

Таблица 7. Технические характеристики 3D-датчиков Infineon

МодельДиапазон рабочих температур, °CСоответст-
вие требова-
ниям
Линейный диапазон магнитного поля, мТлРазреше-
ние, мкТл/LSB
Ток потребленияЧастота измеренийКорпус
TLV493D-A1B6-40…125JESD47±130 (тип.)987 нА…3,7 мА10 Гц…3,3 кГцTSOP6
TLI493D-A2B6-40…105JESD47±160 (мин.), ±100 (мин.)130 (65)7 нА…3,7 мА10 Гц…3,3 кГцTSOP6
TLE493D-A2B6-40…125AEC-Q100±160 (мин.)130 (65)7 нА…3,3 мА10 Гц…8,4 кГцTSOP6
TLE493D-W2B6 A0-40…125AEC-Q100±160 (мин.), ±100 (мин.)130 (65)7 нА…3,3 мА0,05 Гц…8,4 кГцTSOP6
TLE493D-W2B6 A1
TLE493D-W2B6 A2
TLE493D-W2B6 A3

Заключение

Магнитные датчики Infineon перекрывают большинство практических приложений, начиная от простых устройств с минимальным уровнем автоматизации и заканчивая сложными промышленными и автомобильными системами с наивысшими требованиями к функциональной безопасности. Очевидно, что столь высокий уровень выпускаемой продукции был бы просто невозможен без тщательной проработки каждого узла предлагаемых микросхем на этапах проектирования и производства. Компания Infineon продолжает оставаться одним из лидеров в области магнитных датчиков, обеспечивая производителей качественной продукцией, выполненной по самым современным технологиям.

•••

Наши информационные каналы

Датчик скорости Toyota: назначение и принцип работы / Моторист.эксперт

В современных автомобилях за впрыск горючей смеси на разных режимах работы двигателя отвечает электронный блок управления и разные датчики, в том числе и датчик скорости toyota. ЭБУ, анализируя состояние авто по многим факторам, оперативно проводит расчеты, четко дозирует количество горючей смеси и определяет время, на которое открывается форсунка определенного цилиндра двигателя в необходимый момент времени.

Контроллер должен получать информацию от датчиков автомобиля:

  • про скорость движения;
  • о положении дроссельной заслонки;
  • о положении коленчатого вала двигателя;
  • температуре воздуха и охлаждающей жидкости;
  • о наличии детонации и другие данные.

Назначение

Датчик скорости предназначен для информирования электронного блока управления о скорости движения автомобиля. Кроме этого, на него возложена также информационная функция – показания спидометра на панели управления.

Режимы работы двигателя, которые связанные с отсеканием подачи топлива в случае закрывания дроссельной заслонки, когда автомобиль находится в движении, а также плавность перехода двигателя на режим холостого хода, зависят от оборотов двигателя и скорости движения. Блок управления, получив необходимые импульсы, подстраивает или меняет параметры режимов работы двигателя. Поэтому, при движении автомобиля на высокой скорости холостые обороты поддерживаются чуть выше, чем при движении на малой скорости или на стоящем авто.

Принцип работы

Расположение датчика скорости на Toyota Sprinter Trueno

Многие автолюбители не знают, где находится датчик скорости и особенно принцип его работы. Датчик скорости toyota монтируется на корпусе коробки переключения передач.

Принцип работы достаточно простой и основан на эффекте Холла. Во время движения автомобиля от датчика к электронному блоку управления передаются импульсы напряжения, частота которых прямо пропорциональна скорости вращения ведущих колес автомобиля. Задача устройства сгенерировать определенное количество частотных импульсов за один оборот колеса автомобиля. Эти импульсы являются своего рода частотным сигналом контроллеру для проведения необходимых расчетов. Каждый автомобиль при проектировании рассчитывается на колеса определенных размеров. Поэтому, в случае установки на машину колес другого не предусмотренного изготовителем типоразмера, скоростные показания автомобиля могут несколько измениться.

Датчик скорости за каждый пройденный километр генерирует приблизительно 6004 импульса. Контроллер по временным интервалам между импульсами определяет скорость движения автомобиля. Данные о скорости движения после вычисления отображаются также на спидометре в удобной для водителя форме.

Последствия выхода устройства из строя

Электронная система авто регулярно диагностирует все датчики, установленные на автомобиле, в том числе и датчик скорости. Система диагностики определяет неисправность какого-либо датчика по отсутствию от него сигнала.


Если от неисправного датчика движения отсутствует сигнал, электронный блок управления автомобиля не может определить состояние автомобиля: движется он или стоит на месте. И только когда двигатель начнет работать на больших оборотах при повышенной нагрузке и соответственно увеличивается расход потребляемого воздуха, система определяет, что автомобиль находится в движении. Если при таких условиях от устройства по-прежнему нет сигналов (импульсов), то электронный блок управления выдает ошибку CHECK ENGINE.

Неисправность датчика скорости влияет в первую очередь на поддержание и регулирование оборотов холостого хода во время движения автомобиля. Так при резком отпускании педали акселератора или при выключении передачи коробки переключения передач (резкое понижение нагрузки на двигатель), двигатель может заглохнуть. При резком нажатии на акселератор, например для динамичного разгона, существенно будет чувствоваться потеря динамических характеристик двигателя при разгоне. Двигатель будет останавливаться (глохнуть) при движении автомобиля накатом или при переключении передач.

Замена датчиков

Причинами выхода из строя датчиков скорости бывает короткое замыкание в проводке при соприкосновении проводов с выпускным коллектором, которые от высокой температуры начинают плавиться.

Оригинальный датчик

Замена проводится на специализированных станциях технического обслуживания и не занимает много времени.

Заказать и купить датчик скорости, который по характеристикам точно подходит для вашего автомобиля можно по следующим каталожным номерам (в зависимости от модели Тойоты): например 89411-33010 (для двигателей 1MZ-FE, 2AZ-FE), 89413-08020 (для двигателя 2GR-FE).

SpeedFlow | Датчик скорости сыпучих материалов

Применение

Микроволновый датчик скорости сыпучих веществ SpeedFlow разработан специально для непрерывного измерения и контроля скорости потока твердых сыпучих веществ и материалов: различные гранулы, пыль и порошки, транспортируемых по металлическим продуктопроводам.

Скорость сыпучих материалов измеряется SpeedFlow в самом потоке материала. Результаты измерения на зависят от видов контролируемых сыпучих материалов. Сыпучие материалы могут перемещаться по продуктопроводу в режиме свободного падения или с помощью пневмоподачи в разреженном по плотности состоянии. Рабочий диапазон измерения скорости сыпучих материалов начинается от 0,75 метра в секунду.

Принцип работы

В результате трения частиц материала друг о друга образуется электрический заряд, это явление носит название трибоэлектрический эффект. Чем больше скорость частиц, тем больше трение, тем выше значение электрического заряда. Датчик скорости сыпучих частиц SpeedFlow снабжен двумя контактами. Частицы контролируемого материала двигаясь, соприкасаются с электродами SpeedFlow образуя на них электрический потенциал.

Устройство сравнения зарядов на каждом из электродов определяет время между появлением на электродах равных зарядов. При известном расстоянии, 8 мм, между электродами SpeedFlow вычисляется скорость сыпучих материалов. 

Выходной сигнал датчика скорости 4...20 mA пропорционален контролируемой скорости. Конфигурирование и инсталляция датчика осуществляется с помощью ПК.

Состав датчика скорости сыпучих материалов

Измерительная система скорости сыпучих материалов SpeedFlow состоит из: 

  • Муфта со стпорным винтом  для крепления сенсора;
  • Сенсор с присоединительным кабелем длиной 2 м;
  • Блок управления и обработки;
  • ПО для инсталляции.

Требования к монтажу и установке

Место расположения сенсора на продуктопроводе выбирается с учетом обеспечения равенства скоростей на измерительных электродах.

В точке монтажа сенсора приваривается монтажная муфта, через нее высверливается отверстие в продуктопроводе диаметром 20 мм. Сенсор устанавливается  внутрь монтажной муфты, позиционируется исходя из выбранной длины электродов и толщины стенки трубы продуктопровода и фиксируется стопорным винтом.

Расстояние между сенсором и блоком обработки не должно превышать 50 м.

Технические данные

Принцип работы датчика скорости

- Инструменты

Вращающееся оборудование требует измерения скорости для таких функциональных систем, как управление, мониторинг и безопасность. Для обеспечения безопасной эксплуатации особенно важно контролировать частоту вращения ротора газотурбинных двигателей.

Принцип работы и характеристики индуктивного датчика
:

Индуктивный датчик, также известный как датчик магнитного датчика, во время работы, из-за индуктивного эффекта. Катушка датчика вырабатывает колебательное напряжение.(один вид сигнала синусоидальной формы (∼) переменного напряжения).

Когда спусковое колесо с зубьями проходит на достаточно близком расстоянии (G) от полюсного штифта датчика, магнитное поле, окружающее катушку, изменяется. В результате изменения магнитного поля в катушке индуцируется напряжение, пропорциональное силе и скорости изменения магнитного поля. Одно полное колебание производится для каждого зуба, проходящего рядом со стержнем полюса датчика. На рисунке показаны основные составные части и форма генерируемого сигнала индуктивного датчика.Электрическое сопротивление катушки обычно находится в диапазоне от 500 Ом до 1 500 Ом. Сигнал напряжения, создаваемый датчиком, зависит от скорости спускового колеса и количества витков в катушке.

Детали датчика скорости:

  1. Корпус датчика
  2. Провода выходного сигнала
  3. Коаксиальная защита с покрытием
  4. Постоянный магнит
  5. Индуктивная катушка
  6. Штифт опоры
  7. Спусковое колесо
  8. Воздушный зазор
Принцип работы датчика Холла:

В отличие от индуктивных датчиков, выходной сигнал датчика Холла не зависит от скорости изменения магнитного поля.Создаваемое выходное напряжение обычно находится в диапазоне мВ и дополнительно усиливается встроенной электроникой, установленной внутри корпуса датчика.

На рисунке показана типичная конструкция датчика Холла . Конечный выходной сигнал напряжения обычно имеет цифровую форму импульсов (квадратная форма). Выходной сигнал датчика может быть как положительным, так и отрицательным с пиковым напряжением, обычно до 5 В или 12 В, в зависимости от типа встроенной электроники и требований используемой системы.Амплитуда выходного сигнала остается постоянной, только частота увеличивается пропорционально оборотам. В отличие от индуктивных датчиков, которые сами по себе генерируют сигнал напряжения, датчики на эффекте Холла должны дополнительно получать внешнее напряжение, необходимое для встроенной электроники. Обычное напряжение питания (+ Vcc) составляет в основном 5 В, но в некоторых случаях может составлять 12 В.

Детали датчика скорости:

  1. Корпус датчика
  2. Выходные провода (+ Vcc, −Vcc и сигнальный)
  3. Интегрированная электроника
  4. Постоянный магнит
  5. Устройство на эффекте Холла
  6. Спусковое колесо
  7. Воздушный зазор
Процедура диагностики и тестирования индуктивного датчика:

  1. Отключите датчик и убедитесь, что электрическое сопротивление индуктивной катушки составляет примерно от 500 Ом до 1.500 Ом. Если значение показания резко отличается, включая ноль или бесконечность, замените датчик. (Также см. Руководство поставщика для определения сопротивления)
  2. Проверьте размер воздушного зазора (G) между датчиком и спусковым колесом по манометру, значение должно быть: G ≈ 0,8 - 1,5 мм (0,03 - 0,06 дюйма). (Также см. Руководство поставщика для получения информации)
  3. Проверить чистоту штифта датчика (иногда может иметься металлическая стружка).
  4. Проверьте целостность и состояние проводов, разъемов, клемм и состояние экрана.
Процедура диагностики и тестирования датчика Холла:

  1. Проверить подачу питания на датчик. Обычное напряжение питания составляет 5 В (в некоторых случаях может быть 12 В). (Также см. Руководство поставщика)
  2. Проверьте размер воздушного зазора (G) между датчиком и спусковым колесом, значение должно быть: G ≈ 0,8 - 1,5 мм (0,03 - 0,06 дюйма). (Также см. Руководство поставщика)
  3. Проверьте целостность и состояние проводов, разъемов и клемм.
  4. Проверить чистоту штифта датчика (иногда может иметься металлическая стружка).
  5. Проверить наличие выходного сигнала при вращении колеса.

ПРИМЕЧАНИЕ: В отличие от индуктивных датчиков, в датчике Холла разъем должен быть вставлен, потому что необходим источник питания для встроенных электронных компонентов, которые находятся внутри датчика.

Принцип дифференциального эффекта Холла:

Эффект Холла (названный в честь его первооткрывателя) использует тот факт, что магнитное поле генерирует напряжение внутри элемента холла.Его уровень не зависит от скорости его изменения. Датчики включают в себя необходимый магнит (M) и двойной элемент Холла (DH). При прохождении профиля магнитное поле изменяется, создавая тем самым напряжение сигнала внутри элемента Холла. Здесь важно иметь в виду, что сигнал не затухает на малой скорости. В принципе используется двухчиповый элемент Холла, а в усилителе сигнала (A) используется только разница между ними. Затем он усиливается, чтобы обеспечить выходной сигнал прямоугольной формы мощности.

Преимущество датчиков на основе дифференциального эффекта Холла: По своей природе этот принцип дифференциала компенсирует вибрации объекта.И это уменьшает влияние внешнего магнитного поля рассеяния. Оба важных аспекта для надежного сигнала.

Материал мишени : Допускается любая стандартная сталь, за исключением нержавеющей стали или любого другого немагнитного материала. Однако пазы в стальном профиле могут быть заполнены таким материалом или стальным болтом, вставленным в немагнитную деталь.

Целевой профиль: Часто используется стандартное зубчатое колесо, так как его легко достать и установить на вал.Разрезная шестерня должна иметь разделение внизу между зубьями. Прорези, вырезанные в стальном валу или другом роторе, также дают четкий и четко определенный сигнал. Но нужно следить за тем, чтобы поверхность и края были гладкими. В противном случае сенсор с его резким разрешением мог бы отреагировать на царапины или другие неровности. Однако необходимо следить за правильным расположением пазов, отверстий или болтов на роторе. Неправильные расстояния, приводящие к колебаниям в измерениях скорости. Шестигранные головки винтов могут привести к неравномерному разделению импульсов.Паз или что-то подобное в головке винта может вызвать множественные импульсы.

Одноканальный монитор скорости:

Измерение основано на частоте последовательности импульсов, представляющей скорость. Базовая величина - это время между одним или несколькими импульсами. Автоматическая функция определяет это число, чтобы поддерживать минимальный период времени для каждого измерения, которое нужно продлить. Этот минимум времени программируется на 5 миллисекунд или более, таким образом устанавливая соответствующее усреднение и стабилизацию измерений.Соответствующее значение скорости, выраженное в оборотах в минуту, по которым считываются дисплей, цепь аварийной сигнализации и аналоговый выход, вычисляется на основе этих измерений. Этот процесс дополнительно учитывает запрограммированные данные приложения (соотношение между скоростью машины и частотой сигнала).

Схема подключения:

Расчет частоты:

Машинный коэффициент = Число зубьев x Передаточное число / 60

Частота = Диапазон в оборотах в минуту x Машинный коэффициент

Как установить датчик скорости:

Когда первичный двигатель остановился, поверните зонд, пока он не коснется внешнего диаметра шестерни.Если у звукоснимателя есть резьба 5 / 8-18, один поворот на 360 ° против часовой стрелки переместит его на 0,0555 дюйма (1,41 мм). Метрический датчик будет перемещаться на 1,5 мм за оборот. Если у звукоснимателя есть монтажная резьба 3 / 4-20, он будет выдвигаться на 0,050 дюйма (1,27 мм) за оборот. Выкрутите количество, необходимое для желаемого зазора. Если возможно, медленно поверните шестерню на 360 °, чтобы проверить зазор в подборщике. Когда зазор установлен, надежно затяните контргайку на корпусе или кронштейне, чтобы подборщик не мог повернуться внутрь или наружу.

Автор статьи:

Ashish Agrawal

Типы датчиков положения и скорости

Исходя из этого мнения, машины работают автономно, поэтому надежность и точность датчиков играют ключевую роль в функциональной безопасности.

Цель этой статьи - дать общее представление о типах датчиков положения и скорости с их сильными и слабыми сторонами. Каждый датчик подходит для определенной области применения. На рисунке ниже показаны различные принципы работы датчиков для измерения положения и скорости без претензий на полноту.

Технические характеристики датчиков положения и скорости

Из-за огромного количества типов и версий сенсоров выбор подходящего сенсора для конкретного применения является сложной задачей. Во-первых, инженерам необходимо определить все соответствующие требования, которым должен соответствовать датчик. Он должен идеально подходить к применению, не выходить за рамки технических требований и иметь минимальную стоимость.

В целом характеристики сенсора можно разделить на тип сенсора, электрические и механические характеристики, а также условия эксплуатации.Благодаря этим характеристикам датчики обладают преимуществами и недостатками для различных приложений. В следующем разделе представлены несколько важных технических характеристик датчиков с пояснениями и примерами.

Тип датчика
- Тип измерения: инкрементальный или абсолютный
- Принцип измерения: оптический, магнитный (на основе холла, индуктивный), электромеханический

Электрические характеристики
- Разрешение: наименьшее изменение, которое можно измерить
- Воспроизводимость: стабильность датчика при повторных измерениях из одной и той же начальной точки
- Точность: достоверность выходного сигнала в%
- Тип электрического выхода: Аналоговый / цифровой, последовательный / параллельный
- Электропитание и выходное напряжение / ток

Механические характеристики
- Геометрия: Размеры, линейные, поворотные
- Масштабируемость: e.грамм. Угол 360 °, линейное измерение 500 мм, частота 20 кГц
- Механические интерфейсы: варианты разъемов, расположение проводов, точки механического крепления
- Воздушный зазор (бесконтактные датчики): например, 0,4 - 2,2 мм

Условия эксплуатации
- Диапазон температур
- Факторы окружающей среды: например, пыль / частицы, влажность, удары, вибрация, климат
- Классы защиты: например, IP, ESD-восприимчивость, устойчивость к короткому замыканию

Сравнение выбранных датчиков положения и скорости

Основная задача датчиков положения - определение угловых или линейных смещений, расстояний, зазоров, растяжений и уровней заполнения.Потенциометр как электромеханический датчик - самый известный, но также и самый старый тип датчика, изобретенный немецким физиком Иоганном Кристианом Поггендорфом в 1841 году. В настоящее время существует несколько версий и типов потенциометра. Производители постоянно совершенствовали электромеханический датчик, чтобы соответствовать строгим требованиям для нескольких новых областей применения. Кроме того, бесконтактные датчики со временем завоевали рынок, поскольку они обладают полезными характеристиками по сравнению с электромеханическим потенциометром.Это обсуждается ниже.

Датчики скорости и частоты используются для измерения пройденного расстояния или угла за единицу времени. Основная область применения - управление скоростью и мониторинг систем асинхронного привода, применяемых в различных отраслях промышленности, таких как дорожные и внедорожные автомобили, энергетический сектор, медицинский сектор, автоматизация и машиностроение. В этой области бесконтактные датчики проникли на рынок из-за отсутствия изнашиваемых механических частей, обеспечивающих длительный срок службы.

В следующем разделе представлены и сравниваются принцип, применение, преимущества и недостатки выбранных датчиков положения и скорости.

Потенциометры

Принцип
В потенциометрах используется резистивный элемент в виде механического скользящего контакта для измерения линейных или угловых перемещений. Ползунок всегда соприкасается с дорожкой сопротивления. Степень сопротивления изменяется в зависимости от движения ползунка. В дополнение к механической части каждый потенциометр нуждается во внешнем источнике питания, чтобы механическое движение можно было преобразовать в электрический сигнал. Выходное напряжение зависит от степени сопротивления и, следовательно, от угла поворота или пройденного расстояния.Диапазон измерения, выходной сигнал и электрические соединения настраиваются и доступны многими производителями электрических компонентов. Потенциометры обеспечивают абсолютные значения измерения по сравнению с инкрементными датчиками, система измерения которых основана на повторяющихся и периодических градуировках.

Сильные стороны
- Низкая стоимость (копейки, но высокоточные версии могут стоить до 200 долларов)
- Гибкость в установке и характеристиках
- Нет необходимости в внутренних электронных компонентах
- Быстрое прототипирование
- Доступность у многих производителей
- Высокое разрешение и точность измерений ( достоверность выходного сигнала лучше 1%)
- Резервирование для надежных сигналов
- Диапазон рабочих температур до 250 ° C
- Измерение большого смещения (до 360 °; 1500 мм)

Слабые стороны
- Чувствительность к износу, особенно в условиях высокой вибрации (например,грамм. дорожные транспортные средства, тяжелые установки или авиационные системы)
- Восприимчивость к посторонним частицам, таким как пыль / песок, которые истирают резистивную гусеницу (срок службы значительно сокращается)
- Ограниченный срок службы из-за износа, который может быть рассчитан на 500000 циклов в среднем
- Не подходит для работы с жидкостями
- Не подходит для высоких ускорений (слайдер может разъединяться)
- Необходим цифровой преобразователь, увеличивающий стоимость
- Ограниченная миниатюризация, которая может ограничить доступный диапазон измерений

Области применения
В общем, потенциометры лучше подходят для приложений с умеренными рабочими циклами и благоприятными условиями окружающей среды.Требования к приложениям не должны быть жесткими из-за износа и трения механического ползуна.

Поскольку потенциометры существуют во множестве различных версий с преимуществом низкой цены и широкой доступности, их можно найти почти во всех отраслях промышленности.

Индуктивные энкодеры

Принцип
Индуктивный энкодер, также известный как инкодер, представляет собой бесконтактный датчик скорости и позиционирования, подходящий для линейных и угловых перемещений.На основе принципа электромагнитной индукции датчик измеряет, например, в двигателях положение ротора относительно статора. Основными компонентами индуктивного датчика являются катушки (традиционный инкодер) или печатные схемы на подложках (инкодер нового поколения). Когда металлическая цель приближается к индуктору, происходит изменение магнитного поля. По закону индукции датчик создает напряжение между биполярным выходом, которое пропорционально временному изменению магнитного потока.Это вызывает ток, который течет через индуктивность и подключенные провода к выходному устройству. Дальность обнаружения зависит от типа целевого материала; черные металлы обеспечивают больший диапазон чувствительности, чем цветные металлы. Электроника может быть размещена вдали от чувствительной области, что позволяет использовать инкодер в суровых условиях.

Сильные стороны
- Безопасная и надежная работа даже в тяжелых условиях
- Бесконтактная и не подверженная износу
- Различные геометрические формы, такие как криволинейная, 2D и 3D определение положения
- Для широкого и малого диапазонов измерения
- Диапазон рабочих температур до 150 ° C
- Высокая точность (на основе шкалы от 360 ° до 0,09 °)
- Новое поколение: многослойные тонкие датчики для резервных сигналов
- Высокое сопротивление ЭМВ
- Электроника может быть расположена вдали от зоны обнаружения, - нет необходима охрана

Слабые стороны
- Традиционный инкодер: большой размер из-за спулинга и отсутствия избыточного измерения
- Новое поколение: фактор стоимости
- Не подходит для измерений на низких скоростях (выходной сигнал зависит от частоты)
- Чувствительность к изменению воздушного зазора

Области применения
- Мониторинг и контроль приложений, связанных с безопасностью (машиностроение, производство оборудования, дорожные и внедорожные транспортные средства)
- Технологии хранения и транспортировки
- Датчик частоты вращения двигателя и колеса, топливный насос высокого давления, датчик распределительного вала
- Индуктивный тахометр двигателя (датчик частоты коленчатого вала)

Датчики Холла

Принцип
Датчики на эффекте Холла очень чувствительны к магнитным полям.Их можно использовать для линейных и угловых измерений, а также для измерения скорости и направления. Основным компонентом этих датчиков является ИС Холла и находящийся под ними постоянный магнит. Эффект Холла основан на тонких полупроводниковых чипах. Если в такую ​​токопроводящую пластину вертикально проникает индукция B (постоянный магнит), носители заряда отклоняются силой Лоренца, перпендикулярной полю. Ток I, обеспечиваемый внешним источником питания, отклоняется от его прямого пути.Таким образом, можно обнаружить напряжение U, которое возникает поперек направления тока между двумя противоположными краевыми точками пластины. Выходное напряжение U пропорционально индукции B и току I.

Магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом, подвергается влиянию, как только к датчику приближается внешний ферромагнитный материал. В частности, для определения скорости, характеристики целевого колеса и воздушного зазора должны быть совместимы с датчиком Холла.

Благодаря этому принципу, датчик использует постоянный ток, подаваемый от внешнего источника питания.Вот почему датчики Холла считаются активными датчиками, поскольку им нужна встроенная электроника? для обработки сигналов. В отличие от физических явлений индукции, эффект Холла возникает в стационарных условиях. Выходное напряжение ИС Холла сохраняется даже при постоянном магнитном поле.

Сильные стороны
- Истинное твердое тело, отсутствие движущихся частей, отсутствие износа от трения
- Практически неограниченный срок службы (миллиард операций)
- Работа на высокой скорости - возможно более 100 кГц
- Работает со стационарным входом (нулевая скорость)
- Широкий температурный диапазон (от -40 до + 150 ° C)
- Высокая повторяемость работы
- Маленький размер (физически подходит для многих приложений, где другие магнитные преобразователи были бы слишком громоздкими)
- Прочность: невосприимчивость к ударам и вибрации, высокая устойчивость к влаге и загрязнения окружающей среды
- Может определять направление поля, а также его величину
- Экономичный
- Различные типы обеспечивают цифровой, аналоговый или программируемый выход
- Доступны 2-, 3- или 4-проводные конфигурации

Слабые стороны
- Датчики чувствительны к электростатическому разряду и магнитному потоку из окружающей среды (например,грамм. провода) могут давать неточные результаты
- Обрабатывает только нагрузки постоянного тока
- Требуется постоянное потребление тока
- Требуется интегральная схема

Области применения
- Успешно используется в агрессивных средах, таких как внутри автомобильных трансмиссий и вниз по стволу в буровом оборудовании для нефтяных скважин
- Скорость колес и валов, например, измерение скорости, опережение зажигания двигателя внутреннего сгорания, антиблокировочные тормозные системы
- Электродвигатели постоянного тока для определения положения постоянного магнита
- Силовые установки / энергия ветра: скорость турбины
- Угловые датчики для рулевого управления и педальных систем для внедорожников
- Системы ABS и измерение скорости в электронных велосипедах

Оптический кодировщик

Принцип
Оптические датчики обычно известны как энкодеры и инкрементальные датчики положения для угловых и линейных измерений.Они также подходят для измерения скорости. Основными компонентами являются светодиод, поворотно-оптический диск с референтной меткой, а также фотодатчик со схемой возведения в квадрат. Генерируемый световой луч, создаваемый светодиодом, просвечивает через решетку оптического диска или на нее. Результирующий свет измеряется фотодатчиком и автоматически преобразуется в цифровой выходной сигнал.

Сильные стороны
- Датчики вращения могут достигать 50-5000 отсчетов на оборот
- Высокая точность при точной установке
- Малый вес датчика
- Срок службы 80 тыс. - 100 тыс. Часов
- Не подвержен воздействию ферромагнитных материалов

Слабые стороны
- В жестких условиях измерения могут не выполняться, если линза или оптический диск закрываются посторонними частицами, такими как вода, грязь или стружка.
- Чувствительность к ударам
- Отсутствие или незначительное предупреждение о неизбежном отказе
- Ограниченный диапазон рабочих температур (максимум 70 ° C)

Области применения
- Измерение положения, скорости и направления
- Приложения, в которых требуется большое количество отсчетов на оборот в благоприятных условиях
- Подходит для сред / приложений с ферромагнитными материалами

Геркон

Принцип
Геркон был изобретен Bell Labs в 1930-х годах.В течение десяти лет он начал находить широкое применение в качестве датчика положения в электронном и испытательном оборудовании. В отличие от других датчиков, упомянутых в этой статье, герконовый переключатель может определять только конечное положение цели или его можно использовать в качестве датчика скорости, поскольку он считает переключение с течением времени. Базовый геркон состоит из двух ферромагнитных никель-железных проводов, которые расположены внутри герметичной стеклянной капсулы. Две проволоки превращаются в «язычки» за счет сплющивания одного конца.Концы язычка аккуратно выравнивают с небольшим нахлестом. Стеклянная капсула заполнена инертным азотом. Язычки действуют как проводники магнитного потока при воздействии внешнего магнитного поля. В контактном зазоре создаются полюса противоположной полярности, и контакты замыкаются, когда магнитная сила превышает силу пружины язычков. Контакты размыкаются, когда внешнее магнитное поле уменьшается, так что сила магнитного притяжения между язычками меньше, чем сила восстанавливающей пружины язычков.

Сильные стороны
- Нулевое энергопотребление (внешнее питание не требуется)
- Срок службы обычно исчисляется миллионами операций
- Экономически эффективен
- Герметично закрыт: невосприимчив к пыли / частицам, воде и влаге
- Герконовые переключатели доступны в различные размеры с разными амперными витками и гистерезисом в зависимости от расстояния между магнитами и размера магнита
- Коммутационная мощность: выдерживает нагрузки переменного и постоянного тока, возможность переключения с 10 нановольт на 10000 вольт и до 5 ампер
- Устойчивость к электростатическому разряду (ESD)
- Диапазон рабочих температур до 200 ° C

Слабые стороны
- Чувствительность к вибрации / ударам более 20 г
- Чувствительность может измениться из-за механического напряжения
- Измерение скорости ограничено операциями ниже 1 кГц
- Цифровой выход (только определение конечного положения)

Области применения
- Определение положения (конечное положение движения, только цифровой выход)
- Измерение скорости (счетные переключатели)
- Применение реле (электронные приборы)
- Автомобиль и транспорт (датчик тормозной жидкости, фары и задние фонари, зеркало контроль, датчик безопасности при столкновении, мониторинг давления в шинах, обнаружение газовой крышки)
- Умный дом (системы безопасности, бытовая техника, HVAC и сантехника)
- Безопасность (пожарная сигнализация, дверные датчики, оконный датчик, охрана отеля)
- Медицина , телекоммуникационные, испытательные и измерительные приложения

Резюме
Все представленные датчики демонстрируют различные характеристики в зависимости от их физического принципа, поэтому лучшего решения для датчиков не существует.Это всегда зависит от соответствующей области применения. В следующей таблице приводится приблизительное сравнение датчиков положения и скорости по нескольким ключевым показателям производительности. Оценка основана на стандартных датчиках определенных типов датчиков, как описано выше.

Лаборатория автомобильной электроники Clemson: датчики скорости автомобиля

Датчик скорости автомобиля

Базовое описание

Некоторые автомобильные системы полагаются на информацию о скорости автомобиля. для правильного функционирования.Коробки передач полагаются на информацию о скорости автомобиля для оптимизация стратегии смены. Системы круиз-контроля должны контролировать скорость автомобиля, чтобы сделайте соответствующие регулировки дроссельной заслонки. Системы АБС, рулевое управление с электронным усилителем системы и системы управления двигателем также используют информацию о скорости транспортного средства. Датчики скорости автомобиля традиционно устанавливались на трансмиссии или сзади. дифференциал, где контролировали скорость вращения ведущего вала. Эти датчики могут обеспечить неверная информация о скорости автомобиля, если одна или несколько шин не имеют хорошего сцепления или если автомобиль заносит.В последнее время все более распространенным стал расчет транспортного средства скорость на основе информации от датчиков скорости вращения колес связаны с АБС и электронными системами контроля устойчивости.

Датчики скорости транспортного средства обычно бывают индуктивными или оптическими. Наиболее распространенные индукционные датчики состоят из стержневого магнита поверх магнитного штифта, окруженного неподвижной катушкой. Этот датчик установлен на фиксированном расстоянии от ферромагнитного ротора с зубьями. Когда ротор вращается и зуб приближается к стержню, магнитный поток в катушке изменяется.Это изменение магнитного потока приводит к возникновению импульса напряжения на катушке. Модуль управления двигателем транспортного средства считает эти импульсы напряжения и вычисляет скорость транспортного средства. Оптические датчики также генерируют импульсы с частотой, соответствующей вращению ротора, но вместо измерения магнитного потока оптический датчик измеряет либо отраженный свет, либо свет, прошедший через щели. При использовании оптического датчика на роторе есть светлые и темные метки для оптического датчика для обнаружения отраженного света с помощью фотодатчиков, или серия щелей, которые позволяют свету от источника инфракрасного излучения проходить и обнаруживать фототранзистор на другой стороне. .

Внедряются новые технологии, обеспечивающие более точное и надежное определение точной скорости автомобиля без необходимости вычислять и усреднять показания датчиков скорости вращения колес. Hitachi разработала недорогую компактную технологию датчика скорости, которая измеряет скорость транспортного средства относительно земли с помощью радара миллиметрового диапазона [1]. Этот датчик позволяет измерять скорость даже тогда, когда все 4 колеса буксуют.

Еще одна интересная концепция, которую можно использовать, - это GPS. Используя датчик GPS, можно определить точное местоположение автомобиля, таким образом, можно точно рассчитать скорость автомобиля. Коммерчески доступной системой, основанной на этом принципе, является VBOX [2].

Производителей
Beru, Bosch, Continental, Delphi, Hitachi, Honeywell, Intermotor, Methode Electronics, MSC, Standard, TRW
Для получения дополнительной информации
[1] Технология датчиков путевой скорости, разработанная для автомобилей, Physorg.com, октябрь 2008 г.
[2] Сравнение датчиков скорости, веб-сайт RaceLogic. [pdf]
[3] Описание датчика скорости автомобиля и сопутствующая информация, Engine-Light-Help.com
[4] Как работают спидометры, Уильям Харрис, HowStuffWorks.com, 10 июля 2007 г.
[5] VSS или датчик скорости автомобиля, YouTube, январь 2008 г.

Поставщики средств беспроводной связи и ресурсы

О мире беспроводной связи RF

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов радиочастотной и беспроводной связи.На сайте представлены статьи, руководства, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тестирование и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, волоконная оптика, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. Д. Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP.Он также имеет академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и MBA.

Статьи о системах на основе Интернета вещей

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе Интернета вещей : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падений Интернета вещей. Читать дальше➤
Также ссылайтесь на другие статьи о системах на основе IoT следующим образом:
• Система очистки туалетов самолета. • Система измерения столкновений • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной торговли • Система мониторинга качества воды. • Система Smart Grid • Система умного освещения на базе Zigbee • Умная система парковки на базе Zigbee • Система умной парковки на основе LoRaWAN


RF Статьи о беспроводной связи

В этом разделе статей представлены статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE / 3GPP и т. Д. .стандарты. Он также охватывает статьи, относящиеся к испытаниям и измерениям, по тестированию на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF / PHY. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЬИ ДЛЯ ССЫЛКИ >>.


Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Читать дальше➤


Основы повторителей и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов ретрансляторов, используемых в беспроводных технологиях.Читать дальше➤


Основы и типы замирания : В этой статье рассматриваются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные, быстрые и т. Д., Используемые в беспроводной связи. Читать дальше➤


Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G Архитектура сотового телефона. Читать дальше➤


Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи в соседнем канале, помехи в совмещенном канале, ЭМ помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. Д.Читать дальше➤


5G NR Раздел

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (New Radio), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. Д. 5G NR Краткий указатель ссылок >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • 5G NR CORESET • Форматы DCI 5G NR • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Эталонные сигналы 5G NR • 5G NR m-последовательность • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • Уровень MAC 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень 5G NR PDCP


Учебные пособия по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводной связи.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, WLAN, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. Д. См. УКАЗАТЕЛЬ >>


Учебное пособие по 5G - В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы по технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G Частотные диапазоны руководство по миллиметровым волнам Волновая рама 5G мм Зондирование волнового канала 5G мм 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Сетевая архитектура 5G Сетевые интерфейсы 5G NR канальное зондирование Типы каналов 5G FDD против TDD Разделение сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G TF


Этот учебник GSM охватывает основы GSM, архитектуру сети, элементы сети, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура или иерархия кадров GSM, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM, установка вызова или процедура включения питания, MO-вызов, MT-вызов, VAMOS, AMR, MSK, модуляция GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы работы с мобильным телефоном, Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Подробнее.

LTE Tutorial , охватывающий архитектуру системы LTE, охватывающий основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он обеспечивает связь с обзором системы LTE, радиоинтерфейсом LTE, терминологией LTE, категориями LTE UE, структурой кадра LTE, физическим уровнем LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, передача голоса по LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE продвинутые.➤Подробнее.


RF Technology Stuff

Эта страница мира беспроводной радиосвязи описывает пошаговое проектирование преобразователя частоты RF на примере преобразователя RF UP от 70 МГц до диапазона C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, колодки аттенюатора. ➤Подробнее.
➤Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Конструкция радиочастотного фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковой печати ➤Основы работы с волноводом


Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются контрольно-измерительные ресурсы, испытательное и измерительное оборудование для тестирования DUT на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.УКАЗАТЕЛЬ испытаний и измерений >>
➤Система PXI для T&M. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤Измерения слоя PHY ➤Тест на соответствие устройства WiMAX ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤Тест на соответствие TD-SCDMA


Волоконно-оптическая технология

Волоконно-оптический компонент , основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. Оптические компоненты INDEX >>
➤Учебник по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤SONET основы ➤SDH Каркасная конструкция ➤SONET против SDH


Поставщики беспроводных радиочастотных устройств, производители

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики радиочастотных компонентов, включая радиочастотный изолятор, радиочастотный циркулятор, радиочастотный смеситель, радиочастотный усилитель, радиочастотный адаптер, радиочастотный разъем, радиочастотный модулятор, радиочастотный трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, генератор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексор, дуплексер, микросхема резистора, микросхема конденсатора, индуктор микросхемы, ответвитель, оборудование ЭМС, программное обеспечение для проектирования радиочастот, диэлектрический материал, диод и т. д.Производители радиокомпонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤RF Циркулятор ➤RF Изолятор ➤Кристаллический осциллятор


MATLAB, Labview, встроенные исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. ИНДЕКС ИСХОДНОГО КОДА >>
➤3-8 декодер кода VHDL ➤Код MATLAB для дескремблера ➤32-битный код ALU Verilog ➤T, D, JK, SR триггеры labview коды


* Общая информация о здравоохранении *

Выполните эти пять простых действий, чтобы остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: часто мойте их
2. КОЛЕНО: Откашляйтесь
3. ЛИЦО: Не трогай его
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВОВАТЬ: Болен? Оставайся дома

Используйте технологию отслеживания контактов >>, соблюдайте >> рекомендации по социальному дистанцированию и установить систему видеонаблюдения >> чтобы спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таким странам, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.


RF Беспроводные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения. Сюда входят такие беспроводные технологии, как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. Д. СПРАВОЧНЫЕ КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤5G NR ARFCN против преобразования частоты ➤Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤LTE EARFCN для преобразования частоты ➤Калькулятор антенн Яги ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR


IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

Раздел IoT охватывает беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT +, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики Интернета вещей, компоненты Интернета вещей и компании Интернета вещей.
См. Главную страницу IoT >> и следующие ссылки.
➤ НИТЬ ➤EnOcean ➤Учебник по LoRa ➤Учебник по SIGFOX ➤WHDI ➤6LoWPAN ➤Zigbee RF4CE ➤NFC ➤Lonworks ➤CEBus ➤UPB



СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ


RF Wireless Учебники



Датчики разных типов


Поделиться страницей

Перевести страницу

ДАТЧИК СКОРОСТИ АВТОМОБИЛЯ (VSS)

Общее описание
VSS предоставляет бортовому компьютеру информацию о скорости автомобиля.Датчик работает по принципу эффекта Холла и обычно устанавливается на тахометр или в коробку передач.

Внешний вид
На рис. 1 показаны типичные датчики скорости.


Фиг.1

Используемые типы датчиков

  • Датчики скорости на эффекте Холла
  • Датчики частоты вращения с механическим шипом
  • Индуктивные датчики скорости

Принцип работы различных типов VSS

- с эффектом Холла
VSS получает питание +12 В от ключа зажигания.Когда кабель скорости тахометра вращается, переключатель Холла последовательно включается и выключается, посылая прямоугольный сигнал на бортовой компьютер. Частота этого сигнала указывает на скорость автомобиля.

- Датчик частоты вращения с механическим шипом
Сигнал от вращающегося ведущего колеса имеет прямоугольную форму. Напряжение сигнала варьируется от 0 В до +5 В или от 0 В до значения, близкого к номиналу автомобильного аккумулятора. Рабочий цикл импульсов составляет от 40% до 60%.

- Индуктивный датчик скорости
Сигнал от вращающегося ведущего колеса имеет синусоидальную форму (переменный ток).Сигнал меняется в зависимости от скорости вращения колес, как и каждый индуктивный датчик, например, датчик ABS.

Процедура проверки работоспособности датчика VSS
ПРИМЕЧАНИЕ. Этот алгоритм описывает, как проверить наиболее распространенный датчик VSS типа эффекта Холла.

  • VSS обычно устанавливается в коробке передач.
  • Проверить разъем VSS на предмет коррозии или механических повреждений.
  • Убедитесь, что контакты разъема плотно вставлены на свои места и имеют ли они хороший контакт с датчиком VSS.
  • Снять защитную резиновую муфту с разъема датчика VSS.
  • Найдите источник питания, массу и сигнальные клеммы.
  • Подключите щуп заземления осциллографа к заземлению шасси.
  • Подключите активный конец щупа осциллографа к сигнальной клемме VSS.
  • Сигнал генерируется при вращении ведущих колес автомобиля. Этого можно добиться следующими способами:
    • Толкните автомобиль вперед.
    • Поднимите автомобиль на подставке или домкрате, чтобы ведущие колеса могли свободно вращаться.
    • Вращайте колеса вручную, чтобы получить импульсы.
    • На экране осциллографа вы должны наблюдать следующий сигнал (рис. 2).


Фиг.2

Возможные повреждения:
Обрывы или отсутствие сигнала - напряжение / рабочий цикл

  • Отсоедините разъем датчика VSS и включите ключ зажигания.
  • Присоедините щуп осциллографа к сигнальной клемме и измерьте напряжение.Его значение должно быть от 8,8 до 10 В.
  • Также проверьте напряжение на клемме источника питания. Его значение должно быть ниже номинала автомобильного аккумулятора.
  • Проверить соединение GND датчика VSS.
  • Если все в норме, вероятно, неисправен датчик VSS или трос скорости не вращается из-за поломки или повреждения коробки передач.

Отсутствие напряжения сигнала
Проверить напряжение на выводах разъема бортового компьютера:

  • Если напряжение бортового компьютера в норме, проверьте проводимость сигнальной цепи и диод в цепи между бортовым компьютером и датчиком VSS.
  • Если напряжение на бортовом компьютере отсутствует, проверьте все напряжения питания и все соединения с GND бортового компьютера. Если проблемы нет, остается сомнение в поломке бортового компьютера.

Датчик скорости Что это такое и как работает? - Арнол Моторс

Неисправности датчика скорости часто являются основной причиной доставки автомобиля в ремонтную мастерскую. Датчик скорости - это устройство, которое измеряет скорость движения автомобиля и отправляет этот сигнал на автомобильный компьютер ECU.

ЭБУ использует этот сигнал для расчета точного времени, в которое автоматическая коробка передач должна переключить передачу. Он также рассчитывает время впрыска топлива и время зажигания.

Датчик скорости VSS также важен для правильной работы спидометра платы или кластера.

Этот датчик находится в коробке передач на выходном валу или также в коленчатом валу автомобиля. У компьютера всегда будет два датчика для сравнения этих сигналов.

Неисправности датчика скорости и частые неисправности датчика Vss Что делать?

Датчик переключения АКПП связан с датчиком скорости АКПП. Однако симптомы выхода из строя датчика АКПП разные.

Датчик скорости работает по очень простому принципу: есть звездочка, которая соединяется либо с выходным валом трансмиссии, либо с коленчатым валом двигателя.

Датчик скорости АКПП

При вращении вала вращается прикрепленная к нему звездочка.Это колесо имеет свободное пространство с одним или несколькими зубьями. А с другой стороны находится датчик, который представляет собой оптический датчик, который обнаруживает сигналы от каждого из этих зубцов колеса, когда они проходят перед ним.

Когда он проходит белое пространство колеса перед датчиком скорости, он определяет, что полный поворот был завершен, и этот сигнал отправляется в ЭБУ для расчета скорости.

Признаки неисправности датчика скорости

Датчик скорости может выйти из строя по многим причинам, но основные причины следующие:

  • Загрязнение наконечника датчика или коррозия звездочки.
  • Обрыв проводки.
  • Отключение датчика от ЭБУ.
  • Плохая установка датчика или слишком далеко от звездочки.
  • Датчик с неисправным внутренним сопротивлением, вызывающим медленное измерение.
  • Повреждение катушки датчика скорости.

Однако, если вы обнаружите какой-либо из этих симптомов, отнесите свой автомобиль в ремонтную мастерскую:

  • Спидометр, который не работает или работает медленно. Автомобили с электронной системой впрыска используют сигнал датчика скорости для отображения скорости на приборной панели.Следовательно, неисправный датчик приводит к тому, что скорость не отображается или отображается медленно.
  • Включена лампа проверки двигателя: если ЭБУ не обнаруживает сигнал датчика скорости, он активирует световой индикатор или световой индикатор неисправности на приборной панели Check Engine, в этом случае автомобиль следует доставить для проверки с помощью автомобильного сканера.
  • Медленное переключение передач в автоматической или механической трансмиссии: при неисправности датчика скорости VSS ЭБУ не может послать сигнал в компьютер трансмиссии, чтобы указать, что соленоиды должны переключать передачи.Поэтому одна из причин, которую необходимо учитывать при обнаружении неисправностей в датчике скорости, заключается в следующем. Это также влияет на автомобили с механической коробкой передач, поскольку эти современные системы используют этот сигнал для более эффективной регулировки переключения передач.
  • Проблемы с круиз-контролем: Одна из причин или причин подозрения, что датчик скорости VCC выходит из строя, - это когда круиз-контроль не активирован или скорость не увеличивается или не уменьшается, когда круиз-контроль активен.Это связано с тем, что, когда круиз-контроль активен, он зависит от сигнала датчика скорости, чтобы поддерживать передачу в длительных поездках.

Техническое руководство по эксплуатации датчика скорости VSS

Датчик скорости автомобиля (VSS) - это датчик с переменным сопротивлением или датчиком на эффекте Холла, который генерирует сигнал с частотой, пропорциональной скорости автомобиля.

Если автомобиль движется с относительно низкой скоростью, датчик выдает сигнал с низкой частотой.По мере увеличения скорости автомобиля датчик генерирует сигнал с более высокой частотой.

PCM или ECU используют частотный сигнал, генерируемый (входные сигналы) датчиком скорости автомобиля VSS, для управления такими параметрами, как впрыск топлива, управление зажиганием, программирование переключения трансмиссии и программирование преобразователя сцепления.

Как работают датчики скорости сегодня

В настоящее время датчики скорости в основном работают на эффекте Холла, качество цифрового сигнала всегда гарантировано (даже на низких скоростях), сигнал датчика скорости принимается PCM и используется множеством систем, включенных в автомобиль через сеть CAN, как есть случай систем контроля устойчивости, тормозных систем ABS, контроля и обучения в автоматических трансмиссиях, управления впрыском и времени зажигания.

Существует два типа датчика скорости ... - Industrial Instrument

Существует два типа датчиков скорости, а именно индуктивный тип - датчик приближения / датчик приближения / датчик приближения. Также может использоваться для измерения расстояния, вибрации объекта. И еще один магнитный тип - датчик магнитного захвата или MPU.

Индуктивный датчик приближения Принцип работы:
Индуктивный датчик приближения создает магнитное поле на своей поверхности обнаружения, когда тело движется к магнитному полю датчика или проходит через него, в этом целевом теле создается вихревой ток.Затем этот вихревой ток в целевом теле создает собственное магнитное поле. Магнитное поле целевого тела искажает магнитное поле датчика. Это изменение магнитного поля датчика вызывает его выходное напряжение, которое является сигналом скорости.

Когда выходной сигнал индуктивного бесконтактного датчика скорости высокий, он становится почти равным напряжению питания. Затем на выходе переключателя устанавливается нулевое напряжение. На выходе бесконтактного переключателя возникает прямоугольная волна.
Факты об индуктивном датчике приближения
Требуется питание датчика.Используется для измерения «медленной» поверхностной скорости, используется как датчик скорости, концевой выключатель / датчик положения. Выход постоянный.

Магнитный датчик скорости. Принцип работы датчика:
Магнитный датчик скорости. Датчик работает так же, как описано выше. Единственное отличие состоит в том, что постоянный магнит заменяет индуктивную цепь. Таким образом, питание датчика скорости магнитного датчика не требуется.

MPU использует «паразитное магнитное поле», и никаких условий для возвратных магнитных цепей или путей не требуется.Любое устройство, которое создает динамическую неоднородность магнитного материала в поле датчика, будет производить электрическое напряжение.

Магнитный датчик создает выходное напряжение, когда любой магнитный материал движется через магнитное поле на конце датчика.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *