Датчик Холла в автомобиле ✔ Что такое датчик Холла?

Современные автомобили напичканы электроникой — датчики, сенсоры, блоки управления, блоки слежения, индикаторы, цифровые табло, экраны и т.д. В этой статье мы разберемся с одним из немаловажных датчиков автомобиля – датчиком холла.

Что такое датчик холла в автомобиле

Датчик холла автомобиля выполняет очень важную роль – участвует в старте двигателя. Датчик холла необходим для считывания показаний распределительного вала двигателя, чтобы определять его вращение. Другими словами, этот сенсор считывает количество зубцов распредвала и отправляет электрические сигналы в электронный блок управления (ЭБУ) автомобиля. ЭБУ по показаниям датчика холла определяет исправность системы зажигания и старта – работает ли стартер и вращается ли коленчатый вал.
Устанавливается датчик холла непосредственно напротив зубцов вала на расстоянии не более 1см.

Выходом с датчика холла является напряжение 5В или 12В – тот уровень, который ЭБУ автомобиля сможет распознать. У каждого автомобиля это напряжение разное, и для взаимозаменяемости датчиков с одной машины на другую потребуется лишь дополнительно установить в электрическую схему резистор. Схема подключения дополнительного резистора показана на рисунке ниже.

Как диагностировать неисправность датчика холла в машине

Основной симптом при неисправности ДХ – нестабильный запуск двигателя. Двигатель может заводиться без проблем практически всегда, а может не заводиться по 15 минут, как бы водитель ни крутил ключ зажигания. Датчик холла может проявлять неисправность в совершенно разных условиях – на горячую, на холодную, в дождь, в снег, в абсолютно сухую погоду, неважно. Двигатель может с первого раза завестись, а при повторном запуске – нет.

Стоит отметить, что современные ЭБУ сами могут диагностировать неисправность ДХ, причем производят это в автоматическом режиме. В случае обнаружения ошибки в сигнале ДХ, машина подсветит значок Check Engine на приборной панели, и выдаст ошибку в CAN-шину для возможности ее считывания на СТО.

Кстати, датчики холла от автомобилей ВАЗ подходят практически ко всем двигателям иномарок. Имеет артикулы А473.407529.002, 2108-3706800,16.3855, 1112.3855. Основная доработка – изменение напряжения путем добавления резистора, как описано выше.

Что такое датчик холла и его электрические принципы функционирования рассказываются в следующем видео:

где находится устройство, проверка на неисправности мультиметром и замена своими руками

Датчик Холла или распредвала — это такое устройство, которое отвечает за образование искры для запуска двигателя. От его рабочего состояния зависит бесперебойное функционирование двигателя авто.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Для чего нужен датчик Хола в автомобиле?

Прибор используется вместо контактных элементов и может применяться для слежения за величиной тока нагрузки. Благодаря этому датчику выполняется деактивация двигателя при появлении токовых перегрузок в бортовой сети. Если контроллер перегревается, производится включение температурной защиты.

Принцип работы

Скачки напряжения в электросети мотора могут иметь последствия для датчика. Поэтому современные устройства дополнительно комплектуются диодными элементами, которые препятствуют обратной активации напряжения. Принцип действия приспособления основан на эффекте Холла. Поперечная разность потенциалов образуется при перемещении одного из проводников в магнитное поле. Данный эффект достигается благодаря тому, что токи проходят через клеммные элементы пластины, которая находится в самом поле, с полупроводником.

Когда работает двигатель и вал силового агрегата вращается, стальные лопасти ходят по специальным прорезям, установленным внутри корпуса. Это способствует подаче электрического сигнала на коммутаторное устройство. В результате узел открывает транзисторный элемент и подает напряжение на катушку. Последняя выполняет процедуру преобразования низковольтного импульса в высоковольтный. Этот сигнал подается на свечи зажигания.

Подробно о принципе действия контроллера Холла рассказал канал «Радиолюбитель TV».

Где находится и как выглядит?

При необходимости замены неисправного устройства потребителю надо знать, где стоит контроллер. Он располагается в трамблере автомобиля и выполнен в корпусе в виде небольшого цилиндрического элемента. Чтобы получить доступ к устройству, необходимо разобрать распределительный узел и снять крышку, бегунок и прочие детали механизма. На наружной стороне трамблера к контроллеру Холла подключается разъем с проводкой.

Устройство

Оптический регулятор положения распределительного вала устроен так:

• 1 — постоянное магнитное устройство;
• 2 — лопасть роторного механизма;
• 3 — магнитопроводы;
• 4 — пластиковый корпус, в который заключаются все элементы устройства;
• 5 — плата;
• 6 — контактные выводы.

Схема приспособления контроллера Холла

Устройство комплектуется тремя контактами:

• первый используется для подключения к массе, то есть кузову автомобиля;
• второй необходим для подсоединения плюсового напряжения, рабочий параметр которого составляет примерно 6 вольт;
• третий контакт предназначен для подачи с него импульса на коммутаторное устройство.

Какие могут быть неисправности?

Признаки неполадок контроллера Холла:

1. Наблюдается резкий рост потребления топлива в системе. Это обусловлено тем, что впрыск горючей смеси в силовом агрегате происходит больше одного раза за цикл прокручивания коленвала.
2. Мотор машины стал функционировать менее стабильно. Транспортное средство во время движения дергается, мощность двигателя может резко падать. Иногда не получается увеличить скорость машины более чем на 60 км/ч. Во время движения силовой агрегат может произвольно заглохнуть.
3. Иногда поломка датчика Холла становится причиной фиксации рычага трансмиссии. Скорости коробки передач переключить не получается, такая особенность характерна для новых иномарок. Чтобы решить проблему, необходимо перезапустить силовой агрегат.
4. Неисправность может проявиться в виде отсутствия искры для воспламенения горючей смеси. Из-за этого запуск мотора машины будет невозможен.
5. Вероятны сбои в функционировании системы самодиагностики. К примеру, на контрольном щитке появляется индикатор проверки мотора, если агрегат работает на холостом ходу. Когда обороты двигателя увеличиваются, ошибка с приборной панели пропадает.

Канал «Авто-Мото» рассказал о признаках неисправности регулятора, а также других элементов системы зажигания в автомобиле.

Если сам контроллер Холла целый и рабочий, то неисправность может быть связана с такими причинами:

1. На корпус устройства попала грязь или другие посторонние предметы.
2. Произошло повреждение либо обрыв сигнального кабеля, по которому подключен контроллер.
3. В колодку для соединения датчика Холла с бортовой сетью попала влага. Решить проблему можно путем просушки разъема.
4. Произошло замыкание сигнального проводника с кузовом или электросетью транспортного средства. Для определения неисправности необходимо прозвонить устройство.
5. Произошло повреждение экранирующей составляющей на жгуте с проводкой. Возможен обрыв отдельных кабелей.
6. Проблема может заключаться в повреждении проводников, предназначенных для питания контроллера Холла.
7. При подключении устройства была спутана полярность. Из-за этого датчик функционирует некорректно или вовсе не работает.
8. Неисправности в функционировании высоковольтной цепи системы зажигания.
9. Неполадки в функционировании управляющего модуля автомобиля.
10. При установке контроллера был неверно выставлен люфт между самим датчиком, а также магнитопроводящей пластиной.
11. Проблема может заключаться в повышенной амплитуде торцевого воздействия шестеренки распредвала. Требуется детальная диагностика схемы.

Дмитрий Мазницын в ролике рассказал о причинах неисправности регулятора и дал рекомендации по их устранению.

Проверка датчика

Есть несколько способов диагностики контроллера. Самый точный вариант, который позволит получить осциллограмму — воспользоваться специальным оборудованием. Осциллограф не только определит состояние контроллера, но и даст точно понять, что устройство скоро выйдет из строя. Такое оборудование есть не у каждого электрика, поэтому ниже рассмотрены более простые, но не менее эффективные варианты.

Диагностика мультиметром

Перед выполнением тестирования устройство надо настроить в режим измерения постоянного тока, рабочий диапазон должен составить 20 вольт. Также потребуется два металлических штыря. Перед проведением диагностики с разъема устройства демонтируется резиновый чехол.

Процедура предварительной проверки, позволяющей установить, что на контроллер Холла подаются необходимые сигналы, выполняется так:

1. С распределительного узла отключается основной бронепровод. Его необходимо соединить с массой автомобиля для предотвращения случайного появления разряда. Поскольку это приведет к запуску силового агрегата при диагностике.
2. Затем производится активация системы зажигания.
3. Разъем отключается от распределительного механизма.
4. На тестере выставляется режим постоянного тока с диапазоном 20 вольт.
5. Отрицательный контакт мультиметра подключается к кузову автомобиля, можно выбрать любое место. Положительный выход тестера будет использоваться для замера рабочего параметра напряжения.
6. Разъем, подключенный к распределительному узлу, оснащается тремя контактами — красным, зеленым и белым, но расцветка проводников может быть другой. На первом выходе величина напряжения должна составить 11,37 вольт либо около 12 В, на втором — тоже в районе этого показателя. А на последнем проводнике рабочий параметр должен составить 0 вольт.

Следующий этап диагностики:

1. Берутся два металлических штыря, можно использовать гвозди. Один из них устанавливается в средний контакт колодки (обычно зеленый цвет), а другой подключается к массе. Его расцветка, как правило, белая. Затем сам разъем подсоединяется обратно к распределительному устройству. Штыри используются в качестве проводников тока. На обратной стороне разъема открытых контактов нет, поэтому для проверки сами кабели придется оголить, а делать это не рекомендуется.
2. Затем зажигание активируется. Положительный контакт тестера надо подключить к штырю среднего выхода на разъеме, а отрицательный — к белому проводнику. Производится замер напряжения. Если контроллер Холла рабочий, то полученная величина должна составить около 11,2 вольт.
3. Затем надо прокрутить коленчатый вал силового агрегата и одновременно проверить показатели, которые выдает тестер. Если значения в ходе прокручивания снизятся до 0,02 вольт и затем увеличатся до 11,8 В, то это нормально. Так и должно быть в нижнем и верхнем пределе измерений. Можно отключать тестер.

Контроллер Холла считается рабочим, если при прокручивании коленчатого вала верхний предел измерений будет не ниже 9 вольт, а нижний — не выше 0,4 В.

Канал «Автоэлектрика ВЧ» подробно показал процедуру диагностики датчика с использованием тестера и рассказал об основных особенностях этого процесса.

Проверка сопротивления

Чтобы произвести диагностику этого параметра, потребуется простое устройство, состоящее из резисторного элемента на 1 кОм, диодной лампочки, а также гибких кабелей. К ножке источника освещения надо подключать резистор, для надежной фиксации используется пайка. К этой детали подсоединяются два проводника необходимой длины, важно, чтобы они были не короткими.

Принцип проверки выглядит так:

1. Производится демонтаж крышки распределительного механизма. От контактов отсоединяется сам трамблер, а также колодка с проводами.
2. Выполняется диагностика исправности электроцепи. Для этого тестер надо соединить с первой и третьей клеммами, а затем активировать зажигание. Если все проводники целые, то величина напряжения на дисплее мультиметра составит от 10 до 12 вольт.
3. Затем аналогичным образом выполняется подключение собранного прибора к тем же выходам. Когда полярность соблюдена, то диодная лампочка загорится, если нет — то кабели надо поменять местами.
4. Потом проводник, подключенный к первому выходу, остается нетронутым. А конец третьей клеммы переключается на вторую. Выполняется прокручивание распределительного вала. Это можно сделать руками либо с использованием стартерного механизма.
5. Если в процессе выполнения этих действия источник освещения стал моргать, то контроллер работает правильно и не нуждается в замене.

Канал Altevaa TV рассказал о способе проверки датчика с использованием обычной лампочки на примере автомобиля Фольксваген.

Создание имитации контроллера Холла

Такой вариант диагностики датчика Холла считается наиболее быстрым, но его реализация возможна при наличии питания в системе зажигания и отсутствия искры.

От распределительного механизма отключается трехконтактный разъем. Производится активация зажигания в машине и с помощью куска проводника замыкаются контакты под номерами 2 и 3, это выходы сигнала и пин. Если в результате подключения на центральном кабеле образовалась искра, это говорит о поломке контроллера Холла. При выполнении задачи высоковольтный проводник необходимо держать у массы авто.

Устранение неисправностей

Ремонт рассмотрен на примере автомобиля Фольксваген.

Для восстановления работоспособности датчик можно отремонтировать:

1. Для возобновления работы контроллера необходимо заменить логический компонент. Для этого заранее надо приобрести устройство S441А.
2. В центральной части корпуса датчика, как показано на фото, с помощью дрели просверливается небольшое отверстие. Для этого потребуется качественное сверло, поскольку внутри контроллера, за пластиковой частью, имеется металлический каркас.
3. Используя канцелярский нож, необходимо срезать каждый проводник. Затем прокладываются канавки от сделанного отверстия с помощью надфиля к остаткам кабелей.
4. Само измерительное устройство монтируется в окошко корпуса. Для диагностики используется магнит. Если приложить этот элемент к контактам, на которые заранее подключен прибор, состоящий из диодной лампочки и резистора. Такое устройство использовалось для диагностики. В результате проверки лампа должна загореться. Если этого не произошло, то надо проверить полярность.
5. Затем делается разводка выводов по канавкам корпуса. В самом окошке необходимо оставить проводники для соединительной колодки нового контроллера. Производится пайка элементов.
6. На завершающем этапе производится проверка выполненных действий. Для этого используется тестер. Визуально необходимо убедиться в целостности всех контактов. Если устройство рабочее, то механизм герметизируется с помощью клея или другого состава, но не пластика. Этот материал может деформироваться при работе в условиях повышенных температур.
7. Выполняется сборка контроллера, все действия осуществляются в обратной последовательности.

Как заменить датчик своими руками?

Чтобы поменять контроллер, надо действовать так:

1. От аккумулятора автомобиля отключаются клеммные зажимы.
2. Производится демонтаж распределительного механизма. От устройства отсоединяется колодка с проводниками, выкручиваются болты, фиксирующие узел.
3. Выполняется демонтаж крышки распределителя. В зависимости от модели трамблера она может фиксироваться на болтах или специальных зажимах. Элементы крепления выкручиваются и демонтируются.
4. После снятия важно совместить риску газораспределительного устройства с отметкой на коленвале силового агрегата. Также необходимо запомнить положение распределительного узла. Перед снятием рекомендуется сделать соответствующую метку.
5. Элементы крепления корпуса откручиваются с помощью гаечного ключа. Производится демонтаж фиксаторов, если они установлены на механизме.
6. Из распределительного узла извлекается вал.
7. От контроллера Холла отсоединяются зажимы с клеммами.
8. Выполняется демонтаж датчика из посадочного места. Для проведения задачи устройство надо потянуть на себя и аккуратно извлечь. Датчик демонтируется через появившееся отверстие.
9. Берется новый контроллер и устанавливается вместо старого. Процедура монтажа выполняется в обратной последовательности.

Видео «Последствия неправильной установки датчика Холла»

Пользователь Дядя Саша рассказал, к чему может привести неверный монтаж устройства и дал рекомендации по устранению такой проблемы.

принцип работы и применение устройства в автомобиле

Датчик Холла — это устройство, которое применяется в современных автомобилях с бесконтактным принципом зажигания. Назначение и использование прибора зависит от его технических характеристик.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Принцип работы

Закон работы заключается в том, что при перемещении проводника через магнитное поле возникает потенциал ЭДС. Такое действие было разработано известным американским ученым Э. Холлом еще в 1879 году.

Эффект Холла состоит в возникновении напряжения на пластинах датчика при изменении магнитной индукции электромагнитного поля.

Схема работы устройства Холла

Бесконтактный датчик Холла — это устройство, которое работает по следующему принципу:

1. Через пластины полупроводника протекает электрический ток.
2. В магнитном поле возникает разность потенциалов, которая гасится постоянным магнитом. Диапазон напряжения на выходе составляет от микровольт до сотен милливольт.
3. При прохождении сигнала на вход устройства возникает постоянный прямоугольный импульс, который можно увидеть только на осциллографе.
4. Происходит преобразование индукции магнитного поля в электрическое напряжение, поступающее на элемент управления мотором автомобиля. Значение угла опережения зажигания зависит от ЭДС датчика.
5. Измеритель определяет положение распределительного и коленчатого вала автомобиля. Двигатель при несоответствии положения ГРМ может выйти из строя.

Каналом Радиолюбитель представлено описание работы датчиков Холла.

Основные виды

Прибор Холла имеет следующую классификацию:

1. Аналоговый. Превращает магнитную индуктивность в ЭДС.
2. Цифровой. Действует при превышении значений магнитной индуктивности электрического поля. Эти устройства делятся на униполярники и биполярники. Первые датчики выполняют свои функции при увеличении электромагнитного поля. Вторые — реагируют на прямую или обратную полярность. Цифровые приборы обладают зависимой чувствительностью при изменении индуктивности электрического поля.

Аналоговый датчик Цифровой датчик

Для чего нужен датчик Холла

Применение датчика в автомобилях обеспечивает правильный угол опережения системы зажигания.

В старых моделях авто он используется для разрешения подачи искры на высоковольтные свечи. Аналоговые приспособления в основном встроены в электрические средства измерений и систему учета электроэнергии. Современные цифровые вольтметры и амперметры производят замер значений с помощью системы Холла. В крупном производстве можно встретить эксплуатацию датчиков на электрических приводах конвейеров.

 Загрузка …

Видео «Обзор датчиков Холла»

На видео от канала chipdip представлен подробный обзор и техническое описание датчиков Холла.

Была ли эта статья полезна?

Спасибо за Ваше мнение!

Статья была полезнаПожалуйста, поделитесь информацией с друзьями

Да (100.00%)

Нет

Датчик Холла — принцип работы

---

В системах и устройствах каждого автомобиля есть масса приборов, которые несут только функцию информирования о том или ином процессе. На основе информации, которые эти устройства предоставляют, высшие по иерархии системы принимают решения о том или действии. Эти шпионы называются датчиками и собирают информацию о работе деталей и узлов, а после передают ее водителю. На современных автомобилях водитель избавлен от принятия большинства решений, поэтому всю работу делают за него электронные системы. Бесконтактная система зажигания и датчик Хoлла — яркий тому пример.

Содержание:

1. Датчик Холла, что это такое
2. Применение датчика в автомобиле
3. Преимущества автомобильного датчика Холла
4. Зажигание с датчиком Холла
5. Подключение и проверка датчика Холла

Датчик Холла, что это такое

Все автомобильные датчики классифицируются по параметру, который они определяют. Это может быть датчик температуры, датчик массового расхода воздуха, датчик движения или датчик положения. Датчик на эффекте Холла как раз применяется для того, чтобы определять положение коленчатого или распределительного вала.

Вкратце разберемся с этим эффектом, тогда станет понятнее, что представляет собой это устройство. Гальваномагнитное явление было открыто в 1879 году Эдвином Холлом, а суть этого открытия в том, что при установке проводника с постоянным потенциалом в магнитное поле, появляется разность потенциалов, то есть электрический импульс. На основе этого являения работает не только часть системы зажигания автомобиля, но и ионные ракетные двигатели, приборы, которые измеряют напряженность магнитного поля, и даже во многих мобильных устройствах в виде основы для работы электронного компаса.

Применение датчика в автомобиле

Холловское напряжение давно применяется в машиностроении и конструкции серводвигателей. Он идеально подходит для того, чтобы определять углы положения валов, а на машинах архаичной конструкции, датчик применялся для определения момента возникновения искры. Схема датчика проста и мы ее помещаем ниже.

Суть работы устройства в том, что когда подают ток на две клеммы участка полупроводникового материала (на чертеже — клеммы «а») и помещают его в магнитное поле, на двух других клеммах возникает импульсное напряжение, а оно может восприниматься устройством-приемником, как сигнал к определенным действиям.

Автомобильный датчик Холла принцип работы которого показан на схеме ниже, но буквально ее воспринимать было бы ошибкой. Дело в том, что современные датчики Холла представляют собой все элементы начерченного датчика в одном крошечном корпусе. Это стало возможным тогда, когда появились миниатюрные полупроводниковые  приборы.

Преимущества автомобильного датчика Холла

Микроэлектроника позволила добиться от устройства очень маленьких размеров, при этом, сохранив полную функциональность. Основные преимущества устройства современного датчика Холла в следующем:

• компактность;
• возможность разместить в любой точке двигателя или любого другого механизма;
• стабильность работы, то есть при любых оборотах вала, датчик будет корректно реагировать на его вращение;
• стабильность не только в работе, но и стабильность характеристики сигнала.

Наряду с бесспорными достоинствами и функциональностью устройства, оно имеет некоторые проблемы:

1.  Помехи — главный враг любого электромагнитного устройства. А помех в электрической цепи автомобиля более, чем достаточно.
2.  Цена. Датчик, основанный на эффекте Холла дороже обычного магнитоэлектрического датчика.
3.  Работоспособность датчика Холла сильно зависит от электронной схемы.
4. Микросхемы могут иметь нестабильные характеристики, что может повлиять на корректность показаний.

Зажигание с датчиком Холла

Теперь попробуем применить датчик на практике, а, точнее, интегрировать его в систему зажигания. А установим мы его в прямо в трамблер для того, чтобы руководить процессом искрообразования в бесконтактной системе. Схема установки датчика Холла показана на рисунке. Он установлен возле вала прерывателя-распределителя, на котором установлена магнитопроводящая пластина. Пластина-ротор имеет столько вращающихся сердечников, сколько цилиндров у двигателя.

Поэтому при прохождении пластины ротора возле датчика с поданным на него напряжением, возникает эффект Холла, с выводов датчика снимается импульс и подается на коммутатор, а оттуда на катушку зажигания. Она преобразует слабый импульс в высоковольтный и передает его по высоковольтному проводу на свечу зажигания.

Подключение и проверка датчика Холла

Подключить любой датчик Холла довольно просто, поскольку он имеет всего три вывода, один из которых минусовой и идет на массу, второй — питание, третий — сигнальный, с него и поступает импульс на коммутатор. Проверить, работает ли датчик довольно просто. Если автомобиль подает признаки неисправности системы зажигания, которые выражаются в плохом пуске или нестабильности работы, первое, что нужно проверить — именно этот датчик.

Для этого не нужно никаких сложных осциллографов, хотя по науке ДХ проверяют именно при помощи осциллографа. Для проверки работоспособности устройства, достаточно просто закоротить 3-й и 6-й вывод на колодке трамблёра. При включенном зажигании закороченные выводы приведут к образованию искры, что говорит о том, что датчик свое отжил.

Замена датчика — занятие на 10 минут, но чтобы не покупать новый, лучше проверить установленный, вполне возможно, что зажигание работает некорректно по другой причине. Таким образом, можно обнаружить поломку, сэкономить время и не покупать лишние детали. Следите за простейшими приборами, и неприятные сюрпризы будут обходить автомобиль стороной. Плотной всем искры и удачи в дороге!

Читайте также:

---

Датчик Холла — описание, схема, как проверить и заменить

Датчик Холла – это один из важнейших элементов бесконтактной системы зажигания бензиновых двигателей. Малейшая неисправность этой детали приводит к серьезным неполадкам в работе мотора. Поэтому, чтобы не допустить ошибки при диагностике, важно знать, как проверить датчик Холла, и при необходимости – уметь его заменить.

Этот материал мы разделили на две части: теоретическую (назначение, устройство и принцип работы датчика Холла) и практическую – признаки неисправности, методы проверки и способы замены.

В конце статьи смотрите видео-инструкцию по самостоятельной замене Датчика Холла.

А перед тем, как проверять датчик Холла на наличие неисправностей, давайте разберемся с его назначением и принципом работы.

Что такое датчик Холла и как он работает

Датчик Холла (он же датчик положения распредвала) является одним из главных элементов трамблера (прерывателя-распределителя). Он находится рядом с валом трамблера, на котором крепится магнитопроводящая пластина, похожая на корону. В пластине столько же прорезей, сколько цилиндров в двигателе. Также внутри датчика находится постоянный магнит.

Принцип работы датчика Холла следующий: когда вал вращается, металлические лопасти поочередно проходят через прорезь в датчике. В результате этого вырабатывается импульсное напряжение, которое через коммутатор попадает в катушку зажигания и, преобразуясь в высокое напряжение, подается на свечи зажигания.

Датчик Холла имеет три клеммы:

• одна соединяется с «массой»,
• ко второй подходит плюс с напряжением около 6 В,
• с третьей клеммы уходит преобразованный импульсный сигнал на коммутатор.

Признаки неисправности датчика Холла

Неисправности у датчика Холла проявляются по-разному. Даже опытный мастер не всегда сразу выявит причину неполадок двигателя.

Вот несколько самых распространенных симптомов:

1. Мотор плохо заводится или не запускается вообще.
2. На холостом ходу в работе двигателя появляются перебои и рывки.
3. Машина может дергаться при движении на повышенных оборотах.
4. Силовой агрегат глохнет во время движения.

При появлении одного из этих признаков, необходимо в первую очередь проверить исправность датчика Холла.

Также не стоит исключать из вида и другие неисправности системы зажигания, встречающиеся в автомобилях.

Как проверить датчик Холла

Простой способ проверки датчика положения распредвала (Холла) показан на следующем видео.

Существует несколько способов, позволяющих проверить исправность датчика Холла. Каждый автомобилист может выбрать для себя наиболее подходящий вариант:

1. Взять для проверки рабочий датчик у соседа или на автомобильной разборке и установить его вместо «родного». Если проблемы двигателя исчезнут, значит, придется покупать новую деталь.
2. При помощи тестера можно измерить напряжение на выходе датчика. В исправном устройстве напряжение будет изменяться от 0,4 В до 11 В.
3. Можно создать имитацию датчика Холла. Для этого с трамблера снимают трехштекерную колодку. Затем включают зажигание и отрезком провода соединяют выходы 3 и 6 коммутатора. Появление искры свидетельствует о выходе датчика из строя.

Если в результате проверки обнаружится, что датчик Холла неисправен, тогда его необходимо заменить на новый.

Замена датчика Холла

Заменить датчик Холла не составит особых затруднений. С этой работой под силу справится своими руками даже начинающему автолюбителю.

Чуть ниже на видео достаточно подробно показан процесс замены датчика в трамблере автомобиля УАЗ.

Обычно замена датчика Холла состоит из нескольких этапов:

• Прежде всего, трамблер снимается с машины.
• Далее снимается крышка трамблера и совмещается метка механизма газораспределения с меткой коленвала.
• Запомнив положение трамблера, нужно открутить крепежные элементы гаечным ключом.
• При наличии фиксаторов и стопоров, их также следует извлечь.
• Вал вытаскивают из трамблера.
• Осталось отсоединить клеммы датчика Холла и открутить его.
• Оттянув регулятор, неисправная деталь осторожно вынимается через образованную щель.
• Новый датчик Холла устанавливается в обратной последовательности.

Проверка работоспособности датчика Холла позволяет не только точно определить причину отказа двигателя. Благодаря простым приемам автомобилист сэкономит свое время на ремонт, а также исключит ненужную трату денег.

Видео, как заменить датчик Холла своими руками

Датчик холла что это такое в автомобиле

Датчик Холла или распредвала — это такое устройство, которое отвечает за образование искры для запуска двигателя. От его рабочего состояния зависит бесперебойное функционирование двигателя авто.

Для чего нужен датчик Хола в автомобиле?

Где находится и как выглядит?

Какие могут быть неисправности?

Создание имитации контроллера Холла

Как заменить датчик своими руками?

Видео «Последствия неправильной установки датчика Холла»

Комментарии и Отзывы

Для чего нужен датчик Хола в автомобиле?

Прибор используется вместо контактных элементов и может применяться для слежения за величиной тока нагрузки. Благодаря этому датчику выполняется деактивация двигателя при появлении токовых перегрузок в бортовой сети. Если контроллер перегревается, производится включение температурной защиты.

Принцип работы

Скачки напряжения в электросети мотора могут иметь последствия для датчика. Поэтому современные устройства дополнительно комплектуются диодными элементами, которые препятствуют обратной активации напряжения. Принцип действия приспособления основан на эффекте Холла. Поперечная разность потенциалов образуется при перемещении одного из проводников в магнитное поле. Данный эффект достигается благодаря тому, что токи проходят через клеммные элементы пластины, которая находится в самом поле, с полупроводником.

Когда работает двигатель и вал силового агрегата вращается, стальные лопасти ходят по специальным прорезям, установленным внутри корпуса. Это способствует подаче электрического сигнала на коммутаторное устройство. В результате узел открывает транзисторный элемент и подает напряжение на катушку. Последняя выполняет процедуру преобразования низковольтного импульса в высоковольтный. Этот сигнал подается на свечи зажигания.

Подробно о принципе действия контроллера Холла рассказал канал «Радиолюбитель TV».

Где находится и как выглядит?

При необходимости замены неисправного устройства потребителю надо знать, где стоит контроллер. Он располагается в трамблере автомобиля и выполнен в корпусе в виде небольшого цилиндрического элемента. Чтобы получить доступ к устройству, необходимо разобрать распределительный узел и снять крышку, бегунок и прочие детали механизма. На наружной стороне трамблера к контроллеру Холла подключается разъем с проводкой.

Устройство

Оптический регулятор положения распределительного вала устроен так:

• 1 — постоянное магнитное устройство;
• 2 — лопасть роторного механизма;
• 3 — магнитопроводы;
• 4 — пластиковый корпус, в который заключаются все элементы устройства;
• 5 — плата;
• 6 — контактные выводы.

Схема приспособления контроллера Холла

Устройство комплектуется тремя контактами:

• первый используется для подключения к массе, то есть кузову автомобиля;
• второй необходим для подсоединения плюсового напряжения, рабочий параметр которого составляет примерно 6 вольт;
• третий контакт предназначен для подачи с него импульса на коммутаторное устройство.

Какие могут быть неисправности?

Признаки неполадок контроллера Холла:

1. Наблюдается резкий рост потребления топлива в системе. Это обусловлено тем, что впрыск горючей смеси в силовом агрегате происходит больше одного раза за цикл прокручивания коленвала.
2. Мотор машины стал функционировать менее стабильно. Транспортное средство во время движения дергается, мощность двигателя может резко падать. Иногда не получается увеличить скорость машины более чем на 60 км/ч. Во время движения силовой агрегат может произвольно заглохнуть.
3. Иногда поломка датчика Холла становится причиной фиксации рычага трансмиссии. Скорости коробки передач переключить не получается, такая особенность характерна для новых иномарок. Чтобы решить проблему, необходимо перезапустить силовой агрегат.
4. Неисправность может проявиться в виде отсутствия искры для воспламенения горючей смеси. Из-за этого запуск мотора машины будет невозможен.
5. Вероятны сбои в функционировании системы самодиагностики. К примеру, на контрольном щитке появляется индикатор проверки мотора, если агрегат работает на холостом ходу. Когда обороты двигателя увеличиваются, ошибка с приборной панели пропадает.

Канал «Авто-Мото» рассказал о признаках неисправности регулятора, а также других элементов системы зажигания в автомобиле.

Если сам контроллер Холла целый и рабочий, то неисправность может быть связана с такими причинами:

1. На корпус устройства попала грязь или другие посторонние предметы.
2. Произошло повреждение либо обрыв сигнального кабеля, по которому подключен контроллер.
3. В колодку для соединения датчика Холла с бортовой сетью попала влага. Решить проблему можно путем просушки разъема.
4. Произошло замыкание сигнального проводника с кузовом или электросетью транспортного средства. Для определения неисправности необходимо прозвонить устройство.
5. Произошло повреждение экранирующей составляющей на жгуте с проводкой. Возможен обрыв отдельных кабелей.
6. Проблема может заключаться в повреждении проводников, предназначенных для питания контроллера Холла.
7. При подключении устройства была спутана полярность. Из-за этого датчик функционирует некорректно или вовсе не работает.
8. Неисправности в функционировании высоковольтной цепи системы зажигания.
9. Неполадки в функционировании управляющего модуля автомобиля.
10. При установке контроллера был неверно выставлен люфт между самим датчиком, а также магнитопроводящей пластиной.
11. Проблема может заключаться в повышенной амплитуде торцевого воздействия шестеренки распредвала. Требуется детальная диагностика схемы.

Дмитрий Мазницын в ролике рассказал о причинах неисправности регулятора и дал рекомендации по их устранению.

Проверка датчика

Есть несколько способов диагностики контроллера. Самый точный вариант, который позволит получить осциллограмму — воспользоваться специальным оборудованием. Осциллограф не только определит состояние контроллера, но и даст точно понять, что устройство скоро выйдет из строя. Такое оборудование есть не у каждого электрика, поэтому ниже рассмотрены более простые, но не менее эффективные варианты.

Диагностика мультиметром

Перед выполнением тестирования устройство надо настроить в режим измерения постоянного тока, рабочий диапазон должен составить 20 вольт. Также потребуется два металлических штыря. Перед проведением диагностики с разъема устройства демонтируется резиновый чехол.

Процедура предварительной проверки, позволяющей установить, что на контроллер Холла подаются необходимые сигналы, выполняется так:

1. С распределительного узла отключается основной бронепровод. Его необходимо соединить с массой автомобиля для предотвращения случайного появления разряда. Поскольку это приведет к запуску силового агрегата при диагностике.
2. Затем производится активация системы зажигания.
3. Разъем отключается от распределительного механизма.
4. На тестере выставляется режим постоянного тока с диапазоном 20 вольт.
5. Отрицательный контакт мультиметра подключается к кузову автомобиля, можно выбрать любое место. Положительный выход тестера будет использоваться для замера рабочего параметра напряжения.
6. Разъем, подключенный к распределительному узлу, оснащается тремя контактами — красным, зеленым и белым, но расцветка проводников может быть другой. На первом выходе величина напряжения должна составить 11,37 вольт либо около 12 В, на втором — тоже в районе этого показателя. А на последнем проводнике рабочий параметр должен составить 0 вольт.

Следующий этап диагностики:

1. Берутся два металлических штыря, можно использовать гвозди. Один из них устанавливается в средний контакт колодки (обычно зеленый цвет), а другой подключается к массе. Его расцветка, как правило, белая. Затем сам разъем подсоединяется обратно к распределительному устройству. Штыри используются в качестве проводников тока. На обратной стороне разъема открытых контактов нет, поэтому для проверки сами кабели придется оголить, а делать это не рекомендуется.
2. Затем зажигание активируется. Положительный контакт тестера надо подключить к штырю среднего выхода на разъеме, а отрицательный — к белому проводнику. Производится замер напряжения. Если контроллер Холла рабочий, то полученная величина должна составить около 11,2 вольт.
3. Затем надо прокрутить коленчатый вал силового агрегата и одновременно проверить показатели, которые выдает тестер. Если значения в ходе прокручивания снизятся до 0,02 вольт и затем увеличатся до 11,8 В, то это нормально. Так и должно быть в нижнем и верхнем пределе измерений. Можно отключать тестер.

Контроллер Холла считается рабочим, если при прокручивании коленчатого вала верхний предел измерений будет не ниже 9 вольт, а нижний — не выше 0,4 В.

Канал «Автоэлектрика ВЧ» подробно показал процедуру диагностики датчика с использованием тестера и рассказал об основных особенностях этого процесса.

Проверка сопротивления

Чтобы произвести диагностику этого параметра, потребуется простое устройство, состоящее из резисторного элемента на 1 кОм, диодной лампочки, а также гибких кабелей. К ножке источника освещения надо подключать резистор, для надежной фиксации используется пайка. К этой детали подсоединяются два проводника необходимой длины, важно, чтобы они были не короткими.

Принцип проверки выглядит так:

1. Производится демонтаж крышки распределительного механизма. От контактов отсоединяется сам трамблер, а также колодка с проводами.
2. Выполняется диагностика исправности электроцепи. Для этого тестер надо соединить с первой и третьей клеммами, а затем активировать зажигание. Если все проводники целые, то величина напряжения на дисплее мультиметра составит от 10 до 12 вольт.
3. Затем аналогичным образом выполняется подключение собранного прибора к тем же выходам. Когда полярность соблюдена, то диодная лампочка загорится, если нет — то кабели надо поменять местами.
4. Потом проводник, подключенный к первому выходу, остается нетронутым. А конец третьей клеммы переключается на вторую. Выполняется прокручивание распределительного вала. Это можно сделать руками либо с использованием стартерного механизма.
5. Если в процессе выполнения этих действия источник освещения стал моргать, то контроллер работает правильно и не нуждается в замене.

Канал Altevaa TV рассказал о способе проверки датчика с использованием обычной лампочки на примере автомобиля Фольксваген.

Создание имитации контроллера Холла

Такой вариант диагностики датчика Холла считается наиболее быстрым, но его реализация возможна при наличии питания в системе зажигания и отсутствия искры.

От распределительного механизма отключается трехконтактный разъем. Производится активация зажигания в машине и с помощью куска проводника замыкаются контакты под номерами 2 и 3, это выходы сигнала и пин. Если в результате подключения на центральном кабеле образовалась искра, это говорит о поломке контроллера Холла. При выполнении задачи высоковольтный проводник необходимо держать у массы авто.

Устранение неисправностей

Ремонт рассмотрен на примере автомобиля Фольксваген.

Для восстановления работоспособности датчик можно отремонтировать:

1. Для возобновления работы контроллера необходимо заменить логический компонент. Для этого заранее надо приобрести устройство S441А.
2. В центральной части корпуса датчика, как показано на фото, с помощью дрели просверливается небольшое отверстие. Для этого потребуется качественное сверло, поскольку внутри контроллера, за пластиковой частью, имеется металлический каркас.
3. Используя канцелярский нож, необходимо срезать каждый проводник. Затем прокладываются канавки от сделанного отверстия с помощью надфиля к остаткам кабелей.
4. Само измерительное устройство монтируется в окошко корпуса. Для диагностики используется магнит. Если приложить этот элемент к контактам, на которые заранее подключен прибор, состоящий из диодной лампочки и резистора. Такое устройство использовалось для диагностики. В результате проверки лампа должна загореться. Если этого не произошло, то надо проверить полярность.
5. Затем делается разводка выводов по канавкам корпуса. В самом окошке необходимо оставить проводники для соединительной колодки нового контроллера. Производится пайка элементов.
6. На завершающем этапе производится проверка выполненных действий. Для этого используется тестер. Визуально необходимо убедиться в целостности всех контактов. Если устройство рабочее, то механизм герметизируется с помощью клея или другого состава, но не пластика. Этот материал может деформироваться при работе в условиях повышенных температур.
7. Выполняется сборка контроллера, все действия осуществляются в обратной последовательности.

Как заменить датчик своими руками?

Чтобы поменять контроллер, надо действовать так:

1. От аккумулятора автомобиля отключаются клеммные зажимы.
2. Производится демонтаж распределительного механизма. От устройства отсоединяется колодка с проводниками, выкручиваются болты, фиксирующие узел.
3. Выполняется демонтаж крышки распределителя. В зависимости от модели трамблера она может фиксироваться на болтах или специальных зажимах. Элементы крепления выкручиваются и демонтируются.
4. После снятия важно совместить риску газораспределительного устройства с отметкой на коленвале силового агрегата. Также необходимо запомнить положение распределительного узла. Перед снятием рекомендуется сделать соответствующую метку.
5. Элементы крепления корпуса откручиваются с помощью гаечного ключа. Производится демонтаж фиксаторов, если они установлены на механизме.
6. Из распределительного узла извлекается вал.
7. От контроллера Холла отсоединяются зажимы с клеммами.
8. Выполняется демонтаж датчика из посадочного места. Для проведения задачи устройство надо потянуть на себя и аккуратно извлечь. Датчик демонтируется через появившееся отверстие.
9. Берется новый контроллер и устанавливается вместо старого. Процедура монтажа выполняется в обратной последовательности.

Видео «Последствия неправильной установки датчика Холла»

Пользователь Дядя Саша рассказал, к чему может привести неверный монтаж устройства и дал рекомендации по устранению такой проблемы.

Прибор назван по имени создателя — учёного Эдвина Холла. Открытие, которое учёный совершил в 1879 году, оказалось поистине фундаментальным, нашло применение не только в автомобилестроении. А открыл физик гальваномагнитный эффект, суть которого — различие в воздействии магнитного поля на свойства подключенных к электричеству проводников.

Датчик Холла — что это такое в автомобиле?

Датчик используют на машинах с бесконтактной основой, ставшей очередной вехой в эволюции устройств, применяемых для включения системы подачи горючего. Именно бесконтактный измеритель — ее главная особенность. Также система отличается контактным зажиганием. Принцип работы датчика Холла — фиксация перемен, происходящих в магнитном поле, путем изменения напряжения мотора, генерируемого на выходе.

Прибор заменяет собой контакты, используется для контроля величины напряжения. Благодаря ему при перегрузках в бортовой сети происходит деактивация двигательной системы. При перегреве контроллера включается температурная защита. Металлический экран датчика имеет прорези, на которых формируется магнитное поле. Благодаря этому в пластине появляется напряжение. Из-за того, что прорези чередуются, оно является пониженным.

Поломка прибора приводит к возникновению неисправностей инжектора.

За что отвечает датчик Холла?

Прибор отвечает за передачу командных сигналов. Он определяет скорость машины и переключает контакты. Это аналоговый преобразователь, активируемый при помощи коммутатора, который излучает магнитное поле. Если в работе двигательной системы возникнут сбои, устройство сможет замерить текущее напряжение без разрыва цепи.

У устройства есть и другие функции. Речь идет о повышении мощности двигательной системы и динамизации работы систем автомобиля. Датчик соединен с распределителем, составляет с ним единый механизм. Прибор напоминает прерыватель с аналоговым приводом. Иногда его совмещают с коленвалом двигателя. Назначение данного прибора можно охарактеризовать так — оперативное включение антиблокиратора тормозов ДВС и тахометра.

Как работает датчик Холла и как он устроен?

Проводя свои исследования, Холл установил: когда пластина в магнитном поле и под напряжением, в ней происходит отклонение электронов. Поток магнитных частиц движется перпендикулярно этому движению. Направление отклонения электронов напрямую зависит от полярности магнитного поля. Значит, на различных сторонах металлической пластинки плотность электронов будет разной.

Технологии совершенствовались, и этот принцип лег в основу прибора, который сейчас принято называть по имени человека, открывшего это явление.

Схема работы датчика следующая:

• Сквозь пластины устройства проходит электричество.
• В магнитном поле образуется разница потенциалов. Затем она постепенно выравнивается с помощью постоянного магнита. Сила тока на выходе при этом может различаться.
• Когда на вход прибора поступает сигнал, формируется постоянный импульс, имеющий прямоугольную форму. Этот импульс видим только на осциллографе.

Есть аналоговые и цифровые измерители. Аналоговый трансформирует магнитную индуктивность в электричество. Сила тока находится в зависимости от величины магнитного поля.

Эту конструкцию не используют в новых машинах — она устарела. Индукция цифрового прибора достигается, только если значение магнитного поля переходится через определенный рубеж. Устройство не активируется при слишком слабом магнитном поле. В старых авто датчик применяли для подачи искры на свечи.

Устройство датчика Холла таково:

• магнитная основа;
• роторная лопатка;
• провод для прохождения магнитного потока;
• корпус из пластика;
• электронная микросхема;
• контактная система.

Всего в контроллере 3 контакта. Первый подводится к массе. Второй нужен для подключения напряжения, сила которого составляет 6 вольт. С третьего контакта происходит передача импульсов на коммутатор.

Достоинства устройства

У датчика Холла много достоинства. Главное — отсутствие контактов и, как следствие, надежность. Нет деталей, которые при езде трутся друг о друга. Датчик содержит только твердотельную электронику.

Устойчивость к ударам и вибрации тоже высока. Прибор может работать в широком диапазоне магнитных частот — до 100 кГц. Он не дает сбои при работе в экстремальных температурных условиях, способен выдержать до +150 градусов и до -40. Производительность двигательной системы благодаря датчику намного повышается.

Автопроизводители обычно используют датчик для контроля скоростного режима валов и колес. Также его применяют в бесщеточных двигателях, работающих от постоянного тока — в них он определяет место нахождения постоянного магнита.

Датчик Холла увеличивает эффективность двигательной системы, повышает ее ресурс. Отвечает за коммуникацию систем машины. Конструктивные особенности прибора зависят от возложенных на него функций. Время от времени прибор нужно проверять. Как правило, проверку проводят при помощи осциллографа.

Датчик Холла – это один из важнейших элементов бесконтактной системы зажигания бензиновых двигателей. Малейшая неисправность этой детали приводит к серьезным неполадкам в работе мотора. Поэтому, чтобы не допустить ошибки при диагностике, важно знать, как проверить датчик Холла, и при необходимости – уметь его заменить.

Этот материал мы разделили на две части: теоретическую (назначение, устройство и принцип работы датчика Холла) и практическую – признаки неисправности, методы проверки и способы замены.

В конце статьи смотрите видео-инструкцию по самостоятельной замене Датчика Холла.

А перед тем, как проверять датчик Холла на наличие неисправностей, давайте разберемся с его назначением и принципом работы.

Что такое датчик Холла и как он работает

Датчик Холла (он же датчик положения распредвала) является одним из главных элементов трамблера (прерывателя-распределителя). Он находится рядом с валом трамблера, на котором крепится магнитопроводящая пластина, похожая на корону. В пластине столько же прорезей, сколько цилиндров в двигателе. Также внутри датчика находится постоянный магнит.

Принцип работы датчика Холла следующий: когда вал вращается, металлические лопасти поочередно проходят через прорезь в датчике. В результате этого вырабатывается импульсное напряжение, которое через коммутатор попадает в катушку зажигания и, преобразуясь в высокое напряжение, подается на свечи зажигания.

Датчик Холла имеет три клеммы:

• одна соединяется с «массой»,
• ко второй подходит плюс с напряжением около 6 В,
• с третьей клеммы уходит преобразованный импульсный сигнал на коммутатор.

Признаки неисправности датчика Холла

Неисправности у датчика Холла проявляются по-разному. Даже опытный мастер не всегда сразу выявит причину неполадок двигателя.

Вот несколько самых распространенных симптомов:

1. Мотор плохо заводится или не запускается вообще.
2. На холостом ходу в работе двигателя появляются перебои и рывки.
3. Машина может дергаться при движении на повышенных оборотах.
4. Силовой агрегат глохнет во время движения.

При появлении одного из этих признаков, необходимо в первую очередь проверить исправность датчика Холла.

Также не стоит исключать из вида и другие неисправности системы зажигания, встречающиеся в автомобилях.

Как проверить датчик Холла

Простой способ проверки датчика положения распредвала (Холла) показан на следующем видео.

Существует несколько способов, позволяющих проверить исправность датчика Холла. Каждый автомобилист может выбрать для себя наиболее подходящий вариант:

1. Взять для проверки рабочий датчик у соседа или на автомобильной разборке и установить его вместо «родного». Если проблемы двигателя исчезнут, значит, придется покупать новую деталь.
2. При помощи тестера можно измерить напряжение на выходе датчика. В исправном устройстве напряжение будет изменяться от 0,4 В до 11 В.
3. Можно создать имитацию датчика Холла. Для этого с трамблера снимают трехштекерную колодку. Затем включают зажигание и отрезком провода соединяют выходы 3 и 6 коммутатора. Появление искры свидетельствует о выходе датчика из строя.

Если в результате проверки обнаружится, что датчик Холла неисправен, тогда его необходимо заменить на новый.

Замена датчика Холла

Заменить датчик Холла не составит особых затруднений. С этой работой под силу справится своими руками даже начинающему автолюбителю.

Чуть ниже на видео достаточно подробно показан процесс замены датчика в трамблере автомобиля УАЗ.

Обычно замена датчика Холла состоит из нескольких этапов:

• Прежде всего, трамблер снимается с машины.
• Далее снимается крышка трамблера и совмещается метка механизма газораспределения с меткой коленвала.
• Запомнив положение трамблера, нужно открутить крепежные элементы гаечным ключом.
• При наличии фиксаторов и стопоров, их также следует извлечь.
• Вал вытаскивают из трамблера.
• Осталось отсоединить клеммы датчика Холла и открутить его.
• Оттянув регулятор, неисправная деталь осторожно вынимается через образованную щель.
• Новый датчик Холла устанавливается в обратной последовательности.

Проверка работоспособности датчика Холла позволяет не только точно определить причину отказа двигателя. Благодаря простым приемам автомобилист сэкономит свое время на ремонт, а также исключит ненужную трату денег.

Видео, как заменить датчик Холла своими руками

Устройство, принцип работы датчика Холла, его применение в автомобиле

Сегодня роль электроники в автомобилестроении трудно переоценить. Автоматика оперативно контролирует и управляет всеми агрегатами современного автомобиля, обеспечивая их максимальную эффективность при высокой надёжности.

Но это возможно только при наличии достаточного количества датчиков, сообщающих электронному блоку управления множество различных параметров для выработки управляющих сигналов.

Одно из таких устройств в современном двигателе – датчик Холла. Принцип его функционирования основан на эффекте отклонения электронов в проводнике под воздействием силы Лоренса, возникающей при взаимодействии магнитного поля с движущимися заряженными частицами.

Если через две стороны плоского прямоугольного проводника помещённого плоскостью перпендикулярно силовым магнитным линиям пропускать электрический ток, то в результате их взаимодействия с электронами на двух других сторонах прямоугольника появляется электрический потенциал.

Причём сторона, куда отклоняются электроны, зависит от направления силовых магнитных линий. В результате этого эффекта создаётся плюсовой и минусовой полюс выходного потенциала.

Величина его небольшая – до 100 милливольт, и зависит от силы протекающего тока и напряжённости поля. Но этого вполне достаточно для того, чтоб электронная схема смогла его зарегистрировать.

Добавление к чувствительному элементу полупроводниковой схемы позволило создать компактный прибор, свободный от недостатков контактного прерывателя, создающего так называемый «дребезг» во время замыкания или размыкания. Благодаря сравнительно низкой цене при небольших размерах датчики Холла применяются весьма широко.

Например, для бесконтактного измерения тока, индикации или измерения уровня магнитного поля, а также в ноутбуках либо телефонах-раскладушках для отключения питания при закрывании крышки.

В автомобилестроении датчики Холла используются преимущественно для определения положения коленчатого вала, при котором следует подавать высоковольтный импульс создающий разряд на свече зажигания.

РАЗНОВИДНОСТИ ДАТЧИКОВ ХОЛЛА

По типу исполнения датчики бывают:

• аналоговыми;
• дискретными.

Первый тип просто генерирует двухполярный потенциал, пропорциональный напряженности и направлению магнитного поля, либо однополярный, показывая лишь его абсолютное значение. Подобные аналоговые приборы используют как измерительные.

Дискретные (цифровые) датчики разделяются на однополярные, включающиеся или выключающиеся при наличии либо отсутствии магнитного поля, и биполярные, реагирующие включением на один полюс, и выключением на другой полюс магнита.

Как правило, автомобильный датчик Холла состоит из постоянного магнита, находящегося на определённом расстоянии от чувствительного элемента, и микросхемы, усиливающей сигнал с него. Ротор из ферромагнетика (сталь, железо), своими лопастями периодически перекрывают магнитное поле между магнитом и чувствительным элементом.

Если поле не перекрыто ротором, микросхема генерирует сигнал единицы, близкий по напряжению к питающему уровню бортовой сети. Когда лопасть ротора перекрывает магнитное поле, сигнал на выходе микросхемы близок к нулю.

В системах зажигания, используются цифровые датчики с высокой стабильностью включения, непосредственно коммутирующие напряжение питания. По сравнению с обыкновенными контактными прерывателями датчики Холла характеризуются повышенной чувствительностью к электромагнитным помехам, что устраняется помещением их в магнитный экран из магнитомягкого материала (пермаллоя).

Электронная схема также несколько снижает его надёжность. Но всё это окупается высочайшей стабильностью срабатывания, а значит момента зажигания и возможностью качественной его регулировки.

КАК БЫСТРО ПРОВЕРИТЬ ДАТЧИК ХОЛЛА

Иногда в процессе эксплуатации возникают неисправности, требующие проверки работоспособности датчика Холла. Вот типовые признаки подобных дефектов:

• мотор плохо запускается, вообще не заводится или самопроизвольно глохнет;
• обороты коленчатого вала нестабильны, заметны рывки при работе.

Способов проверки существует несколько:

1. Простейший – заменить на заведомо исправный прибор. Не слишком эон дорог, чтобы было накладно всегда при себе иметь запасной.

2. Мультиметром в режиме вольтметра. Датчик при этом должен быть стандартно подключен к массе (клемма «-» аккумулятора) и клемме «+» аккумулятора. Для проверки подключают щупы вольтметра к общему проводу и сигнальному контакту датчика.

Перекрывая зазор датчика куском железной или стальной пластины, например, лезвием ножа наблюдаем за показаниями вольтметра. При отсутствии пластины напряжение должно быть равно примерно 0,4 В, при наличии – 11 В.

Более сложные способы проверки для любителей не подходят , посему они здесь не приводятся, а для специалистов подобные описания излишни.

  *  *  *

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Автомобильный датчик Холла. Датчик Холла в системе зажигания

Преобразователи, датчики, датчики — Информационный портал 2011 — 2021 Использование материала возможно при размещении активной ссылки

Автомобильный датчик Холла. Датчик Холла в системе зажигания

В настоящее время датчики Холла широко используются в автомобильной промышленности. Они используются для контроля смещения и вращения различных частей автомобиля, вибрации двигателя, системы зажигания и т. Д.

Пожалуй, самый известный автомобильный датчик Холла, используемый для управления системой зажигания автомобиля. Схема устройства представлена ​​на рисунке 1.

Рис.1. Устройство автомобильного датчика Холла

1. Чувствительный элемент микросхемы датчика Холла и обрабатывающий выходной сигнал

2.Постоянный магнит

3. Магнитопроводы

4. Лопасти ротора

5. Пластиковый чемодан

6. Insights

Состоит из датчика 1 (непосредственно к датчику Холла), интегрированного с микроконтроллером 1 (1) (микросхема, обрабатывающая выходной сигнал датчика Холла). В датчике Холла имеется три контакта (клеммы) для подключения к 6 электрической цепи (схеме) автомобиля. Автомобильный датчик Холла для системы зажигания также имеет постоянный магнит 2, который разделен зазором от чувствительного элемента датчика Холла и магнитных сердечников.Магнитное поле постоянного магнита способно индуцировать выходной сигнал от датчика Холла, а металл вращающегося вала лопасти 4, блокируя (шунтируя) магнитный поток, приведет к соответствующему изменению (флуктуации) выходного сигнала. Далее выходной сигнал связан с системой подачи искрового зажигания в нужный момент положения вала.

Как проверить датчик Холла? Есть несколько способов проверить исправность автомобильного датчика Холла.Один из самых простых заключается в следующем. Подключили автомобильный датчик Холла по схеме, как показано на рис.2. Снял датчик Холла, питание можно подать от батарейки Крона (9 В). Для измерения выходного сигнала (напряжения) V лучше всего использовать компактный цифровой мультиметр. Если вы измените магнитный поток через чувствительный элемент датчика Холла (например, вращение вала ротора или просто перекрытие металлической пластины зазора) изменится, и выходной сигнал от датчика, который будет указывать на то, что работающий.Выходной сигнал может зависеть от модели датчика, но обычно находится в диапазоне 0,5-1,0 В.

Рис.2. Проверить датчик Холла. Схема

1 — Сенсорный дозатор

2 — Сопротивление резистора 2 кОм

3 — Вольтметр (цифровой мультиметр)

4 — датчик Разъем-распределитель (датчик Холла)

Устройство Холла для критических автомобильных датчиков

Датчик Холла изменяет свое выходное напряжение в ответ на магнитное поле.Устройства на эффекте Холла используются в качестве датчиков приближения и для определения местоположения, скорости и тока. Датчик Холла — это долговечное решение, поскольку в нем нет механических частей, которые со временем изнашиваются.

Melexis представляет интегральную схему линейного датчика Холла MLX91377, совместимую с ASIL, подходящую для использования в критически важных для безопасности автомобильных системах, таких как рулевое управление с электроусилителем (EPAS). Разработанный как элемент безопасности вне контекста (SEooC), MLX91377 соответствует стандарту ISO 26262 и соответствует классу 0 AEC Q-100.

Датчики на эффекте Холла

Эффект Холла — это измеряемое напряжение через проводник (или полупроводник), когда электрический ток, протекающий через него, находится под влиянием магнитного поля. В этих условиях поперечное напряжение создается перпендикулярно приложенному току из-за уравновешивания лоренцевых (электромагнитных) и электрических сил.

Конструкция любого устройства обнаружения эффекта Холла требует наличия магнитной системы, способной реагировать на физический параметр, обнаруживаемый через электронный интерфейс ввода.Датчик на эффекте Холла обнаруживает магнитное поле и выдает аналоговый или цифровой сигнал, соответствующим образом преобразованный в стандартный в соответствии с требованиями электронной системы.

Так как это позволяет им работать без контакта, датчики Холла находят широкий спектр применений: они используются, например, в качестве датчиков приближения, позиционирования и скорости.

В своей простейшей форме датчики Холла работают как аналоговые преобразователи, которые возвращают напряжение; Следовательно, в известном магнитном поле можно измерить расстояние до пластинки Холла.Также часто можно встретить датчики Холла в сочетании со схемами, которые позволяют устройству действовать в цифровом виде — включение / выключение — и, следовательно, в качестве переключателя. Другое типичное применение датчиков Холла — измерение скорости валов и колес, например, в спидометрах, системах зажигания двигателей внутреннего сгорания или антиблокировочных тормозных системах.

Автомобильная промышленность может работать в самых разных условиях, от очень низких (-40 ° C) до очень горячих (160 ° C). Кроме того, они подвергаются сильной вибрации и потенциальному загрязнению грязью, пылью, жидкостями и т. Д.Даже в этих условиях они должны работать без сбоев в течение многих лет. Датчик Холла должен хорошо работать даже в этом широком диапазоне.

Решение Melexis

Обладая рабочей температурой окружающей среды до 160 ° C и сочетая высокую линейность с превосходной термической стабильностью, включая малое смещение и дрейф чувствительности, MLX91377 поддерживает точное и надежное определение крутящего момента в системах EPAS, чтобы обеспечить безопасное управление при обычном и автономном вождении.

MLX91377 удовлетворяет широкому спектру вариантов использования бесконтактного определения положения в автомобильной и промышленной сфере, включая датчики крутящего момента рулевого управления, датчики ускорения, тормоза или педали сцепления, датчики абсолютного линейного положения, датчики уровня поплавка, бесконтактные потенциометры, малоугловое положение. датчики и датчики положения малого хода.

«MLX91377 обеспечивает улучшенные характеристики по всем направлениям, что позволяет использовать приложения с высокими требованиями к безопасности, такие как определение крутящего момента в автомобилях.В настоящее время нет доступных плат для разработки, однако MLX91377 поддерживается стандартным инструментом программирования Melexis PTC-04 », — сказал Ник Чарнеки, менеджер по глобальному маркетингу, датчики положения и скорости, Melexis.

Рисунок 1: Блок-схема MLX91377

Программируемый диапазон измерений и многоточечная калибровка повышают гибкость для разработчиков, а разнообразие протоколов вывода позволяет использовать одну интегральную схему в нескольких приложениях, сокращая усилия и затраты на повторную аттестацию.Протокол короткого ШИМ-кода (SPC) позволяет производить измерения и передавать их после обнаружения пускового импульса. Это позволяет синхронизировать до четырех датчиков MLX91377 с частотой до 2 кГц, что позволяет выполнять несколько одновременных измерений магнитных параметров с детерминированной задержкой для обеспечения высокой точности (рис. 1).

«В зависимости от типа выхода MLX91377 может запускаться по протоколу или запускаться изнутри. MLX91377 предлагает оба метода. При использовании протокола SPC MLX91377 ждет, пока управляющий микроконтроллер не получит пусковой импульс », — сказал Ник Чарнеки.

Он продолжил: «Когда импульс обнаружен, датчик быстро получает магнитные данные, оцифровывает их и компенсирует ошибки смещения и чувствительности, линеаризует их в соответствии с программируемой справочной таблицей, а затем передает их мастеру в цифровом формате в соответствии с формат SENT. При работе в режиме аналогового вывода MLX91377 автономно собирает данные, выполняет ту же компенсацию, что и в режиме SPC, а затем выводит значение через аналоговое ратиометрическое напряжение для считывания системным микроконтроллером.Оба интерфейса широко используются в автомобилестроении, причем SPC является более новым и обычно предпочтительным для конфигураций с несколькими ИС. Срабатывающий характер SPC позволяет всем датчикам регистрировать магнитное поле одновременно, тем самым сводя к минимуму временную задержку между измерениями на ИС. Время получения ответа зависит от конфигурации протокола, но обычно составляет <500 мксек и значительно меньше для аналогового выхода ».

Рисунок 2: Временная диаграмма SPC в режиме тикового интервала 1,5 мкс и H.2 формат

В режиме SPC MLX91377 начинает сбор данных после получения пускового импульса, независимо от сконфигурированного режима. Полученные данные будут отправлены в том же кадре SENT. Эта функция доступна для любого времени тика больше или равного 1,5 мкс (рис. 2 и 3).

Рисунок 3: Стандартная конфигурация SPC ведущий-ведомый

MLX91377 поддерживает уровень функциональной безопасности ASIL-C в цифровом режиме (SENT или SPC) и ASIL-B в аналоговом режиме, обеспечивая высокий уровень диагностики на уровне кристалла и способный обнаруживать внутренние неисправности и переводить себя в безопасное состояние. для предотвращения нежелательного поведения автомобиля.

Следующими проблемами будут все чаще и чаще операционная среда со все более критическими рабочими температурами. Аналогичным образом, невосприимчивость к полям утечки с ростом электрификации транспортных средств будет все более распространяться, как и требования функциональной безопасности.

Маурицио работал в области исследований гравитационных волн и в проектах космических исследований в качестве инженера-конструктора. Иногда он задается вопросом, не присылал ли нам кто-то там сообщения, которые мы не получили или не смогли расшифровать.Маурицио — инженер-электронщик и имеет докторскую степень. по физике. Маурицио любит писать и рассказывать истории о технологиях и электронике. Его основные интересы — энергетика, автомобилестроение, Интернет вещей, цифровые технологии. Маурицио в настоящее время является главным редактором Power Electronics News и европейским корреспондентом EE Times. Он также наблюдает за обсуждениями на EEWeb.com. Он написал различные технические и научные статьи, а также пару книг для Springer по сбору энергии, а также по сбору данных и системе управления.

Датчик Холла (HS)

Общее описание
Сигнал первичного зажигания датчика Холла обычно используется в двигателях с распределителем, но в настоящее время распределительное зажигание используется очень редко.
Если система зажигания использует HS, она выдает первичный сигнал для зажигания и для впрыска топлива.

Принцип работы датчика Холла
Датчик Холла обычно устанавливается на автомобилях с распределителем, в котором находится переключатель Холла.ЭБУ двигателя питает датчик напряжением немного ниже номинального напряжения аккумуляторной батареи. Цепь датчика Холла замыкается кабелем для обратной связи на землю. Напротив переключателя Холла расположен магнит, поле которого заставляет переключатель возвращать низкое напряжение на модуль зажигания. На оптической оси распределителя закреплен щиток с прорезями, количество которых соответствует количеству цилиндров. Переключатель Холла включается и выключается, пока магнит проходит между экраном и датчиком.Напряжение подается на усилитель по третьему сигнальному кабелю, а переключатель находится напротив оптического разъема. Пока плотная часть экрана прилегает к переключателю, сигнал возвращаемого напряжения прерывается из-за отклонения магнитного поля. Количество возвращенных импульсов в четырехтактном двигателе равно количеству слотов. Важно отметить, что обратный сигнал представляет собой напряжение или его отсутствие и имеет прямоугольную форму.

Процедура проверки состояния датчика Холла
— Быстрая проверка датчика Холла —
(без запуска двигателя)

ПРИМЕЧАНИЕ: В большинстве систем датчик Холла датчик находится в распредвале.Только в некоторых системах (VW / Audi) датчик Холла расположен на маховике.

• Отсоедините центральный высоковольтный кабель от общей клеммы крышки распределителя и подключите его к головке блока цилиндров дополнительным кабелем.
• Отсоедините разъем датчика Холла от распределителя.
• Найдите клеммы источника питания, выходного сигнала и заземления.
• Замкните на короткое время контакты < 0 > и < — > жгута проводов датчика Холла, используя дополнительный кабель.
• Если искра проскакивает между дополнительным кабелем, соединенным с высоковольтным кабелем, и головкой блока цилиндров, катушка зажигания и автоматический выключатель зажигания могут вызвать искру, и возможная причина неисправности находится в самом датчике Холла.

Проверить датчик Холла осциллографом

• Отодвиньте защитную резиновую крышку разъема датчика Холла.
• Подключите пробник заземления осциллографа к заземлению корпуса.
• Подключите активный конец щупа осциллографа к сигнальной клемме датчика Холла.
• Запустите двигатель и оставьте его работать на холостом ходу.
• Обязательно обратите внимание на следующий сигнал (рис. 2). Это форма сигнала правильно работающего датчика Холла. Рабочий цикл составляет примерно 35%.

Фиг.2

Если автоматический выключатель зажигания не работает должным образом, вы должны увидеть следующую форму сигнала (рис. 3):

Фиг.3

На рис. 4 показано, как выглядит сигнал неисправного датчика Холла.

Фиг.4

Другие возможные повреждения:
— Отсутствие сигнала напряжения или рабочего цикла

• Остановите двигатель и снимите крышку распределителя.
• При подключении муфты датчика Холла и включенном зажигании подключите активный конец щупа осциллографа к сигнальной клемме датчика Холла. Установите диапазон напряжения осциллографа на ± 15 В.
• Медленно проверните коленчатый вал двигателя.
  Когда прорезь экрана проходит через воздушный зазор, напряжение должно измениться с 10 В 12 В до 0 В.

— Отсутствие сигнала напряжения

• Отсоедините разъем датчика Холла от распределителя.
• Подключите активный конец щупа осциллографа к клемме < 2 > ( 0 ) жгута проводов разъема.
  Напряжение должно быть 10–12 В.
• Если нет напряжения бортового компьютера на клемме < 2 >, проверьте проводимость сигнальной цепи между датчиком Холла и бортовым компьютером с помощью омметра.
• Если цепь в порядке, проверьте, есть ли напряжение на соответствующей клемме разъема бортового компьютера. Если напряжение отсутствует, проверьте все клеммы питания и массы бортового компьютера.
  Если соединения в порядке, вероятная причина — сам бортовой компьютер.
• Проверить наличие напряжения (10–12 В) на выводе < 1 > (+) бортового компьютера. Если напряжение питания выходит за указанные пределы, проверьте проводимость цепи между датчиком Холла и бортовым компьютером с помощью омметра.
• Проверить заземление на выводе <3> (-) датчика Холла.
• Если напряжения питания и заземления в норме, под подозрение попадает сам датчик Холла.

Датчик Холла

General Motors

Ford

Chrysler

Типичная схема датчика Холла

Во многих современных компьютеризированных системах управления двигателем используются датчики Холла, также называемые переключателями на эффекте Холла, для определения состояния коленчатого вала и двигателя. частота вращения и положение распределительного вала.Эти переключатели различаются по конструкции, но схожи по принципу действия. Основные различия заключаются в напряжениях, при которых они работают, в физической конфигурации и расположении на двигателе.
Датчик Холла — это очень точный способ для компьютера определить (увидеть) точное положение или измерить скорость вращающегося вала. В большинстве конструкций используется заслонка, проходящая через отверстие в датчике. Отверстие имеет магнитное поле, проходящее от постоянного магнита к электронному переключателю. Когда затвор проходит через магнитное поле
, оно прерывается, и компьютер определяет изменение напряжения.Когда заслонка находится в проеме, напряжение падает почти до нуля. Когда заслонка находится вне отверстия, напряжение повышается до заданного уровня. Это напряжение обычно равно напряжению аккумуляторной батареи на двигателях GM, Ford и многих Chrysler. Однако на двигателях Chrysler 3,3 л, 3,8 л и 3,5 л EC посылает источник питания 8 вольт и получает сигнал 5 вольт-0 вольт обратно на выходной провод датчика. В некоторых датчиках Холла для генерации сигнала используется движущийся магнит, прикрепленный к звездочке цепи привода ГРМ (GM) или выемкам на гибкой пластине (Chrysler).
General Motors, Ford и Chrysler имеют двигатели, которые используют двойные датчики Холла в одной сборке. Chrysler Turbos имеет два отдельных датчика, установленных на основании распределителя с собственными отдельными трехпроводными разъемами. В двигателях GM и Ford используются двойные датчики Холла в одном узле с одним 4-проводным разъемом. Оба этих датчика имеют общий провод питания на 12 В и землю. Два других провода — это выходные провода 12–0 В для двух датчиков. GM также использует отдельные датчики кривошипа и кулачка в сочетании с системой зажигания без распределителя и синхронизацией последовательного впрыска топлива.В автомобилях Ford
в основном используются датчики Холла для подачи сигнала на модуль зажигания на толстой пленке (TFI). Это называется сигналом срабатывания профиля зажигания (PIP) и передается в электронный блок управления (ECA). В системе Ford DIS используется второй датчик (в том же узле) для определения цилиндра номер один. Это называется сигналом идентификации цилиндра (CID).
Chrysler начал использовать датчики Холла с представлением двигателя Omni / Horizon 1.7L еще в 1978 году и продолжал использовать их в более поздних моделях.Датчик располагался в распределителе, а заслонка входила в состав роторного узла. Этот тип работал от цепи 12 В и отправлял сигнал на электронный модуль зажигания или на компьютер контроля искры. Позже, в 80-е годы, компания Chrysler представила систему DIS, а датчики Холла изменили расположение и дизайн. Датчик кривошипа, расположенный в кожухе колокола, считывает частоту вращения двигателя, когда 3 группы по 4 выемки проходят мимо датчика. Датчик кулачка, расположенный на передней крышке, считывает положение кулачка при прохождении выемок на звездочке кулачка.Эти датчики Холла работают от источника питания 8 вольт, а на выходе подается сигнал 5–0 вольт на контроллер двигателя (EC).
Все датчики на эффекте Холла используют для работы три провода. Один провод передает напряжение питания, а второй провод заземляет датчик. Оба питаются от модуля зажигания или компьютера. Третий провод — тумблер. Этот провод является выходом датчика на компьютер. Напряжение повышается, обычно до напряжения питания, и падает почти до нуля при движении заслонки, как объяснялось ранее.Сигнал представляет собой прямоугольную волну и поэтому не требует аналогово-цифрового преобразования для считывания компьютером. Компьютер измеряет время между импульсами и рассчитывает число оборотов в минуту для требований к топливу и времени.
Проверить датчик на эффекте Холла просто, если вы разбираетесь в них и имеете цифровой вольт-омметр или лабораторный осциллограф. Самой сложной частью теста будет доступ к проводам датчика. Все технические специалисты должны приобрести хороший набор перемычек, чтобы проверить разъемы датчика Холла, не повредив цепь.

Типовая схема датчика Холла

Для правильной работы датчик Холла должен иметь напряжение питания и заземление. Если питание, заземление или сигнальный провод разомкнуты, датчик не может работать. Замыкание на массу провода питания или сигнального провода также устраняет сигнал частоты вращения.

AutoHex (автоматический диагностический сканер) — один из лучших профессиональных инструментов сканирования для автомобилей; Сканер Autohex может эффективно и легко проверять системы автомобиля, обладая множеством мощных функций, которые помогут вам в диагностике и тестировании.

Программирование BMW F серии

В следующем разделе приведены некоторые подробности о входе датчика Холла в ECM транспортного средства, которые вносят вклад в желаемый срок службы форсунок.

Узнайте о впечатлениях пользователей Autohex II об использовании этого инструмента для расширенных услуг BMW AutoHex II — ваш лучший выбор, чтобы иметь полный доступ к дилерским функциям, таким как кодирование, настройка и прошивка / программирование модулей. Свяжитесь с нами, чтобы узнать цены На бортовом диагностическом форуме AutoHex обсуждаются различные темы, если вы хотите узнать больше о Mercedes Benz, BMW, VW, Audi, Toyota, Nissan или других автомобилях, присоединяйтесь к форуму сейчас

Vehicle Safety Systems

Системы безопасности транспортных средств

Скачать PDF версию

Кристин Грэм, системный инженер

Датчик положения сиденья

Рисунок 1.Передние и боковые подушки безопасности требуют точных данных о расположении сидений и пассажиров.

Безопасность пассажиров — один из важнейших элементов конструкции автомобиля. В результате системы безопасности продолжают совершенствоваться, чтобы ограничить и, в конечном итоге, предотвратить травмы людей в случае аварии.

Датчик положения сиденья используется в системах безопасности для определения положения пассажира по отношению к рулевому колесу, предотвращая срабатывание подушек безопасности с чрезмерной силой.

Наиболее распространенное сегодня решение включает двухпроводные униполярные переключатели на эффекте Холла для определения зон дискретного положения сиденья. ИС датчика должна передавать эту информацию в виде цифрового выхода на блок контроллера, указывающего конкретную зону. Эта информация должна быть верной при запуске автомобиля, поэтому выходной сигнал ИС датчика должен декодироваться без каких-либо действий пользователя.

Направляющая сиденья обычно изготавливается из черного металла, способного прерывать магнитное поле между датчиком Холла IC и магнитом.Черный металл направляющей сиденья проходит между переключателем и магнитом, заставляя переключатель включаться или выключаться, передавая информацию о положении сиденья на блок управления. Изменение состояния выхода ИС датчика указывает блоку контроллера, что сиденье перешло в определенную зону.

Может быть любое количество зон в зависимости от того, сколько микросхем датчиков Холла используется, предполагая, что две микросхемы датчиков на направляющую сиденья, четыре зоны будут возможны. Информация, предоставленная ИС датчика Холла, обрабатывается контроллером для определения положения сиденья относительно рулевого колеса.Сиденье, которое находится в одной из ближайших к рулевому колесу зон, будет указывать блоку управления на необходимость применения меньшего усилия. Положение сиденья, которое находится в одной из самых дальних от рулевого колеса задних зон, требует развертывания более высокого усилия. Блок контроллера декодирует выходные состояния микросхем датчика Холла, чтобы определить, в какой зоне расположено сиденье. Две микросхемы датчиков обеспечивают удобный вывод кода Грея, как показано на рисунке 2 и в таблице ниже.

Рисунок 2.Микросхемы датчиков положения передают блоку контроллера правильное положение сиденья на протяжении всего времени движения автомобиля. Пассажиры не знают о том, что автомобиль принимает решения о жизни или смерти автоматически и не требует пользовательского интерфейса.

Зона	Холл 2 Выход	Холл 1 Выход
1	0	0
2	0	1
3	1	1
4	1	0

Обширный выбор ИС датчиков Холла позволяет использовать разные решения для одного и того же приложения.Может потребоваться более высокое разрешение, чтобы всегда точно определять, где находится сиденье. Решение с самым высоким разрешением — использовать линейный аналоговый датчик Холла ИС, который выдает выходное напряжение, пропорциональное силе магнитного поля. Двухполюсный магнит в скользящей конфигурации с линейным будет обеспечивать выходную мощность от 0 до 5 вольт при правильной конструкции.

Технология Холла отличается высокой надежностью и относительно невысокой стоимостью. Если требуется автоматическое определение, решение должно быть надежным.

Если требуется более высокая точность, доступны программируемые переключатели и линейные устройства, которые могут минимизировать допуски на стек, позволяя программировать в конце строки.

Цели из черных металлов могут быть обнаружены с помощью ИС датчика Холла с обратным смещением. Эти сенсорные ИС включают в себя цепь Холла и гранулу редкоземельного элемента в одной отформованной сборке. Предлагаются решения с обратным смещением для коммутаторов и линейных конструкций. Эти сборки упрощают производство и предлагают оптимизированную электрическую и магнитную конструкцию в едином отформованном корпусе.

Датчик пряжки ремня безопасности

Пряжка ремня безопасности SBB — еще одна область, в которой технология Холла использовалась как часть системы безопасности. Двухпроводный униполярный переключатель — это снова простое, но надежное решение, обычное для многих современных автомобилей. Назначение устройства на эффекте Холла (HED) — гарантировать правильную фиксацию пряжки, обеспечивая надежную фиксацию пассажира в случае аварии или внезапной остановки.

Подобно приложению определения положения сиденья, переключатели замка ремня безопасности работают по принципу прерывания лопатки.В этом случае пряжка, сделанная из черного металла, отвечает за прерывание магнитного поля между магнитом и устройством на эффекте Холла. Обычно, когда поле прерывается, выход устройства включается, а при снятии пряжки устройство выключается. Эта информация отправляется контроллеру, который затем обрабатывает данные вместе с данными от датчика положения сиденья IC и других выходов, чтобы надежно задействовать подушки безопасности в случае аварии.

Препятствия при применении

• ИС датчика SBB имеет жесткие пространственные ограничения, что затрудняет использование печатной платы.Поэтому приваривание соединительных проводов к выводам HED является более распространенным подходом как часть процесса упаковки для минимизации размера. Однако приварка к выводам требует опыта в сварке и, как правило, выполняется по контракту со сварочным предприятием. Одна из наиболее распространенных ошибок, наблюдаемых при сварке устройств на эффекте Холла, — это чрезмерное количество тепла / мощности, которое может достигать ИС, что приводит к катастрофическому повреждению проводных соединений. Другой распространенной ошибкой, наблюдаемой в новых процессах сварки, является недостаточный зажим выводов, из-за чего выводы могут скручиваться или тянуться во время контакта с концом сварного шва.Это также вызовет катастрофическое повреждение проводных соединений.

Помимо пространственных ограничений, ИС датчика подвержена высоким уровням электростатического разряда и магнитным помехам из-за:

• доступных для покупателя точек в автомобиле, например язычок пряжки в сборе,
• шунтирующее воздействие на магнитное поле на ИС датчика из-за свойств железа пряжки в сборе, и
• допускает большие отклонения узла механической пряжки, вызывая большие колебания магнитного поля, воздействующего на ИС датчика Холла.

Выбор правильной ИС датчика критически важен для удовлетворения всех требований приложения.

Прикладные решения

Рис. 3. Типовая механическая сборка пряжки ремня безопасности, показывающая электрическое соединение с ИС датчика Холла.

• Защита от переходных процессов / электростатических разрядов была достигнута с помощью байпасного конденсатора 0,1 мкФ, приваренного между питанием ИС датчика и землей ИС датчика. В случае печатной платы в дополнение к байпасному конденсатору использовался MOV для защиты ИС датчика от жестких условий электромагнитной совместимости / электростатического разряда из-за использования заземления шасси.Если микросхема датчика устойчива к ЭМС / электростатическим разрядам, может быть достаточно просто байпасного конденсатора.
• Достаточно большой магнит необходим для преодоления шунтирующего эффекта, вызванного самим узлом пряжки. SmCo и неодим — распространенные магнитные материалы, используемые в пряжках ремней безопасности. Они обеспечивают большие уровни поля для компенсации механических допусков и, возможно, больших воздушных зазоров (> 3 мм), наблюдаемых в приложениях SBB.
• Допуски механической сборки могут вызвать большие колебания по Гауссу (сотни Гаусс) в уровне поля, воздействующего на ИС датчика; поэтому должны быть описаны все условия, чтобы ИС датчика никогда не переключалась в неправильное состояние.Условия, которые не должны вызывать ложное переключение ИС датчика Холла, следующие:
  • Нормальное положение с пряжкой, язычок на месте.
  • Нормальное расстегнутое положение с удаленным язычком.
  • Превышение хода язычка, когда его толкает и удерживает человек, сидящий на нем, или детское сиденье, опирающееся на узел пряжки.
  • Состояние ложной защелки, когда что-то, кроме самого язычка, вдавливается, удерживая пряжку в ложно защелкнутом состоянии (палочка для мороженого, игрушка и т. Д.).

  Предлагаемые устройства

  Allegro ™ Номер детали	Температура Диапазон	Тип корпуса	Лента и катушка В наличии
  A115x	EL	LH, UA	Есть
  A119x	E, L	LH, UA	Есть

Как работают датчики на эффекте Холла

Как работают датчики на эффекте Холла — объясните это Рекламное объявление

Крис Вудфорд.Последнее изменение: 13 августа 2020 г.

Измерить электричество очень просто — мы все знакомы с электрическими единицами, такими как вольт, ампер и ватт (и большинство из нас видели счетчики с подвижной катушкой в той или иной форме). Немного сложнее измерить магнетизм. Спросите больше всего люди, как измерить силу магнитного поля (невидимое область магнетизма, простирающаяся вокруг магнита) или единицы в какая напряженность поля измеряется (Вебер или тесла, в зависимости от того, как вы измеряете), и они не имеют ни малейшего понятия.

Но есть простой способ измерить магнетизм с помощью прибора. называется датчиком или зондом на эффекте Холла, который использует хитроумный элемент наука, открытая в 1879 году американским физиком Эдвин Х. Холл (1855–1938). Работа Холла была гениальной и на много лет опередила свое время — на 20 лет до открытия электрона — и никто не знал, что с ним делать, пока спустя десятилетия не стали лучше разбираться в полупроводниках, таких как кремний. В наши дни Эдвин Холл был бы в восторге найти датчики, названные в его честь, используются во всех виды интересных способов.Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: Магнитное испытательное оборудование, используемое для изучения эффекта Холла. Фото любезно предоставлено Брукхейвенской национальной лабораторией и Министерством энергетики США (DOE).

Что такое эффект Холла?

Работая вместе, электричество и магнетизм могут заставить вещи двигаться: электродвигатели, громкоговорители и наушники — лишь некоторые из незаменимых современные гаджеты, которые так работают. Отправить колеблющийся электрический ток через катушку из медного провода и (хотя вы этого не видите происходит) вы создадите временное магнитное поле вокруг катушки тоже.Поместите катушку рядом с большим постоянным магнитом и временным магнитное поле, создаваемое катушкой, будет либо притягивать, либо отталкивать магнитное поле от постоянного магнита. Если катушка свободна двигаться, он будет двигаться — либо к постоянному магниту, либо от него. В электродвигатель, катушка настроена так, что может вращаться на месте и поверните колесо; в громкоговорителях и наушники, катушка приклеена на кусок бумага, пластик или ткань, которая движется вперед и назад, чтобы выкачать звук.

Фото: вы не видите магнитное поле, но можете измерить его с помощью эффекта Холла.фото любезно предоставлено Wikimedia Commons.

“ Если электрический ток в фиксированном проводе равен сам притягивается магнитом, ток должен отводиться на одну сторону провода … ”

Эдвин Холл , 1879

Что, если поместить кусок токоведущего провода в магнитное поле, а провод? не может двигаться? То, что мы называем электричеством, обычно представляет собой поток заряженные частицы через кристаллические (обычные, твердые) материалы (либо отрицательно заряженные электроны изнутри атомов, либо иногда положительно заряженные «дыры» — зазоры там, где должны находиться электроны).Вообще говоря, если подцепить пластину из проводящего материала к батарее, электроны будут проходить через пластину по прямой линии. Как движущиеся электрические заряды, они также будут производить магнитное поле. Если вы поместите плиту между полюса постоянного магнита, электроны отклонятся в изогнутый путь, когда они движутся через материал, потому что их собственная магнитное поле будет взаимодействовать с полем постоянного магнита. (Для справки, то, что заставляет их отклоняться, называется Сила Лоренца, но нам не нужно здесь вдаваться во все детали.) Это означает, что одна сторона материала будет видеть больше электронов, чем другой, так что разность потенциалов (напряжение) появится на материал под прямым углом к ​​магнитному полю от постоянный магнит и ток. Это то, что физики называют эффектом Холла. Чем больше магнитное поле, тем больше отклоняются электроны; чем больше ток, тем больше электронов нужно отклонить. В любом случае, чем больше разность потенциалов (известная как напряжение Холла) будет.В других словами, напряжение Холла пропорционально величине как электрического ток и магнитное поле. Все это имеет больше смысла в наша небольшая анимация ниже.

Как работает эффект Холла?

1. Когда электрический ток протекает через материал, электроны (показаны здесь синими пятнами) проходят через него практически по прямой линии.
2. Поместите материал в магнитное поле, и электроны внутри него тоже будут в этом поле. На них действует сила (сила Лоренца) и заставляет отклоняться от их прямолинейного пути.
3. Теперь, глядя сверху, электроны в этом примере будут изгибаться, как показано: с их точки зрения слева направо. Если на правой стороне материала (внизу на этом рисунке) больше электронов, чем на левой (вверху на этом рисунке), между двумя сторонами будет разница в потенциале (напряжении), как показано зеленым линия со стрелками. Величина этого напряжения прямо пропорциональна величине электрического тока и напряженности магнитного поля.

Куда они идут?

Как определить, в каком направлении будут двигаться электроны? Вы можете определить направление силы Лоренца с помощью правила левой руки Флеминга (если вы сделаете поправку на обычный ток) или его правила правой руки (если вы этого не сделаете).

Иллюстрация: заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле, испытывают силу (сила Лоренца), которая меняет свое направление, вызывая эффект Холла. Вы можете использовать правило левой руки Флеминга (правило двигателя), чтобы определить направление силы, если вы помните, что правило применяется к обычному току (поток положительных зарядов), а поле течет с севера на юг. В этом примере, если у нас есть поток электронов на страницу, обычный ток вытекает из страницы (так что это направление, в котором должен указывать ваш второй палец).Если поле течет слева направо (указательный палец), наш большой палец говорит нам, что электроны будут двигаться вверх.

Использование эффекта Холла

Вы можете обнаруживать и измерять все виды вещей с помощью эффекта Холла, используя то, что известно. как датчик или зонд на эффекте Холла. Эти термины иногда используются взаимозаменяемо, но, строго говоря, относятся к разным вещам:

• Датчики на эффекте Холла простые, недорогие, электронные чипы, которые используются во всевозможных широко доступных гаджетах и ​​товарах.
• Зонды на эффекте Холла — более дорогие и сложные инструменты. в научных лабораториях для таких вещей, как измерение напряженности магнитного поля с очень высокой точностью.

Фото: 1) Типичный кремниевый датчик Холла. Это выглядит очень похоже на транзистор — что неудивительно, поскольку он сделан аналогичным образом. Автор фото: Expainthatstuff.com. 2) Зонд на эффекте Холла, использовавшийся НАСА в середине 1960-х годов. Фото любезно предоставлено Исследовательский центр НАСА Гленна (NASA-GRC).

Обычно изготавливается из полупроводников (таких материалов, как кремний и германий), эффект Холла датчики работают, измеряя напряжение Холла на двух поверхностях когда вы помещаете их в магнитное поле. Некоторые датчики Холла упакованы в удобные микросхемы со схемой управления и могут быть подключается непосредственно к более крупным электронным схемам. Самый простой способ использование одного из этих устройств позволяет определить положение чего-либо. Для Например, вы можете разместить датчик Холла на дверной коробке и магнит на двери, поэтому датчик определяет, открыта дверь или закрыта от наличия магнитного поля.Такое устройство называется датчик приближения. Конечно, вы можете выполнять ту же работу так же легко с магнитным герконом (нет общего правила относительно того, герконовые переключатели старого образца или современные датчики на эффекте Холла лучше — это зависит от приложения). В отличие от герконов, которые являются механическими и полагаются на контакты движущиеся в магнитном поле датчики Холла полностью электронные и не имеют движущихся частей, поэтому (по крайней мере теоретически) они должны быть надежнее. Одна вещь, которую вы не можете сделать с герконом, — это определить степень «включения» — силу магнетизма, — потому что геркон либо включен, либо выключен.Вот что делает датчик на эффекте Холла таким полезным.

Рекламные ссылки

Для чего используются датчики на эффекте Холла?

Фото: Этот небольшой бесщеточный двигатель постоянного тока из старого дисковода для гибких дисков имеет три датчика Холла. (обозначены красными кружками), расположенные по его краю, которые обнаруживают движение ротора двигателя (вращающегося постоянного магнита) над ними (не показано на этой фотографии). На датчики особо не на что смотреть, как вы можете видеть на фото крупным планом справа!

Датчики на эффекте Холла

дешевы, прочные и надежные, крошечные и простые в использовании. так что вы найдете их во множестве разных машин и повседневных устройств, от автомобильных зажиганий до компьютерных клавиатур и заводских роботов до велотренажеров

Вот один очень распространенный пример, который вы сейчас можете использовать на своем компьютере.В бесщеточный двигатель постоянного тока (используется в таких устройствах, как жесткие и гибкие диски), вам необходимо в любой момент точно определить, где находится двигатель. Датчик Холла расположенный рядом с ротором (вращающаяся часть двигателя) сможет очень точно определить его ориентацию, измеряя вариации магнитное поле. Подобные датчики также можно использовать для измерения скорости. (например, чтобы посчитать, насколько быстро колесо или двигатель автомобиля кулачок или коленчатый вал вращается). Вы часто найдете их в электронных спидометрах и анемометры (измерители скорости ветра), где они могут быть использованы аналогично герконовым переключателям.

Революционное открытие Эдвина Холла прижилось за несколько десятилетий, но теперь оно используется в самых разных местах — даже в электромагнитных космических ракетных двигателях. Без преувеличения можно сказать, что новаторская работа Холла произвела на меня большое впечатление!

Изображение: Как упакован типичный датчик Холла. Магнитные поля могут быть очень маленькими, поэтому нам нужно, чтобы наши детекторы были как можно более чувствительными, и вот один из способов добиться этого. Сам чип Холла (зеленый, 17) установлен на железной несущей пластине (серый, 16), зажатой внутри двух формованных пластиковых секций (серый, 11, 12).Микросхема подключена выводами (19) к контактам (синим), с помощью которых ее можно подключить в цепь. Но действительно важными частями являются два «концентратора потока» из мягкого железа (оранжевый, 15, 21), которые делают устройство намного более чувствительным. Когда вы помещаете магнит (22) рядом с датчиком, эти концентраторы позволяют магнитному потоку («плотность» магнетизма, создаваемого магнитным полем) течь по непрерывной петле через кристалл Холла, создавая либо положительное, либо отрицательное напряжение. Если магнит переместится на другую сторону датчика, он создаст противоположное напряжение.Иллюстрация из патента США № 3 845 445: Модульное устройство на эффекте Холла Роланда Брауна и др., Корпорация IBM, 29 октября 1974 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Статьи

История

• [PDF] Открытие эффекта Холла Дж. С. Лидстоуном, Physics Education, Volume 14, 1979. Как Холл открыл свой эффект и выяснил, что он означает, оспаривая некоторые из более ранних работ Джеймса Клерка Максвелла.

Статьи Эдвина Холла

• О новом действии магнита на электрические токи. Эдвин Х. Холл, Американский журнал математики, Vol. 2, No. 3 (сентябрь 1879 г.), стр. 287–292. Оригинальная статья Холла.
• Объяснение феномена Холла Эдвином Х. Холлом, Наука, Vol. 3, № 60 (28 марта 1884 г.), стр. 386–387. Собственное описание и объяснение Холла своего первоначального эксперимента.
• Эдвин Х. Теория эффекта Холла и связанного с ним эффекта для нескольких металлов.Холл, PNAS США, Vol. 9, No. 2 (15 февраля 1923 г.), стр. 41–46. Одна из более поздних работ Холла.

Книги

• Датчики на эффекте Холла: теория и применение Эдварда Рамсдена. Newnes, 2006. Охватывает физику, лежащую в основе датчиков Холла, и способы их включения в практические схемы. Включает в себя датчики приближения, датчики тока и датчики скорости и времени. Также есть удобный глоссарий и список поставщиков.
• Устройства на эффекте Холла Р. С. Поповича. Институт физики, 2004.Несколько более крупная и подробная книга, но охватывающая схожую тему с смесью теории, практических схем и повседневных приложений.
• Эффект Холла в металлах и сплавах Колина Херда. Springer 1972/2012. Современное переиздание вступления 1970-х годов.

Практические проекты

Видео

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Датчики на эффекте Холла. Получено с https://www.explainthatstuff.com/hall-effect-sensors.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Введение — Автомобильные ИС магнитных датчиков (ИС на эффекте Холла)

ИС магнитных датчиков для автомобильного использования ABLIC Inc., которые представляют собой ИС с эффектом Холла, реализующие высокоточную магнитную чувствительность, позволяют однополярное или биполярное обнаружение с высоким выдерживаемым напряжением и высокой температурой эксплуатации и лучше всего подходят для автомобильных приложений.

Наши интегральные схемы магнитных датчиков охватывают широкий спектр приложений, таких как обнаружение вращения (биполярное обнаружение) для двигателей вентиляторов, двигателей мансардных окон, двигателей рулевого управления с электроусилителем, двигателей стеклоочистителей и т. Д.в бесщеточном управлении двигателем постоянного тока и обнаружении открытия / закрытия или скольжения (униполярное обнаружение) для рулевого управления с усилителем, замков ремней безопасности, электрического стеклоподъемника, рычагов переключения передач и дверей.

ABLIC Inc. производит и поставляет автомобильные ИС со своими традициями системы высокой надежности и сильным опытом работы на японском рынке, а также предоставляет клиентам стабильные, безопасные и высококачественные автомобильные ИС Холла.

1. Высокоточная магнитная чувствительность позволяет определять положение и вращение с меньшим разбросом
2. Автомобильное качество: квалификация AEC-Q100 / PPAP, высокотемпературная работа, высокое выдерживаемое напряжение, тройное температурное испытание (низкое, нормальное, высокое)

1.Высокоточная магнитная чувствительность позволяет определять положение и вращение с меньшим разбросом

ABLIC Inc. предлагает широкий выбор продуктов с высочайшим в отрасли классом магнитной чувствительности ± 1,0 мТл. Высокая точность магнитной чувствительности позволяет уменьшить разброс операций в системе в сочетании с магнитом, что дает больше свободы при проектировании механизма, способствует миниатюризации магнитов и снижению общей стоимости.

ИС с защелкой на эффекте Холла

и ИС переключателя на эффекте Холла обеспечивают высокоточное управление вращением двигателей и высокоточное обнаружение открытия / закрытия или скольжения, соответственно.
* 1. Точность магнитной чувствительности: Дисперсия магнитной чувствительности. (Магнитная чувствительность составляет ± 1,0 мТл при Bop = 3,0 мТл ± 1,0 мТл)

Дайджест анимации (Продолжительность: 1:43)

1. Это введение в автомобильную ИС с эффектом Холла при температуре 150 ° C S-57P1 S.

2. S-57P1 представляет собой автомобильную биполярную ИС с защелкой на эффекте Холла, которая работает при 150 ° C и обеспечивает высокую чувствительность и высокую точность магнитной чувствительности.

3. В дополнение к использованию стандартной магнитной чувствительности 3,0 мТл, за счет использования высокой магнитной чувствительности 0,5 мТл,

4.