Устройство и принцип работы датчика Холла, схема подключения и применение. Как проверить датчик Холла в автомобиле

Автор Master OffRoad На чтение 9 мин. Просмотров 1.4k. Опубликовано 28.12.2020

Содержание

1. Датчик Холла — что это такое в автомобиле?
2. Описание и применение
3. Преимущества датчиков Холла
4. Недостатки датчиков Холла
5. Аналоговые и цифровые решения
6. На основе операции
7. Биполярный датчик Холла
8. Униполярный датчик Холла
9. Признаки неисправности датчика Холла
10. Проверка датчика
11. Диагностика мультиметром
12. Проверка сопротивления
13. Создание имитации контроллера Холла
14. Замена датчика Холла
15. Видео, как заменить датчик Холла своими руками
16. Заключение

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.

Описание и применение

Контроллер, в основе которого лежит действие эффекта Холла, относится к датчикам магнитного типа. Они выдают электрический сигнал в зависимости от изменения магнитного поля вокруг них.

Эффект Холла состоит в появлении напряжения в проводнике при прохождении через него электрического тока. Электрический ток меняет магнитное поле, за ним меняется индукция этого поля, в итоге создается разность потенциалов.

Регистр Холла работает следующим образом:

• вокруг него создается магнитное поле, активирующее контроллер;
• при внесении в поле какого-либо объекта, оно выходит за первоначальные границы; датчик этот процесс фиксирует и генерирует напряжение, пропорциональное изменению.

Напряжение называется напряжением Холла.

На основе датчика Холла собирают контроллеры приближения, движения, переключатели и другие полезные в быту и промышленности устройства.

Преимущества датчиков Холла

Датчики эффекта Холла имеют следующие преимущества:

• выполняют несколько функций, таких как определение положения, скорости, а также направления движения;
• поскольку являются твердотельными устройствами, то абсолютно не подвержены износу из-за отсутствия движущихся частей;
• почти не требуют обслуживания;
• прочные;
• невосприимчивы к вибрации, пыли и воде.

Датчики эффекта Холла имеют следующие недостатки:

• Не способны измерять ток на расстоянии более 10 см. Единственное решение для преодоления этой проблемы заключается в использовании очень сильного магнита, который может генерировать широкое магнитное поле.
• Точность измеренного значения всегда является проблемой, поскольку внешние магнитные поля могут влиять на значения.
• Высокая температура оказывает влияние на сопротивление проводника. Это в свою очередь скажется на подвижности носителя заряда и чувствительности датчиков Холла.

Аналоговые и цифровые решения

Датчики на основе эффекта Холла фиксируют разницу потенциалов. Аналоговое решение, рассмотренное выше, основано на преобразовании индукции поля в напряжение с учетом полярности и силы поля.

Принцип работы цифрового датчика состоит в фиксации присутствия или отсутствие поля. В случае достижения индукцией определенного показателя датчик отмечает наличие поля. Если индукция не соответствует необходимому показателю, тогда цифровой датчик показывает отсутствие поля. Чувствительность датчика определяется его способностью фиксировать поле при той или иной индукции.

Цифровой датчик Холла может быть биполярным и униполярным. В первом случае срабатывание и отключение устройства происходит посредством смены полярности. Во втором случае включение происходит при появлении поля, отключается датчик в результате того, что индукция снижается.

На основе операции

На основе операции датчики эффекта Холла можно разделить на два типа:

• биполярный;
• униполярный.

Биполярный датчик Холла

Как следует из названия, эти датчики требуют как положительных, так и отрицательных магнитных полей для своей работы. Положительное магнитное поле южного полюса магнита используется для активации датчика, а отрицательное магнитное поле северного полюса — для его отключения.

Униполярный датчик Холла

Как следует из названия, эти датчики требуют только положительного магнитного поля южного полюса магнита, чтобы быть активированными. Эта же полярность задействуется для выключения датчика.

Признаки неисправности датчика Холла

Датчики Холла являются составной частью различных приборов. Фото 1. Назначение и устройство датчика Холла Название датчик берет от фамилии своего изобретателя.

Далее снимается крышка трамблера и совмещается метка механизма газораспределения с меткой коленвала.

Выглядит он так: Поэтому при наличии неисправного датчика Холла бежим в ближайший радиомагазин или рынок и приобретаем SSA. Если в запасе нет уже готового исправного датчик — не беда. Поэтому для измерения слабых токов применяют конструкцию рис. Ток высокого напряжения идет от катушки зажигания по проводу через угольный контакт на пластину ротора, и затем через клемму крышки распределителя по проводу высокого напряжения, в наконечнике которого установлен помехоподавительный экран, попадает на соответствующую свечу зажигания и воспламеняет рабочую смесь в цилиндре.

Писали, что очень удобна для выставления зажигания… Удачи! Схема подключения датчика Холла В качестве примера использования, на картинке ниже показана электрическая цепь бесконтактной системы зажигания автомобиля, с преобразователем Холла. Существует несколько способов проверки исправности автомобильного датчика Холла.

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.

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

Заключение

Чем же так хороши датчики Холла? Если соблюдать нормальные рабочие значения напряжения и тока, то теоретически датчика хватит на бесконечное число включений-выключений. Они не имеют электромеханического контакта, который бы изнашивался, в отличие от геркона  и электромагнитного реле.

В настоящее время они уже почти полностью заменили герконы.

Источники

• https://mashinapro.ru/1795-datchik-holla.html
• https://ProDatchik.ru/vidy/ustrojstvo-datchika-holla/
• https://meanders.ru.com/datchiki-holla-rabota-tipy-primenenie-preimushhestva-i-nedostatki.shtml
• http://KrutiMotor.ru/ustrojstvo-datchika-xolla/
• https://tokzamer.ru/bez-rubriki/datchik-holla-shema-principialnaya
• https://autodvig.com/grm/chto-takoe-datchik-holla-64849/
• https://unit-car.com/diagnostika-i-remont/150-datchik-holla.html
• https://www.RusElectronic.com/datchik-kholla/

Датчик Холла Схема Принципиальная — tokzamer.ru

Назначение датчика Холла Датчик Холла предназначен для определения момента искрообразования в бесконтактной системе зажигания БСЖ автомобиля. В зависимости от того, на каком проводе появляется сигнал, схема распознает направление перемещения.

Принцип работы датчика Холла

Признаки неисправности датчика Холла

Оцените статью: Поделитесь с друзьями! Преобразователь может использоваться в системах автоматизации, транспортных системах и т.

Принцип работы датчика Холла Датчики Холла являются составной частью различных приборов. Фото 1. Назначение и устройство датчика Холла Название датчик берет от фамилии своего изобретателя.

Далее снимается крышка трамблера и совмещается метка механизма газораспределения с меткой коленвала.

Выглядит он так: Поэтому при наличии неисправного датчика Холла бежим в ближайший радиомагазин или рынок и приобретаем SSA. Если в запасе нет уже готового исправного датчик — не беда. Поэтому для измерения слабых токов применяют конструкцию рис. Ток высокого напряжения идет от катушки зажигания по проводу через угольный контакт на пластину ротора, и затем через клемму крышки распределителя по проводу высокого напряжения, в наконечнике которого установлен помехоподавительный экран, попадает на соответствующую свечу зажигания и воспламеняет рабочую смесь в цилиндре.

Писали, что очень удобна для выставления зажигания… Удачи! Схема подключения датчика Холла В качестве примера использования, на картинке ниже показана электрическая цепь бесконтактной системы зажигания автомобиля, с преобразователем Холла. Существует несколько способов проверки исправности автомобильного датчика Холла.

Что такое датчик Холла и как он работает

На холостом ходу в работе двигателя появляются перебои и рывки. При выполнении этой операции будьте внимательны!

Именно он заметил, что если в созданное каким-то образом магнитное поле поместить металлическую пластину пот электрическим напряжением, то такие действия вызовут появление импульсов и электроны в этой пластине примут траекторию отклонения перпендикулярно направления самого магнитного потока. Обычно ток через транзистор датчика не должен превышать 20 мА. ЗЫ, в продаже встречал приблуду, вставляется между датчиком и проводкой, и светодиодом показывает момент срабатывания. Похожие статьи: autodont.

Искать на сайте

Это и есть генератор Холла.

Все очень просто. Следующим этапом нам потребуется аккуратно отпаять ножки элемента от тестовой схемы и подключить его к стандартным контактам разъема.

Включаешь зажигание.

В схему датчика входит источник питания, преобразующий однополярное напряжение питания в двухполярное питание схемы. Вытяните штифт пассатижами. В исправном устройстве напряжение будет изменяться от 0,4 В до 11 В. Благодаря простым приемам автомобилист сэкономит свое время на ремонт, а также исключит ненужную трату денег.

Импульсы же возникают благодаря тому, что прорези идут не через одинаковое расстояние, а через разное, то есть они чередуются. Замена датчика: инструкция для автомобилистов Для установки нового датчика зажигания нужно правильно вынуть тот, который вышел из строя. Резисторы R1, R2 задают выходной ток нашего импульсного датчика.

Отсоедините крышку трамблера. Третий провод используется для передачи сигнала, полярность которого изменяется относительно общего провода питания. Подключите вольтметр к выходу датчика. Потребует применения такого датчика контроль оборотов выходных валов редукторов, контроль направления вращения двух и более синхронизируемых механизмов, учет расхода жидкости.

Датчики магнитного поля. Датчики Холла в схемах на МК

Еще раз проверяем работу тестером и на этом работа по ремонту датчика Холла можно считать завершенным. Если же невозможно установить исправный датчик, можно воспользоваться несложным устройством, которое будет дублировать его работу. Но наибольшее применение генератор Холла получил в автомобильной промышленности — для измерения положения распределительного и коленчатого валов, в качестве бесконтактного электронного зажигания и в других целях. Первые приборы получались довольно громоздкими и не очень эргономичными.

Схемы датчиков Холла, теория, работа 2022

Рис. 1

Льюис Лофлин

Здесь я расскажу о теории работы и использовании датчиков Холла. Я включу магнитное «смещение» датчиков Холла для обнаружения зубьев в шестерне или зазора или пространства в шестерне.

Мы также изготовим собственную защелку Холла и переключатель Холла, покроем схемы триггера Шмитта и компаратора.

Хотя датчики Холла уже широко используются в автомобилестроении и промышленности, они жизненно важны для работы электромобилей нового поколения.

Производство электромобилей находится на грани технологического взрыва.

Не те же старые датчики Холла

На этом рисунке электромобиля Melexis Engineering показано, где датчики Холла используются для определения положения педалей, трехфазного тока обмотки двигателя, вращения двигателя, скорости вращения колеса и т.

д.

В прошлом было три Типы датчиков Холла. Наиболее распространенными были логометрический или аналоговый выход, переключатель Холла и защелка Холла.

Переключатель Холла и защелка Холла считаются цифровыми выходами, которые включают транзистор с открытым коллектором.

Я добавляю два новых определения, которые я представлю. Одним из них является устройство с несколькими пластинами Холла с 2-4 или более пластинами Холла в одном корпусе.

Хорошим примером являются интеллектуальные датчики Холла, использующие 4 пластины Холла от ams.com.

Другим вариантом являются усовершенствованные цифровые устройства Холла, некоторые из которых имеют несколько выходов, а другие представляют собой 2-проводные цифровые устройства, которые можно даже запрограммировать.

Melexis MLX92251 имеет два выхода на МОП-транзисторах с открытым стоком. Работает от 2,7В до 24В.

На блок-схеме Melexis MLX92251 показаны две пластины Холла и два выхода для скорости и направления.

Двигатель с датчиком Холла Melexis MLX92251 с двумя выходами.

Infineon TLE4999I3 — это «Программируемый двухканальный линейный датчик Холла с интерфейсом PSI5».

Интерфейс PSI5 определяется как:

Интерфейс периферийных датчиков 5 (PSI5) — это шинный интерфейс, используемый в автомобильных приложениях. Это открытый стандарт, который уже несколько лет используется в датчиках подушек безопасности. Интерфейс предлагает высоконадежную и быструю передачу данных.

При связи PSI5 цифровой манчестерский код с токовой модуляцией передается по кабелю витой пары. Поскольку это интерфейс с модуляцией тока, он обладает высокой устойчивостью к электромагнитным помехам. Кроме того, проверка циклическим избыточным кодом выявляет ошибки при передаче. К одной шине PSI5 можно подключить до трех датчиков.

PSI5 обеспечивает безопасную передачу данных и помогает уменьшить размер, вес и стоимость автомобильного жгута проводов и разъемов, и поэтому является отличным интерфейсом для автомобильных приложений определения положения.

Арт. ams.com.

Типичным логометрическим датчиком Холла является Allegro A1301. Он содержит «пластину» Холла и дифференциальный усилитель.

Кроме того, устройство имеет температурную и другие схемы компенсации. Датчик Холла лучше называть интегральной схемой.

Все датчики Холла, включая современные цифровые версии, используют пластину Холла и дифференциальный усилитель. Напряжение Холла очень мало, часто в микровольтах.

Эффект Холла был открыт в 1879 г.лет до открытия электрона в 1897 г.

В то время как эффект присутствует в металлах, сегодня мы используем легированные фосфором полупроводники, такие как антимонид индия, арсинид индия, арсинид галлия.

И да, графен. Графен может быть гораздо более чувствительным, чем другие материалы, из-за «очень высокой подвижности носителей при комнатной температуре…» Институт Макса Планка. Чувствительность традиционного кремниевого датчика составляет 70 В/АТ, тогда как их графеновый датчик Холла имеет чувствительность 7000 В/АТ, что в 100 раз более чувствительно, чем эквивалентное кремниевое устройство.

№ по каталогу www.azonano.com 4 апреля 2022 г.

Он обнаруживает магнитные поля в диапазоне нанотесла, в то время как датчики Холла, с которыми мы обычно имеем дело, работают в диапазоне миллитесла или гаусса.

Выходное напряжение пластины Холла представляет собой небольшое аналоговое напряжение. Полярность напряжения зависит от полярности магнитного поля.

Поясним некоторые определения.

Южный полюс считается положительным магнитным полем. Северный полюс считается отрицательным магнитным полем. Считается, что магнитный поток течет от отрицательного к положительному.

Во многих спецификациях используются термины «униполярный» и «биполярный». Это не относится к источнику питания, даже несмотря на то, что большинство датчиков могут использовать биполярное питание, это не то, к чему они относятся.

Униполярный датчик Холла относится только к 1 магнитному полюсу, который управляет датчиком. Это относится только к одной печатной стороне упаковки. Хорошим примером является переключатель Холла.

Переключатель Холла срабатывает, когда положительный полюс воздействует на печатную поверхность. Отрицательный полюс ничего не делает.

Биполярный датчик Холла относится к защелке Холла и, возможно, к логометрическому датчику. С защелкой Холла южный полюс включает переключатель, северный полюс выключает переключатель.

Старый материал:

• Использование датчиков Холла с переменным током
• Использование переключателей и датчиков на эффекте Холла
• Рационометрические датчики Холла

Рис. 2 Датчики Холла «ось» примеры чувствительности.

В литературе упоминается лицевая сторона датчика. Но новые датчики Холла размещают пластину Холла вертикально к печатной поверхности или даже по бокам.

См. Allegro A1130-32 Двухпроводные однополюсные вертикальные переключатели Холла

При использовании логометрического датчика выходной сигнал или VOUT увеличивается/уменьшается в зависимости от силы магнита, полярности и расстояния от датчика Холла.

При отсутствии магнитного поля VOUT = 2,5 В при питании 5 В. По мере приближения южного полюса к отпечатанному лицу VOUT увеличивается. Я никогда не видел, чтобы датчик перешел на полную VCC.

Северный полюс магнита на печатной стороне уменьшает VOUT до нуля, если он достаточно силен.

Обратите внимание, что ненапечатанное лицо также работает так же, но наоборот. Северный полюс увеличивает Vвых.

На рис. 2 показана «ось чувствительности», где магнитное поле перпендикулярно пластине Холла. Подробнее об этом ниже.

Примечание. Существуют датчики Холла, известные как «вертикальные», в которых пластина Холла расположена перпендикулярно TO-92 или другому корпусу. Это позволяет обнаруживать магнит сбоку, а не спереди или сзади упаковки.

См. следующий рисунок:

• Allegro A1262 Двухканальная защелка на эффекте Холла 1
• Allegro A1262 Двухканальная защелка на эффекте Холла 2

Это тоже двухпроводное устройство. Вертикаль относится только к отношению пластины Холла.

Ниже приведены дополнительные примеры двухпроводных датчиков Холла.

• Allegro APS12170 Двухпроводная защелка с эффектом Холла
• Allegro APS12170 Электрические соединения.

Рис. 3 Ратиометрический датчик Холла Allegro A1301.

Типичными являются A1301 и A1302 ратиометрические интегральные схемы линейных датчиков Холла с непрерывным временем.

«Они оптимизированы для точного обеспечения выходного напряжения, пропорционального приложенному магнитному полю. Эти устройства имеют выходное напряжение покоя, которое составляет 50% от напряжения питания. (VCC = 4,5 В — 6 В) Два варианта чувствительности выхода: при условии: 2,5 мВ/Гс, типичное для A1301, и 1,3 мВ/Гс, типичное для A1302».

Примечание: 1 Тесла = 1000 мТл; 1 мТл = 10 Гс. Магнит на холодильник ~ 100 Гс или 10 мТл. Магнит аппарата МРТ 1-3 Тесла.

При 2,4 мВ/Гаусс и 1,3 мВ/Гаусс это чувствительные устройства.

Источник: спецификация A1301.

Теперь давайте углубимся в эффект Холла и связанные с ним схемы.

Рис. 4 Пример пластины датчика Холла с источником постоянного тока LM317.
Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

Датчики Холла для хобби-электроники

Не повторяйте это. Это только для иллюстрации. Также обратите внимание на рис. 1.

На рис. 4 показано соотношение напряжений в «пластине» датчика Холла.

В моем случае я воссоздал эксперимент из урока физики в колледже. Я сделал пластину Холла из металлического висмута, который я расплавил с помощью тепловой пушки. Полученная металлическая полоса была хрупкой и требовала осторожного обращения.

Я использовал источник постоянного тока LM317, который я использовал в других проектах, для создания стабильного тока через полоску висмута.

Затем я использовал мощный неодимовый магнит, удерживаемый перпендикулярно потоку тока. Я создал небольшое поперечное напряжение, полярность которого зависела от магнитной полярности магнита.

Поперечное напряжение определяется как цитата,

.. электрический ток течет по проводнику в магнитном поле, магнитное поле оказывает поперечное усилие на движущиеся носители заряда, которое стремится оттолкнуть их к одной стороне проводника . Это наиболее очевидно в тонком плоском проводнике … Накопление заряда на сторонах проводников уравновешивает это магнитное влияние, создавая измеримое напряжение между двумя сторонами проводника. Наличие этого измеримого поперечного напряжения называется эффектом Холла в честь Э. Х. Холла, открывшего его в 1879 г..

Арт. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnet/Hall.html

Это напряжение очень маленькое в диапазоне микровольт и когда я усилил его в 100 раз, все равно получилось 8-12 мВ.

См. Датчик Холла из тонкого листа металлического висмута.

См. Melexis Engineering График эффекта Холла демонстрирует поперечное напряжение, создаваемое магнитом.

Рис. 5 Самодельная схема Холла с дифференциальным усилителем на LM358.
Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

На рис. 5 показана висмутовая пластина Холла с дифференциальным усилителем LM358. В целом схема непрактична, и коммерческие устройства работают гораздо лучше.

Это иллюстрирует использование дифференциального усилителя, который я буду использовать в другом месте.

Рис. 5 В датчике Холла используется тороид с зазором для увеличения плотности магнитного потока.
Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

На рис. 5 я использую тороид с зазором для концентрации магнитного потока от проводника. Проводником может быть обмотка двигателя постоянного тока или кабель питания.

Магнитный поток пропорционален протеканию тока, поэтому выходное напряжение (VOUT) датчика Холла пропорционально магнитному потоку, т. е. протеканию тока.

Мы можем измерить ток на основе уровня напряжения на VOUT датчика Холла.

Мы также можем определить направление тока. Одно направление от 2,5 В до ~ 4,4 В, другое направление от 2,5 В до 0 В. Я никогда не видел, чтобы датчик Холла перешел на полную VCC.

Мы также можем использовать переключатель Холла, где выход включается, когда присутствует достаточный ток. Использование защелки Холла также будет сигнализировать о протекании тока, но будет оставаться включенным до тех пор, пока ток не изменится на противоположный.

До сих пор я обсуждал логометрический датчик Холла Allegro A1301. Выходное напряжение сосредоточено на 1/2 VCC, что при 5 В составляет 2,5 В, 6 В при VCC = 12 В.

Теперь давайте рассмотрим переключатель Холла и защелку Холла.

Рис. 6 Allegro A3141 Функциональная схема переключателя Холла.
Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

Переключатель Холла против защелки Холла

Теперь обратимся к переключателям Холла и защелкам Холла.

Оба содержат пластину Холла и усилитель, как и логометрический.

В отличие от логометрического датчика Холла они добавили триггер Шмитта и выходной транзистор с открытым коллектором.

Коллектор транзистора можно подтянуть до VCC или даже разного напряжения через резистор.

Транзистор не выдерживает большого тока, обычно около 20 мА. Для большей мощности мы можем управлять транзистором PNP.

См. мой рисунок Honeywell SS466A соединения цепи защелки на эффекте Холла. См. схему C.

Когда переключатель Холла или защелка при включении транзисторного коллектора включается или переходит в НИЗКИЙ уровень. Он переключается на землю.

Когда переключатель Холла/защелка выключен, транзистор выключен, коллектор имеет ВЫСОКИЙ уровень или непроводящий.

Переключатель Холла включается при наличии (южный полюс на лицевой стороне) магнита. Уберите магнит, датчик выключится.

Защелка Холла включается так же, как и выключатель, но не выключается при удалении магнита.

Придется использовать противоположный магнитный полюс (северный полюс на печатной стороне), чтобы отключить защелку.

Переключатель Холла и защелка Холла отличаются только одним аспектом — гистерезисом триггера Шмитта.

Вернемся к работе логометрического датчика Холла. Выключатели и защелки Холла имеют пластину Холла и дифференциальный усилитель.

В случае моих тестовых схем я использовал 12 вольт. При отсутствии магнитного поля (0 мТл) на пластине Холла выход дифференциального усилителя смещен на ~1/2 VCC.

Снова южное (положительное) магнитное поле на печатной стороне, выходное напряжение увеличивается в направлении VCC. В северном (отрицательном) магнитном поле выходное напряжение уменьшается до нуля.

Это обновленное введение в датчики Холла.

В следующем разделе мы используем логометрический датчик Холла с компаратором для создания переключателя Холла и защелки Холла.

См. проекты компараторов LM311 для любителей, использующих датчики Холла.

• Цепи датчика Холла, теория, работа Обновлено 2022
• Как датчики Холла обнаруживают черные металлы
• Исследование всенаправленных датчиков Холла с помощью TI DRV5032
Проекты компаратора
• LM311 с использованием датчиков Холла

• Датчик Холла переменного тока
• Использование переключателей и датчиков на эффекте Холла
• Использование ратиометрических датчиков Холла
Датчики Холла
• с Arduino

• Видео с эффектом Холла на YouTube
Базовые датчики Холла
• YouTube
• Цепи датчика Холла YouTube

• Веб-мастер
• Хобби-электроника
• Электронная почта

• DRV5013-Q1 Автомобильный датчик Холла с цифровой фиксацией
• DRV5013-Q1 Датчик Холла Магнитное управление

• Цепи компаратора:
• Учебное пособие по теории компараторов
• Гистерезис компаратора и триггеры Шмитта
• Информация и схемы компаратора напряжения
• Анализ цепей оконного компаратора
• Фотодиодные схемы, работа и использование
• Руководство по схемам фотодиодных операционных усилителей
• YouTube:
• Фотодиоды и как они работают
• Схемы фотодиодных операционных усилителей
• Использование драйверов фотогальванических МОП-транзисторов
• YouTube:
• Схема компаратора Введение

Различные изображения.

• Allegro 3141-3144 Переключатель на эффекте Холла
• Allegro A1130-32 Двухпроводные однополюсные вертикальные переключатели на эффекте Холла
• Allegro A1301 Ратиометрический датчик Холла
• Allegro A1262 Двухканальная защелка на эффекте Холла 1
• Allegro A1262 Двухканальная защелка на эффекте Холла 2
• Honeywell SS466A Защелка с эффектом Холла
• Соединения Защелка Холла серии SS400
• Allegro APS12170 Двухпроводная защелка с эффектом Холла
• Allegro APS12170 Электрические соединения.

Датчики Холла в электромобилях
Melexis MLX

Блок-схема аналогового датчика Холла
Melexis MLX91217 ИС аналогового высокоскоростного датчика тока от ±15 до ±450 мТл
Melexis MLX91217 Блок-схема
Melexis MLX92215 3-проводная защелка на эффекте Холла Диапазон от 2,7 В до 24 В
Melexis MLX92251 Двойная защелка на эффекте Холла с определением скорости и направления
Melexis MLX92251 Блок-схема
Интеллектуальный датчик Холла AMS с 4 пластинами Холла

• Быстрая навигация на этом веб-сайте:
• Базовое обучение электронике и проекты
• Основные проекты твердотельных компонентов
• Проекты микроконтроллеров Arduino
• Электроника Raspberry Pi, программирование
• Спец. листов все формат PDF:
• Датчик Холла UGN3013 (файл PDF)
• TL173C, логометрический датчик Холла, 12 В
• UGN3503 Ратиометрический датчик Холла, 5 В
• Защелка Холла Honeywell SS466

Веб-сайт Copyright Lewis Loflin, Все права защищены.
Если вы используете этот материал на другом сайте, предоставьте ссылку на мой сайт.

 

Принцип работы, преимущества и области применения

Содержание

• Что такое датчик Холла?
• Как работает датчик Холла: принцип работы
• Преимущества и ограничения датчиков Холла
• Применение датчиков Холла

Что такое датчик Холла?

Датчик на эффекте Холла представляет собой тип твердотельного магнитного датчика, который может обнаруживать наличие и величину магнитного поля. Выходное напряжение датчика Холла прямо пропорционально напряженности магнитного поля.

В этой статье рассказывается о принципе работы датчика Холла, его преимуществах и областях применения.

Материалы

Вот список полупроводниковых материалов, которые мы можем использовать для производства датчиков Холла.

1. Арсенид галлия (GAAS)
2. Графен
3. индийфосфид (INP)
4. Арсенид индий (INAS)

Зал.

Как работает датчик Холла: принцип работы

Датчик Холла состоит из прямоугольного полупроводника p-типа.

В активном режиме через полупроводник всегда проходит непрерывный ток. Этот непрерывный ток приводит к движению электронов по прямой линии.

В присутствии магнитного поля движущиеся электроны в полупроводнике отклоняются от прямой из-за силы Лоренца. Степень движения электронов зависит от силы магнитного поля.

Движение электронов создает разность потенциалов внутри полупроводникового материала.

Разность потенциалов ∝ Непрерывный электрический ток и напряженность магнитного поля

Таким образом, датчик Холла определяет наличие и напряженность магнитного поля путем измерения разности потенциалов на полупроводниковом материале.

Южный полюс магнита рядом с датчиком Холла создает разность потенциалов, тогда как северный полюс не вызывает разности потенциалов.

Преимущества и недостатки датчиков Холла

Преимущества

• Низкая стоимость.
• Может определять величину и ориентацию магнитного поля.
• Бесконтактный режим.
• Низкие эксплуатационные расходы.
• Невосприимчивость к вибрации, пыли и воде.

Ограничения

• Требуется непрерывный входной ток
• Мы Не можем использовать магнитные датчики при наличии внешнего магнитного поля

Применение датчиков Холла

Датчики Холла имеют различные применения для определения положения, приближения, направленного движения, определения скорости и тока. Вот список приложений датчиков холла.

Двоичный переключатель

MLX92242 Программируемый датчик Холла

Датчики Холла с обнаружением порога могут работать как двоичные переключатели. Они применяются в пневматических цилиндрах, обнаруживают недостающую бумагу в принтерах, обнаруживают Airpods в корпусе зарядного устройства и т. д.

Щелкните эту ссылку для получения дополнительной информации о программируемом переключателе Холла MLX92242.

Автомобильные приложения

Индикатор уровня топлива Датчик положения дроссельной заслонки Vishay

Датчики Холла используются в автомобильных устройствах для определения положения, расстояния и скорости. Вот список применений датчиков Холла в автомобилях.

• Индикаторы уровня топлива.
• Измерение положения дроссельной заслонки
• Электронное рулевое управление
• Датчики Холла определяют угол опережения зажигания в двигателях внутреннего сгорания.
• В ABS (антиблокировочная тормозная система)
• Определите положение автокресла для управления подушкой безопасности.