Что такое датчик Холла зачем он нужен и как он работает? скажите пожалуйста
Какова бы ни была система зажигания, ей не обойтись без датчика, сигнализирующего о моменте искрообразования. В обычных, контактных системах эту функцию выполняет прерыватель. Что же касается бесконтактных электронных систем, то здесь для датчика может быть применено (и реализовывалось в серийных конструкциях) несколько принципиальных решений. Из этого ряда выжили и используются сегодня всего две разновидности датчиков: магнитоэлектрические и основанные на эффекте Холла. Последний тип обладает серьезными преимуществами и потому более перспективен. Он работает в системах зажигания ряда моделей ВАЗ («2108», «2109», «1111») и ЗАЗ-1102, а магнитоэлектрический – на ГАЗ-24-10.
найти, памойму, ваще элементарнее элементарного: http://www.opel.auto.ru/info/dh.htm
А, что он неремонтно пригоден, не совсем соглашусь,
но этот ремонт намного гиморнее, чем 120. 170 руб за новый датчик
Датчик Холла на скутере
Датчик Холла имеет широкое распространение в автомобильной промышленности для измерения угла положения распредвала и коленовала. Он оповещает водителя о моменте искрообразования.
Что такое датчик Холла?
Этот датчик основан на эффекте Холла или холловском напряжении, заключающемся в том, что при перемещении в магнитное поле проводника с постоянным током он порождает поперечную разность потенциалов.
Это электромагнитное явление названо в честь открывшего его в 1879 году балтиморского ученого Эдвина Холла. Холл обнаружил возникновение поперечной разности потенциалов на тонких золотых пластинках, однако применение его открытия на практике стало возможным лишь спустя 75 лет, в эпоху активного развития производства полупроводниковых пленок. Свое применение эффект Холла нашел в одноименном датчике, используемом в автомобилях и скутерах для улавливания разности потенциалов на сторонах пластины, то есть в качестве измерителя магнитного поля.
В наше время выделяют два основных вида датчиков Холла:
- Цифровые, определяющие присутствие электромагнитного поля.
- Аналоговые, преобразующие индукцию поля в напряжение.
- постоянный магнит;
- лопасть ротора;
- магнитопроводы;
- пластмассовый корпус;
- микросхема;
- выходы.
Плюсы и минусы датчика Холла
Достоинства:
- Миниатюрность;
- Не вызывает смещения момента измерения при измерении оборотов двигателя;
- Обладает постоянной величиной.
Наряду с достоинствами существуют и объективные недостатки. Датчик Холла содержит микросхему, а потому может быть чувствительным к помехам электромагнитного поля.
Кроме того, при покупке датчика с рук или через Интернет велика вероятность того, что устройство окажется неточным.
Что делает датчик Холла в скутере
Измерение напряженности в магнитном поле необходимо в различных двигателях. Обычно датчик Холла используется при работе с системой зажигания в автомобиле или скутере. Преимущество использования именно этого устройства заключается в бесконтактном воздействии. Его можно применять к измерителям уровня жидкости, к измерению силы тока, при управлении двигателями и при чтении магнитных кодов. Датчик Холла полностью вытеснил герконы, механически замыкающие и размыкающие электрическую цепь при должном изменении напряженности магнитного поля;
В скутере датчик Холла может быть элементом датчика зажигания двигателя. Иногда он служит для слежения за током нагрузки и отключения в случае чрезмерной подачи тока, поскольку прибор может сломаться, если будет испытывать резкие скачки напряжения. Благодаря отсутствию контактов и невозможности загрязнения датчик Холла идеален для скутера.
Как заменить датчик?
Неисправность датчика Холла в скутере диагностируется с помощью тестера. При нормальной работе датчика показатель должен быть выше о,4 В.
Если Ваш измеритель неисправен, его необходимо заменить. Это делается следующим образом:
Датчик холла для мотоцикла
Многих наверняка парит штатная контактная система зажигания на отечественных мотоциклах. Постоянная необходимость ее регулировать, то зазоры уплывут, то конденсатор пробъет, то контакты подгорели.
эх, тоска зеленая! а что если. товарищ интернет в помощь и находим опять же интересные всякие статейки, заметки и картинки.
Ну во-первых хочу поблагодарить форум МотоИЖ и его дружелюбных пользователей. Не одни сутки провел я листая ветки форума, читая гневные комменты, интересные посты и всякий флуд. Сейчас я попытаюсь собрать все мысли в голове в порядок и "родить" конспект всего это просвещения. Руководство к действию, так сказать.
Теория.
На мотоцикл ИЖ, а именно юпитер, возможность установить бесконтактное зажигание имеется, и нет ничего сложного.
Общая схема включения выглядит так:
Коммутатор впринципе можно любой, хотя многие ругают коммутаторы фирмы Астра в прозрачном корпусе. не знаю даже что может вывести его из строя, покупаем вот такой:
Катушка зажигания от Оки или от 406 двигателя
Далее комплект силиконовых проводов с наконечником в виде чехла и с распределенным сопротивлением. Чехол уберет извечную проблему пробоя свечи в дождь, а распределенное сопротивление избавит от необходимости подбирать колпачки.
Датчик холла для данной композиции менее всего пригоден, т.к. единственное место его установить — корпус генератора, магнитные поля от него будут периодически перемагничивать встроенный в Холл магнитик, можно конечно изготовить экранирующую пластину… ладно, об этом позже 😉
Ну еще стоит приобрести жгут проводов от Оки или Нивы.
ВСЁ! Гениально, не правда ли? тупо собрать по схеме провода и должно работать, можно ставить на мотоцикл. Но мы пойдем другим путём.
Благодаря пользователю Umka и его статьи было решено улучшить данную систему установкой оптического датчика вместо датчика Холла.
Описание из статьи Umk’и:
Датчик собран на двух микросхемах в корпусе Soic-8. Та что слева, интегральный регулятор напряжения LM317, включенный в режиме стабилизации тока (аналог КРЕН12). Ее можно было и не ставить, но так светодиод практически полностью защищен от перегорания. Да и яркость свечения от величины разряда батареи не будет меняться, а это более надежный запуск и устойчивость к «запылению». Микросхема справа – это логический компаратор. Он сравнивает два напряжения на входах (3 и 2 нога). До тех пор, пока напряжение на ножке 3 ниже чем на 2, выходной транзистор (внутри микросхемы) открыт, поэтому на выводе 7 (выход датчика) низкий уровень напряжения, поскольку большая его (напряжения) часть падает на резисторе R7. Как только напряжение на выв. 3 превысит напряжение на выв. 2, компаратор мгновенно переключится, закрыв выходной транзистор, создавая тем самым высокий уровень на выходе 7. Опорное напряжение на выв. 2 формируется делителем напряжения из резисторов R5, R6 и составляет половину напряжения питания. Напряжение на выводе 3 формируется измерительной цепью из фототранзистора и резистора R4, которые в эквиваленте составляют тот же делитель. Только величина сопротивления фототранзистора зависит от степени его освещенности, освещенность создает инфракрасный светодиод, а модулятор модулирует (прерывает) световой поток. Прошу прощения за каламбур. То есть на выходе мы имеем четкий сигнал практически прямоугольной формы на любых оборотах двигателя. Изменяя соотношение резисторов R5 – R6, или подбирая R4 можно подстроиться под любой фототранзистор и уровень освещенности (читай запыленности) датчика для достижения надежной работы. Собственно для 12В систем зажигания ничего подбирать думаю, не придется, т.к. и фототранзистор и микросхема имеют большой «запас» по уровню срабатывания. Так что забудьте о страшных историях про пыль и масло в зажигании и неработающий из-за этого оптический датчик!
Итак, идем в радиомагазин и покупаем необходимые детальки, делаем пайку на коленке навесным монтажом:
Проверяем работоспособность схемы с помощью пульта от телевизора. В нем стоит обычный ИК диод, передающий команды, эти команды мы должны заметить по мигающему светодиоду в схеме
Далее необходимо изготовить печатную плату. Для этого измеряем площадку крепления штатной системы зажигания что бы определить сколько места у нас есть и делаем бумажные заготовки.
Датчик холла (ДХ) получил обширное распространение в автопромышленности, ведь благодаря этому контролеру удалось разом решить несколько задач. Датчик холла сегодня устанавливается и на 2-колесные транспортные средства, такие как скутер.
ДХ скутера
ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год! Читать дальше»
Следует знать, что ДХ скутера представляет собой прибор, оснащенный магнитом. Взаимодействуя с ним, ДХ посылает импульс на коммутатор транспортного средства, а тот, в свою очередь, воздействует на другие элементы системы зажигания (бабину и т. д.).
На 2-колесных транспортных средствах ДХ – это просто магнитик с проводами, идущими на коммутатор. Датчик находится вот здесь, под крышкой.
По защитному каналу провод его протянут прямиком на коммутатор.
Некоторые считают — чтобы максимально точно проверить ДХ, его нужно снять. С другой стороны, на 2-колесных машинах делать это вовсе не обязательно, так как проверка мультиметром осуществима и так.
Легче всего проверить датчик холла прозвонкой. Для этого следует вооружиться мультиметром, и поставить прибор на режим прозвона.
Вот, что надо сделать конкретно:
- поставить мультиметр в режим прозвона;
- концы прибора соединить с проводами датчика холла.
Если на шкале мультиметра появятся какие-либо значения, пусть даже они будут скакать – ДХ рабочий. Если же он молчит и ничего не происходит – он неисправен.
Можно также установить прибор в режим сопротивления. И проверка будет аналогична. Если значения на шкале мультиметра будут меняться, ДХ в порядке.
Проверка с помощью мультиметра индуктивного датчика может быть проведена и так: прибор ставится в положение 2000.
Внимание. При работе с сопротивлением рекомендуется держать вблизи мануал. В нем бывает указано, какие значения должны показываться.
К примеру, что касается индуктивного датчика холла, то в мануале черным по белому прописано, что значения его должны быть равны:
- воздушный зазор – 0,4-0,5 мм;
- сопротивление – 380-570 Ом.
Воздушный зазор датчика – это расстояние от датчика до воротка, который собственно и вращается.
После подготовки мультиметра:
- концы датчика со штепселем вынимаются из коммутатора;
- щупы прибора вставляются в штепсель.
Если значения мультиметра в пределах 380-570 Ом, датчик холла считается рабочим.
Как устроена система зажигания скутера
Система зажигания скутера – это один из важнейших компонентов средства передвижения. Если она выходит из строя, то доехать до места назначения без ремонта можно только на буксире, ведь мотор никак не заведется без ценной искры.
Во всех мотодвигателях задача системы зажигания одна – зажечь смесь горючего в цилиндрах. Поджигание смеси происходит за счет искры от свечи.
Состоит система зажигания скутера и других мотосредств из следующих компонентов.
- Ключ зажигания (Ignition switch).
- Свеча (Spark plug).
- Высоковольтные провода.
- Катушка или бабина (Ignition Coul).
- Генератор (Generator).
- Датчик холла (Sensor).
- Выпрямитель (Rectifler).
- Блок управления или коммутатор (CDI).
Контакты, клеммники и штекеры тоже входят в систему зажигания скутера.
Генератор вырабатывает электроэнергию, но она переменная, а не постоянная. Выпрямитель энергию генератора нормализует и раздает в систему.
Генератор соединен напрямую с выпрямителем, замком зажигания и АКБ (аккумуляторной батареей).
Замок зажигания соединен также с коммутатором и катушкой.
Бабина — со свечой и генератором.
Таким образом, получается круговая схема, в которой элементы зажигания поддерживаются между собой.
- От свечи зажигания до бабины идет главный высоковольтный провод.
- Бабина всегда должна быть расположена в радиусе 40 см от двигателя и на расстоянии 30 см от свечи.
- Коммутатор – это черная коробочка с белыми колодками проводов. Может располагаться как в передней части скутера, так и в задней.
- От выпрямителя идут несколько проводов, как правило, 7. Как и коммутатор, он может располагаться как впереди, так и сзади.
- Индукционный датчик на скутерах располагается так, что при вращении генератора, он задействуется. Представить себе это можно так: на колесе генератора имеется прилив, который при вращении входит с прорезью датчика в контакт.
- Как только датчик холла входит в контакт, он подает сигнал на коммутатор. Последний в обычном режиме бывает закрыт, после получения команды от ДХ открывается.
- Через коммутатор заряженный конденсатор подает напряжение прямиком на катушку. Последняя оснащена 2-я выводами: на землю и на коммутатор.
- У бабины имеются 2 обмотки. На первичную обмотку намотано мало витков, на вторичную – много. Таким образом, как в любом трансформаторе, здесь образуется высокое напряжение, передающееся на свечу.
- На свечу поступает порядка 20 Квт.
Если пропала искра на скутере
Итак, зная о работе системы зажигания, можно легко определить слабое звено. Например, если пропала искра в системе, скутер остановился и не едет дальше, путем логических вычислений можно найти причину, которая частенько связана бывает именно с датчиком холла.
Как и в автомобильных системах, проверку следует всегда начинать со свечи (свечей). Она выкручивается и подвергается осмотру:
- чересчур белый электрод свечи говорит о перегреве;
- желтый – о перебоях в зажигании;
- черный – об обогащенной топливной смеси.
Процесс проверки можно значительно облегчить, если иметь под рукой резервную и исправную свечу. Она вставляется на место старой, и проверяется наличие искры в зазоре свечи. Делается это путем легкого прикосновения свечой, вдетой в провод, к массе и одновременного запуска двигателя.
Внимание. Работать следует обязательно в защитных перчатках, так как 20 квт тока – это не шутки. Прикасаться к кузову (массе) или свече в этот момент голыми руками запрещается.
Поиски продолжаются, если на свече не появляется искра. Другими словами, высокое напряжение от бабины в свечу не поступает. Под сомнение попадает бронепровод и собственно, сама бабина.
Рекомендуется проверять бронепровод на концах его, в местах соединения со свечой и бабиной. Выводы катушки рекомендуется «оживить» (если она рабочая) путем снятия и вдевания проводов массы и плюса.
Следующий элемент системы зажигания, подвергаемый проверке – коммутатор. Крепится на скутерах он благодаря резинке, так что снять его будет несложно. На коммутатор скутера идет 5 (6) проводов: 2/3 на одну колодку и 3 – на другую.
Датчик подвергается осмотру в том случае, если в порядке свеча, бабина и коммутатор. К ДХ идет один провод от коммутатора напрямик, минуя другие элементы системы. Располагается датчик возле генератора. Подробнее о том, как проверять его, написано выше.
Замена датчика (ДХ) на скутере
Замена индуктивного датчика на скутере производится следующим образом:
- провода мотоцикла, предназначенные для соединения датчика холла, очищаются ножиком;
- провода нового датчика соединяются;
- проверяется свеча, есть ли искра.
Все в порядке? Можно заводить любимый скутер и вперед.
Предлагаем в конце статьи посмотреть интересное видео на тему «Если не заводится скутер»
Забудьте о штрафах с камер! Абсолютно легальная новинка — Глушилка камер ГИБДД, скрывает ваши номера от камер, которые стоят по всем городам. Подробнее по ссылке.
- Абсолютно легально (статья 12.2);
- Скрывает от фото-видеофиксации;
- Подходит для всех автомобилей;
- Работает через разъем прикуривателя;
- Не вызывает помех в радиоприемнике и сотовых телефонах.
Для начала хотелось бы внести небольшой вклад в повышение технической грамотности некоторых не особо отягощенных интеллектом деятелей. Подавляющее большинство из которых называет магнитоиндукционный датчик генератора с какого-то перепугу — «датчиком холла». И что самое смешное — торгаши туда же… Как не зайдешь в магазин: на этикетке с датчиками так и написано: «датчик холла». Вот откуда это берется. Ладно торгаши, о них говорить нечего — тяжелый случай… А вы?
Теория
Когда-то давным давно в батарейных системах зажигания применялись механические прерыватели (контакты). В нужный момент они размыкали цепь в первичной обмотке катушки зажигания — ток пропадал, возникал эффект магнитной индукции и во вторичной обмотке катушки зажигания наводилось высокое напряжение, которое поступало к свече зажигания. И далее в виде искрового разряда проскакивало между электродами свечи образую всем вам хорошо знакомую искру.
В современных системах зажигания, таких как CDI, а именно о ней пойдет речь — принцип формирования искрового разряда остался практически тот же. За исключением способа управления моментом искрообразования.
Датчик
Вместо механических контактов в систему зажигания CDI внедрили электронный датчик, который в нужный момент подает небольшой импульс на тиристор коммутатора (там он работает в режиме электронного ключа, по сути это и есть нечто иное как прерыватель только электронный, а не механический как раньше) — тиристор открывается и ток с конденсатора коммутатора поступает на катушку зажигания. А дальше, происходит почти тоже самое, что и в старых контактных системах зажигания.
А это специальный магнит на роторе генератора, который определяет момент проскакивания искры между электродами свечи зажигания. При прохождении этого магнита мимо датчика в нем наводится импульс
Проверка
Проверить датчик можно не снимая генератора с двигателя и даже не зная где он находится. Нам нужно всего лишь найти разъем, которым датчик подключается к бортовой сети скутера и проверить — выдает ли датчик импульс или нет.
Заходим на правую сторону скутера, обследуем двигатель на предмет выхода из него толстого пучка проводов, двигаемся по проводам до разъема, которым он стыкуется с бортовой сетью — ищем в пучке бело-голубой провод идущий от двигателя и отключаем его от клеммы
Переводим тестер в режим измерения переменного тока на диапазон 2V или, если в вашем тестере есть такая возможность на 200mV. Одним щупом касаемся любой металлической части скутера или двигателя, другим щупом — провода датчика. Крутим двигатель стартером и смотрим на дисплей:
- Если на дисплее забегали циферки значит датчик генерирует импульс и с ним все в порядке
- Если на экране останутся нули значит датчик неисправен или оборвался провод
В диапазоне измерения 2V исправный датчик доложен выдать примерно такие значения
В диапазоне 200mV такие
Если датчик ничего не выдает — проверяем его на обрыв:
Переводим тестер в режим звуковой «прозвонки» — одним щупом касаемся массы, вторым — провода датчика: исправный датчик в режиме «прозвонки» должен выдать примерно такие значения
Если на дисплее будут одни нули значит оборвался провод или навернулся датчик. В любом случае нужно снимать генератор и смотреть датчик. А там будет видно: если провод целый — значит 100% навернулся датчик.
Что такое датчик холла в мотоцикле
Датчик Холла имеет широкое распространение в автомобильной промышленности для измерения угла положения распредвала и коленовала. Он оповещает водителя о моменте искрообразования.
Что такое датчик Холла?
Этот датчик основан на эффекте Холла или холловском напряжении, заключающемся в том, что при перемещении в магнитное поле проводника с постоянным током он порождает поперечную разность потенциалов.
Это электромагнитное явление названо в честь открывшего его в 1879 году балтиморского ученого Эдвина Холла. Холл обнаружил возникновение поперечной разности потенциалов на тонких золотых пластинках, однако применение его открытия на практике стало возможным лишь спустя 75 лет, в эпоху активного развития производства полупроводниковых пленок. Свое применение эффект Холла нашел в одноименном датчике, используемом в автомобилях и скутерах для улавливания разности потенциалов на сторонах пластины, то есть в качестве измерителя магнитного поля.
В наше время выделяют два основных вида датчиков Холла:
- Цифровые, определяющие присутствие электромагнитного поля.
- Аналоговые, преобразующие индукцию поля в напряжение.
- постоянный магнит;
- лопасть ротора;
- магнитопроводы;
- пластмассовый корпус;
- микросхема;
- выходы.
Плюсы и минусы датчика Холла
Достоинства:
- Миниатюрность;
- Не вызывает смещения момента измерения при измерении оборотов двигателя;
- Обладает постоянной величиной.
Наряду с достоинствами существуют и объективные недостатки. Датчик Холла содержит микросхему, а потому может быть чувствительным к помехам электромагнитного поля.
Кроме того, при покупке датчика с рук или через Интернет велика вероятность того, что устройство окажется неточным.
Что делает датчик Холла в скутере
Измерение напряженности в магнитном поле необходимо в различных двигателях. Обычно датчик Холла используется при работе с системой зажигания в автомобиле или скутере. Преимущество использования именно этого устройства заключается в бесконтактном воздействии. Его можно применять к измерителям уровня жидкости, к измерению силы тока, при управлении двигателями и при чтении магнитных кодов. Датчик Холла полностью вытеснил герконы, механически замыкающие и размыкающие электрическую цепь при должном изменении напряженности магнитного поля;
В скутере датчик Холла может быть элементом датчика зажигания двигателя. Иногда он служит для слежения за током нагрузки и отключения в случае чрезмерной подачи тока, поскольку прибор может сломаться, если будет испытывать резкие скачки напряжения. Благодаря отсутствию контактов и невозможности загрязнения датчик Холла идеален для скутера.
Как заменить датчик?
Неисправность датчика Холла в скутере диагностируется с помощью тестера. При нормальной работе датчика показатель должен быть выше о,4 В.
Если Ваш измеритель неисправен, его необходимо заменить. Это делается следующим образом:
Датчик Холла принцип работы и его типы
Для того чтобы понять, что такое датчик Холла нужно сначала разобраться какие физические свойства он использует. Этот датчик использует внешние магнитные поля и их воздействием на проводники или полупроводники.
В них используется принцип Холла, который заключается в том, что если по проводнику или полупроводнику протекает ток в одном направлении и он проходит перпендикулярно магнитному полю, то можно измерить напряжение, проходящее под прямым углом к движению тока.
В 19 веке американский физик Эдвин Холл проводил эксперименты с пластиной золота через которую он пропускал электрический ток. Когда он поднес к пластине постоянный магнит, то обнаружил на гранях перпендикулярных протеканию тока разность потенциалов т.е. напряжение. В честь этого ученого и назвали этот эффект.
Датчик Холла является магнитным датчиком т.е. устройством, генерирующим электрические сигналы пропорциональные магнитному полю, которое к нему приложено. Далее сигнал может усиливаться и преобразовываться для дальнейшей обработки.
клещи для измерения тока
Самым простым примером применения эффекта Холла могут служить токоизмерительные клещи, которые применяются для бесконтактного определения силы тока, протекающего по проводнику.
Какие бывают типы датчиков Холла
Датчики Холла подразделяются на два типа:
- Аналоговые датчики Холла
В этом типе датчиков использовано преобразование магнитной индукции напрямую в напряжение. Свое применение аналоговые датчики нашли в измерительных технических устройствах. Это, например, датчики тока, датчики вибрации, датчики угла поворота. - Цифровые датчики Холла
Цифровой датчик Холла имеет всего два положения, которые показывают наличие или отсутствие магнитного поля. Практически это аналог геркона, но если в герконе присутствует механический контакт, то цифровой датчик Холла бесконтактный.
Подразделяются такие датчики на три вида:
- Униполярный – когда сила магнитного поля достигает определенной величины датчик срабатывает. Такие датчики откликаются только на один полюс. Если к датчику поднести магнит другим полюсом, то датчик на него не реагирует. Когда сила магнитного поля снижается датчик возвращается в исходное положение.
- Биполярный – в этом случае имеет значение полярность магнитного поля. Один полюс включает датчик, другой полюс выключает.
- Омниполярный датчик Холла – реагирует на любой магнитный полюс. Т.е. любой полюс может включать и выключать датчик. Это может быть, как южный, так и северный полюс.
Как правило цифровой датчик Холла имеет три вывода и внешне похож на транзистор.
сенсор Холла с выводами
На два вывода датчика подается питание, которое может быть, как однополярным, так и двуполярным. Третий вывод сигнальный. Такой тип датчиков часто применяется в бесконтактных системах зажигания, как датчик скорости в автомобилях и т.д.
Применение датчиков Холла
Разберем более подробно области применения датчиков Холла.
- В смартфонах датчик Холла используется в комплекте с магнитным чехлом. Он позволяет определить чехол открыт или закрыт. Если чехол открыт, то смартфон включается, если открыт, то выключается. Также преобразователь Холла ориентирует телефон по горизонту земли и помогает работе компаса. На мобильных телефонах-раскладушках также применяется датчик Холла для определения телефон находится в открытом или закрытом положении.
- В ноутбуках также датчик используется для определения открыта крышка или нет. Сам датчик Холла установлен на материнской плате. На крышке ноутбука установлен магнит. Закрываем крышку – экран гаснет.
- В стиральных машинах стоит таходачик для подсчета количества оборотов мотора. Электронная система стиральной машинки на основе показаний датчика принимает решение нарастить или уменьшить скорость оборотов и какое количество оборотов нужно для выбранного режима.
- В автомобилях часто используется эффект Холла в системах зажигания. Находится датчик в трамблере и заменяет собой контактор. Он определяет в какой момент появляется искра и передает данные в блок электроники. Могут применяться униполярные или биполярные данные. Момент создания искры и количество импульсов определяется бесконтактно и теоретически датчики могут работать неограниченное время.
- В системах сигнализации в бесконтактных выключателях.
- В системах контроля и управления доступом (СКУД) для чтения магнитных кодов
- В системах определения уровня жидкости.
- Для проверки наличия скрытой проводки.
- Для измерения силы тока.
- В робототехнических наборах для изучения эффекта Холла. Это позволяет наглядно показать, как используются магнитные поля в датчиках.
То есть датчики Холла применяются в технических областях там, где требуется бесконтактный способ считывания информации. Недостатком датчиков Холла является их зависимость от электрических помех в электроцепях и как следствие снижение надежности. Но при создании электронных устройств такие факторы учитываются и позволяют снизить эти негативные воздействия.
Датчики Холла: принцип работы, типы, применение, как проверить
Электромагнитное устройство, именуемое датчиком Холла (далее ДХ), применяется во многих приборах и механизмах. Но наибольшее применение ему нашлось в автомобилестроении. Практически во всех моделях отечественного автопрома (ВАЗ 2106, 2107, 2108 и т.д.) бесконтактная система зажигания для бензинового двигателя управляется этим датчиком. Соответственно, при его выходе из строя возникают серьезные проблемы с работой двигателя. Чтобы не ошибиться при диагностике, необходимо понимать принцип работы датчика, знать его конструкцию и методы тестирования.
Кратко о принципе работы
В основу принципа действия датчика зажигания положен эффект Холла, получивший свое название в честь американского физика, открывшего это явление в 1879 году. Подав постоянное напряжение на края прямоугольной пластины (А и В на рис. 1) и поместив ее в магнитное поле, Эдвин Холл обнаружил разность потенциалов на двух других краях (С и D).
Рис .1. Демонстрация эффекта Холла
В соответствии с законами электродинамики, сила Лоренца воздействует на носители заряда, что и приводит к разности потенциалов. Величина напряжения Uхолла довольно мала, в пределах от 10 мкВ до 100 мВ, она зависит как от силы тока, так и напряженности электромагнитного поля.
До середины прошлого века открытие не находило серьезного технического применения, пока не было налажено производство полупроводниковых элементов на основе кремния, сверхчистого германия, арсенида индия и т.д., обладающих необходимыми свойствами. Это открыло возможности для производства малогабаритных датчиков, позволяющих измерять как напряженность поля, так и силу тока, идущего по проводнику.
Типы и сфера применения
Несмотря на разнообразие элементов, применяющих эффект Холла, условно их можно разделить на два вида:
- Аналоговые, использующие принцип преобразования магнитной индукции в напряжение. То есть, полярность, и величина напряжения напрямую зависят от характеристик магнитного поля. На текущий момент этот тип приборов, в основном, применяется в измерительной технике (например, в качестве, датчиков тока, вибрации, угла поворота). Датчики тока, использующие эффект Холла, могут измерять как переменный, так и постоянный ток
- Цифровые. В отличие от предыдущего типа датчик имеет всего два устойчивых положения, сигнализирующих о наличии или отсутствии магнитного поля. То есть, срабатывание происходит в том случае, когда интенсивность магнитного поля достигла определенной величины. Именно этот тип устройств применяется в автомобильной технике в качестве датчика скорости, фазы, положения распределительного, а также коленчатого вала и т.д.
Следует отметить, что цифровой тип включает в себя следующие подвиды:
- униполярный – срабатывание происходит при определенной силе поля, и после ее снижения датчик переходит в изначальное состояние;
- биполярный – данный тип реагирует на полярность магнитного поля, то есть один полюс производит включение прибора, а противоположный – выключение.
Как правило, большинство датчиков представляет собой компонент с тремя выводами, на два из которых подается двух- или однополярное питание, а третий является сигнальным.
Пример использования аналогового элемента
Рассмотрим в качестве примера конструкцию датчика тока ы основе работы которого используется эффект Холла.
Упрощенная схема датчика тока на основе эффекта Холла
Обозначения:
- А – проводник.
- В – незамкнутое магнитопроводное кольцо.
- С – аналоговый датчик Холла.
- D – усилитель сигнала.
Принцип работы такого устройства довольно прост: ток, проходящий по проводнику, создает электромагнитное поле, датчик измеряет его величину и полярность и выдает пропорциональное напряжение UДТ, которое поступает на усилитель и далее на индикатор.
https://www.youtube.com/watch?v=fmLs9WsKx3I
Назначение ДХ в системе зажигания автомобиля
Разобравшись с принципом действия элемента Холла, рассмотрим, как используется данный датчик в системе бесконтактного зажигания линейки автомобилей ВАЗ. Для этого обратимся к рисунку 5.
Рис. 5. Принцип устройства СБЗ
Обозначения:
- А – датчик.
- B – магнит.
- С – пластина из магнитопроводящего материала (количество выступов соответствует числу цилиндров).
Алгоритм работы такой схемы выгладит следующим образом:
- При вращении вала прерывателя-распределителя (движущемуся синхронно коленвалу) один из выступов магнитопроводящей пластины занимает позицию между датчиком и магнитом.
- В результате этого действия изменяется напряженность магнитного поля, что вызывает срабатывание ДХ. Он посылает электрический импульс коммутатору, управляющему катушкой зажигания.
- В Катушке генерируется напряжение, необходимое для формирования искры.
Казалось бы, ничего сложного, но искра должна появиться именно в определенный момент. Если она сформируется раньше или позже, это вызовет сбой в работе двигателя, вплоть до его полной остановки.
Внешний вид датчика Холла для СБЗ ВАЗ 2110
Проявление неисправности и возможные причины
Нарушения в работе ДХ можно обнаружить по следующим косвенным признакам:
- Происходит резкое увеличение потребления топлива. Это связано с тем, что впрыск топливно-воздушной смеси производится более одного раза за один цикл вращения коленвала.
- Проявление нестабильной работы двигателя. Автомобиль может начать «дергаться», происходит резкое замедление. В некоторых случаях не удается развить скорость более 50-60 км.ч. Двигатель «глохнет» в процессе работы.
- Иногда выход из строя датчика может привести к фиксации коробки передач, без возможности ее переключения (в некоторых моделях импортных авто). Для исправления ситуации требуется перезапуск мотора. При регулярных подобных случаях можно уверенно констатировать выход из строят ДП.
- Нередко поломка может проявиться в виде исчезновения искры зажигания, что, соответственно, повлечет за собой невозможность запуска мотора.
- В системе самодиагностики могут наблюдаться регулярные сбои, например, загореться индикатор проверки двигателя, когда он на холостом ходу, а при повышении оборотов лампочка гаснет.
Совсем не обязательно, что перечисленные факторы вызваны выходом из строя ДП. Высока вероятность того, неисправность вызвана другими причинами, а именно:
- попаданием мусора или других посторонних предметов на корпус ДП;
- произошел обрыв сигнального провода;
- в разъем ДП попала вода;
- сигнальный провод замкнулся с «массой» или бортовой сетью;
- порвалась экранирующая оболочка на всем жгуте или отдельных проводах;
- повреждение проводов, подающих питание к ДП;
- перепутана полярность напряжения, поступающего на датчик;
- проблемы с высоковольтной цепью системы зажигания;
- проблемы с блоком управления;
- неправильно выставлен зазор между ДП и магнитопроводящей пластиной;
- возможно, причина кроется в высокой амплитуде торцевого биения шестеренки распределительного вала.
Как проверить работоспособность датчика Холла?
Есть разные способы, позволяющие проверить исправность датчика СБЗ, кратко расскажем о них:
- Имитируем наличие ДХ. Это наиболее простой способ, позволяющий быстро провести проверку. Но его эффективности может идти речь только в том случае, если не формируется искра при наличии питания на основных узлах системы. Для тестирования следует выполнить следующие действия:
- отключаем от трамблера трехпроводной штекер;
- запускаем систему зажигания и одновременно с этим «коротим» проводом массу и сигнал с датчика (контакты 3 и 2, соответственно). При наличии искры на катушке зажигания, можно констатировать, что датчик СБЗ потерял работоспособность и ему необходима замена.
Обратим внимание, что для выявления искрообразования высоковольтный проводок должен находиться рядом с массой.
- Применение мультиметра для проверки. Это способ наиболее известный, и приводится в руководстве к автомобилю. Нужно подключить щупы прибора, как продемонстрировано на рисунке 7, и произвести замеры напряжения.
На исправном датчике напряжение будет колебаться в диапазоне от 0,4 до 11 вольт (не забудьте перевести мультиметр в режим измерения постоянного тока). Следует заметить, что проверка осциллографом будет намного эффективней. Подключается он таким же образом, как и мультиметр. Пример осциллограммы рабочего ДХ приведен ниже.
- Установка заведомо рабочего ДХ. Если в наличии имеется еще один однотипный датчик, или имеется возможность взять его на время, то данный вариант тоже имеет место на существование, особенно если первые два сделать затруднительно.
Ест еще один вариант проверки, по принципу напоминающий второй способ. Он может быть полезен, если под рукой нет измерительных приборов. Для тестирования понадобиться резистор номиналом 1,0 кОм, светодиод, например, из фонарика зажигалки и несколько проводков. Из всего этого набора собираем прибор в соответствии с рисунком 9.