Главная » Своими руками » Датчик холла принцип работы схема

Датчик холла принцип работы схема


Датчик Холла – принцип работы, схема подключения, эксплуатация + видео

Среди элементов радиоэлектроники, автоматики, а также измерительной техники, датчик Холла, принцип работы которого основан на одноименном эффекте, занимает особое место. Смысл упомянутого эффекта заключается в том, что при помещении проводника в магнитное поле появляется электродвижущая сила (ЭДС), направление которой будет перпендикулярным полю и току. Как же это используется в автомобиле?

Датчик Холла – принцип работы и назначение

В современных условиях происходит постоянное технологическое развитие датчиков Холла. Они отличаются надежностью, точностью и постоянством данных. Широкое распространение эти приборы получили в автомобилях и других транспортных средствах. Они обладают повышенной устойчивостью к агрессивным внешним воздействиям. Датчики Холла являются составной частью многих устройств, с помощью которых контролируется определенное состояние техники.

Во многих случаях этот прибор размещается в трамблере и отвечает за образование искры, то есть он используется вместо контактов. Нередко данный прибор применяется для слежения за током нагрузки. С его помощью производится отключение при возникновении токовых перегрузок. В случае перегревания датчика происходит срабатывание температурной защиты. Резкое изменение напряжения может иметь для устройства тяжелые последствия. Поэтому в последних моделях устанавливается внутренний диод, препятствующий обратному включению напряжения.

Датчик Холла до настоящего времени не смог заменить обычные механические переключатели. Однако в любом случае он имеет ряд значительных преимуществ. Основными из них являются отсутствие контактов, загрязнений, а также механических нагрузок. Поэтому часто можно встретить датчик Холла на скутере, применяемый в качестве составной части датчика зажигания.

Датчик Холла – схема подключения и «физика» процесса

Классическое устройство датчика Холла на практике – тонкий полупроводниковый листовой материал. При прохождении через него постоянного тока на краях листа образуется сравнительно невысокое напряжение. Если под прямым углом поперек пластинки проходит магнитное поле, то на краях листа происходит усиление напряжения, которое находится в прямо пропорциональной зависимости с магнитной индукцией. Датчик Холла является одной из разновидностей датчиков импульсов, создающих электрические импульсы с низким напряжением. Благодаря своим качествам, этот элемент широко применяется в бесконтактных системах зажигания.

Мы рассмотрели, какой имеет датчик Холла принцип работы, схема его пока что нам не ясна. Она включает в свой набор постоянный магнит, полупроводниковую пластину с микросхемой и стальной экран, имеющий прорези. Стальной экран через прорези осуществляет пропуск магнитного поля, благодаря чему в пластине из полупроводников начинает возникать напряжение. Сам экран не пропускает магнитного поля, поэтому, когда прорези и экран чередуются, происходит создание импульсов низкого напряжения.

При конструктивном объединении этого датчика с распределителем получается единое устройство – трамблер, выполняющий функции прерывателя-распределителя зажигания.

Датчик Холла и особенности эксплуатации

Когда в конструкции авто активно эксплуатируется датчик Холла, схема подключения его требует регулярных проверок и профилактического обслуживания. Главное еще и не навредить во время таких проверок, поэтому отсоединение разъема кабеля от датчика должно в обязательном порядке производиться при выключенном зажигании. Иначе элемент может просто выйти из строя, ремонтировать его нет смысла, потребуется замена.

Проверить правильность схемы можно следующим образом: при вращении коленчатого вала и, соответственно, вала распределителя должен попеременно загораться и гаснуть контрольный светодиод, указывающий на наличие сигнала. Запрещается проверять датчик с помощью обычной контрольной лампы. Особое внимание во время работы устройства следует обращать на чистоту и надежность в разъеме и контакте штекеров. Необходимо помнить, что датчик Холла нельзя использовать в обычной системе зажигания.

carnovato.ru

Датчик холла принцип работы: устройство и схема

Как работает датчик холла

В первую очередь датчик холла или ДХ является магнитоэлектрическим устройством, действие которого фундировано на физическом явлении. Последнее было открыто великим западным ученым еще в далеком 1879 году.

Общий принцип

Гениальность открытия заключалось в электромагнитном поле. Поставив в него металлический полупроводник, он заметил, что на противоположных торцах пластины возникает напряжение тока, способное достигать нескольких сот милливольт.

Как утверждают эксперты, ДХ устройства имеют фрикативную схему или принцип. Что это значит?

Полупроводниковый материал расположен на одной из сторон отверстия, а постоянный магнит – с другой. При прохождении импульса тока в магнитном поле, на пластину воздействует сила.

Щель или зазор между пластиной и магнитом – это экран, задача которого замыкать силовые линии. Когда экран или шторка убирается, снимается и воздействие. Когда шторка в зазоре устройства – возникает сила, линии замыкаются.

Внимание. Экран – ничто иное, как лопасть ротора. При прохождении шторки через щель на выходе появляется напряжение.

Благодаря эффекту ДХ прибор удается применять в виде контроллера в устройствах без механических контактов. В автомобильной промышленности – это современная бесконтактная система зажигания (БСЗ). Именно ДХ в данном случае увеличивает ресурс функционирования этой системы.

Расшифровка или принцип современной БСЗ выглядит так:

  1. Катушка зажигания соединена через замок с АКБ и коммутатором. От нее же идет сигнал тока на свечи зажигания (на старых системах через распределитель).
  2. Коммутатор соединен с ДХ через разъем и тахометром.

Вообще, ДХ в зажигании эффективно управляет ходом искрообразования за счет того, что интегрирован около распределительного вала, где соответственно стоит магнитопроводящая пластина. Она наделена таким же количеством вертящихся элементов, сколько у ДВС цилиндров.

Принцип работы регулятора холла

При вращении роторного интерцептора возле ДХ с полученным напряжением, образуется «холловый» импульс. Подаваясь на коммутатор с ДХ, он снимается и идет в свою очередь на катушку зажигания, где и преобразуется в высоковольтное напряжение.

Разновидности ДХ

Известны на сегодня два основных вида ДХ устройств: датчики с цифровым действием и датчики с обычным.

ДХ обычного типа являются контроллерами, изменяющими индукцию магнитного поля. Значение, которое показывает этот ДХ, зависит полностью от двухполюсности и воздействия магнитоактивного поля.

Разновидности датчика холла

Напротив, цифровой ДХ не подразумевает магнитного поля. Принцип его функционирования основан на чередовании полюса и минуса импульсного напряжения. Несмотря на современный вид, цифровой ДХ имеет большой недостаток – низкую чувствительность.

Сегодня ДХ устройства нашли широкое применение в различных сферах человеческой деятельности. Авиация, электрика, машиностроение – это только начало. Причинами такой популярности ДХ называют высокие показатели надежности и точность показаний, который способен выдавать этот контроллер. И безусловно, низкая его стоимость.

В автомобильной промышленности использование ДХ оправдано тем, что такие датчики невероятно устойчивы к резким изменениям температур и вибраций мотора.

Внимание. ДХ применяется в современных автомашинах для контроля за положением и перемещением компонентов различных систем. Например, в системе зажигания – за контролем вращения распредвала и своевременной подачи импульса в коммутатор.

ДХ применяется в автомобиле также и как скоростной регулятор или как навигатор движения. В этом случае ценным становится его умение определяться по полюсам.

Вообще, так называемое «холловское» напряжение давно и успешно эксплуатируется в автомобилестроении и в механизмах с сервоприводами. Это идеальный прибор для определения углов и положений валов, а на автомобилях старой конструкции – для определения момента искрообразования.

Датчик холла систем зажигания автомобиля

Суть функционирования ДХ сводится к тому, что при подаче напряжения на две клеммы полупроводника, на двух противоположных возникает импульс, который расценивается получателем, как толчок к дальнейшим действиям.

Ученые всего мира совершенствуют ДХ. Уже сегодня удается расширить область применения этого прибора, ведь создаются различные классы датчиков холла.

Преимущества ДХ

Абсолютная работоспособность при малых размерах – это называют преимуществом ДХ. И действительно, устройство крохотного размера невероятно компактно, и его удается поместить в любом месте ДВС или другого автомобильного механизма.

Датчик холла моделирование

Помимо этого, ДХ стабилен в функционировании, не изменяет точность показаний при любых вращениях распредвала. Он корректно реагирует на любые изменения – таков его принцип. И стабильность ДХ проявляется не только в работе, но и в стабильности характеристик сигнала.

Безусловно, ДХ имеет и свои недостатки, на первое место среди которых выходит его чувствительность. Однако имеются и другие. Рассмотрим их подробнее.

Интеграция и проверка

ДХ наделен всего 3-я выводами, один из которых нулевой (минусовой). Первый и второй выводы соответственно связаны с питанием и импульсом. Другими словами, один из выводов служит для питания, а через другой – идет сигнал на коммутатор.

Проверка работы ДХ не столь сложна, как может показаться на первый взгляд. Если заметен затрудненный пуск двигателя или нестабильность его работы, сомнения мгновенно падают на датчик холла.

Проверка и замена датчика холла

Диагностика ДХ не требует применения каких-либо сложных осциллографов, хотя по теории так и должно быть. В данном случае достаточно будет замкнуть 3-й и 6-й выводы колодки трамблера. Если при этом возникнет искра, то датчик изжил себя и требуется его обновление.

Замена тоже не вызовет особых сложностей, с этим делом можно справиться всего за 10 минут. Однако лучше тщательнее проверить установленный датчик, так как причиной некорректной работы зажигания может выступить другой элемент.

Если никаких сомнений в поломке ДХ не остается, надо будет разобрать трамблер. ДХ расположен внизу распределителя, и чтобы его снять, придется разобрать немало механизмов и мелких элементов.

Научитесь следить за простыми компонентами своего авто. Это поможет избежать неприятных сюрпризов на дороге. Будьте внимательны!

Как платить за БЕНЗИН В ДВА РАЗА МЕНЬШЕ Но есть 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! Подробнее об этом по ссылке.

ozapuske.ru

Как проверить датчики Холла ВАЗ 2109, 2108, 2107, 2110 и других моделей

Любое транспортное средство нуждается в специальных контроллерах и приборах, отображающих информацию о реальном состоянии автомобиля.

Предлагаем рассмотреть, датчики Холла, установленные в таких автомобилях как: ВАЗ 2108, ВАЗ 2107, 2106, 2110 и других, принцип работы, их устройство и характеристики.

Датчик на эффекте Холла в ВАЗ 2109 и прочих авто – это прибор, который изменяет напряжение на своем выходе в ответ на перемены в магнитном поле, его неисправность может остановить инжектор. Эффект Холла используется для коммутации сигнальных контактов, позиционирования, определения скорости и передачи текущих командных сигналов.

Фото — Датчик холла

В своей простейшей форме датчик Холла работает как аналоговый преобразователь, непосредственно коммутируя питание в системе зажигания. Возможно использование отдельных групп датчиков, которые выводятся в сторону от магнитов.

Как правило, этот прибор смонтирован вместе с сердечником и постоянным магнитом, который действует на полупроводниковый кристалл.

В некоторых машинах датчики Холла работают в сочетании со схемой, которая позволяет устройству функционировать в цифровом режиме (ON / OFF) защиты. К примеру, в автомобилях AUDI, Volkswagen Golf и Passat, BMW, BYD Flyer, Suzuki, Opel, и в таком контексте он может называться «распределитель» или «переключатель».

Данная деталь встречается в промышленных устройствах, к примеру, в пневматическом цилиндре, некоторых компьютерных приводах, системах наблюдения, БЗС мотоциклов Юпитер, ЯВА, Урал, ИЖ, Планета. Если при работе с компьютером требуется точность и надежность, его используют в клавиатурах, джойстиках.

Фото — Система зажигания автомобиля

Достоинства использования датчика Холла:

  1. На его основе разрабатываются тахометры и спидометры;
  2. Он позволяет увеличить производительность двигателя;
  3. Повышает безопасность автомобиля на дороге.

Датчики Холла обычно используются для контроля скорости вращения передаточных колес и валов, например, для обеспечения быстрого запуска двигателя внутреннего сгорания, тахометра и антиблокировочной тормозной системы. Они используются в бесщеточных электродвигателях постоянного тока для определения положения постоянного магнита.

На фото датчика можно увидеть колесо с двумя равнорасположенными магнитами, этот механизм широко используется для регулирования скорости дисковых накопителей.

Фото — Разобранный датчик холла

Видео: логический датчик Холла

Для того чтобы узнать, как работает датчик, необходимо изучить его конструкцию. Схема устройства достаточно простая, она может немного изменяться в зависимости от того, за что отвечает электронное устройство, где он установлен.

Цифровой датчик Холла содержит сложное соединение из полупроводникового кристалла, например антимонида индия, установленного на алюминиевой подложке и вмонтированный непосредственно в чувствительной части датчика. Плоскости кристалла прямо перпендикулярны к рабочей части датчика. Соединительные проводники от кристалла крепятся через ручку к электронной схеме, которая отвечает за замыкания выходных контактов.

Фото — Бесконтактная система зажигания с датчиком холла

Полупроводник расположен к магниту таким образом, что магнитные силовые линии проходят под прямым углом через кристалл датчика, вследствии чего появляется магнитная индукция определенной величины. Ток проходит через кристалл, который, при помещении в магнитное поле создает ЭДС на перпендикурярных сторонах полупроводника, которая поступает в схему.

Эффект Холла наблюдается, когда проводник проходит через однородное магнитное поле. Единичные дрейфующие электроны являются носителями заряда и приводят магнитное поле в действие, чтобы применить силу Лоренца (сила, действующая на заряженную частицу в электромагнитном поле) непосредственно к данным носителям. Результатом является то, что рассматривается в качестве разделения зарядов, с накоплением либо положительных, либо отрицательных зарядов на нижней или верхней части полупроводника. Корпус датчика выполнен из неметаллического материала, поэтому воздействует на поле очень мягко, не раздражая магнитных волн.

Фото — Виды датчиков

Такое бесконтактное устройство может быть использовано для измерения магнитного поля Земли. Для включения этой системы и достижения результатов, исследование должно быть проведено так, чтобы силовые линии Земли проходили непосредственно через датчик. Затем силовые линии Земли, поворачиваясь с высокой скоростью, проходят через датчик в противоположном направлении. Фиксируется изменение плотности потока заряженных в два раза. Предварительно датчик должен быть откалиброван с известной величиной напряженности магнитного поля. Для соленоида зонд располагайте в центре.

Датчики на эффекте Холла может потребовать аналоговые схемы, которые будут сопряжены с микропроцессорами. Эти интерфейсные приборы могут включать входную диагностику, защиту от замыкания на переходных режимах и обнаружение короткого замыкания или разрыва цепи. Они также могут контролировать ток самого датчика Холла.

Фото — Схема сигнализации с датчиком холла

Принцип работы датчика Холла очень прост, как и конструкция.

Когда заряженные частицы проходят через магнитное поле, на них действуют определенные силы, и они отклоняются от своей прямолинейной траектории. Этот сгусток заряженных частиц относится к электронам, проходящим через проводник. Когда электротоковый передатчик находится в магнитном поле, прямо перпендикулярном к траектории электронов, заряженные частички отклоняются от ее прямолинейной траектории. Таким образом, одна сторона проводника становится отрицательной, а другая в свою очередь положительной. Именно это явление и получило название напряжение Холла.

Фото — Принцип работы датчиков холла

Разделение зарядов продолжается, пока усилие заряженных частиц из электрического поля не уравновешивает силы, создаваемые магнитным полем. Если текущая величина постоянна, то напряжение Холла является мерой плотности магнитного потока. Есть две формы, по которым производится измерение датчиков на эффекте Холла. Одним из них является линейный метод, где сила выходного сигнала изменяется линейным путем с плотностью магнитного потока. Другой метод известен как пороговое отклонение, где присутствует резкое падение напряжения перед выходом при определенной плотности магнитного потока.

После изучения конструкции прибора, предлагаем рассмотреть, как проверить датчик Холла, а также признаки неисправности устройства, ведь провести диагностику всегда дешевле, чем восстанавливать систему.

Проверка датчика Холла ДХК-0,5, ДХК-0,5а и A22L может осуществляться тремя способами:

  1. Подключите мультиметр в режиме вольтметра к выходному контакту датчика. Если датчик работает правильном и в нужном режиме, то он будет двигать стрелку вольтметра в пределах 0,4 Вольт до трех;
  2. Можно заменить датчик прибором, который может работать аналогично;
  3. Самый простой и дорогой метод, это установить новое, заведомо рабочее устройство вместо того, которое вызывает сомнения в работе. Таким образом, вы сможете проанализировать эффективность работы устройства на любой машине.

Фото — Проверка датчиков холла

Применение датчика Холла широко. Его используют практически в каждом автомобиле и скутере, к примеру в авто BMW, Opel Vectra, Ока, Nissan, Volkswagen Golf и Passat, Honda, Skoda, Toyota, УАЗ, Daewoo Matiz, ГАЗ, Ford, Таврия, Mazda, Волга, Нива. Подключение и замена этого прибора может производиться самостоятельно.

Фото — Замена датчика

В самом начале работы необходимо снять трамблёр, для этого откройте две защелки и демонтируйте крышку. Проследите за бегунком, в какую сторону он направлялся перед заменой датчика, отметьте положение при помощи мела на крышке. После этого нужно открутить гайку, снять прижим и вынуть трамблёр. Перед собой Вы увидите штифт, который необходимо при помощи специального молотка выбить из датчика. Этот штифт нужен для закрепления маслоотражательной муфты 22. Выньте шайбу и муфту, достаньте центральный вал трамблёра.

После этого нужно снять латунные винты датчика Холла, стальные крепления и регулятор. Вакуумный регулятор можно не снимать, его просто можно слегка оттянуть, создать пространство между трамблёром и крышкой, и вытащить датчик. Снимаем шторки, аккуратно вытягиваем прибор, стараясь не повредить остальные детали конструкции. Теперь нужно поменять прибор, провести его ремонт или прочистку, после поставить назад по такой же системе.

При необходимости также возможна переделка трамблера под датчик Холла, это процедура часто проводится на авто Daewoo Nexia, Audi, Volkswagen Golf и Passat B3. Купить эти детали можно в сервисных центрах, цена зависит от марки авто. Найти это приспособление можно в любом городе России, Украины и Беларуси.

FacebookVkOdnoklassnikiTwitterPinterest

www.asutpp.ru

Принцип работы и применение датчика холла

Датчик Холла — это  магнитоэлектрическое устройство, основанное на эффекте Холла.

Эффект Холла  был открыт американским ученым Эдвином Холлом в 1879 году. Эдвин Холл работал в балтийском университете, где и обнаружил странное явление, которое заключается в следующем. Если поместить плоскую пластинку полупроводникового металла в магнитное поле и подвести к двум плоским сторонам электрический ток, то тогда на противоположных  сторонах пластинки возникнет напряжение, его величина может достигать сотен милливольт.

Принцип работы датчика Холла.

Датчики Холла имеют, как правило, щелевую конструкцию. На одной из сторон щели располагается полупроводник, по нему протекает электрически ток, а на противоположной  щели расположен постоянный магнит. Когда ток протекает в магнитном поле, на него действует сила, если при этом в магнитное поле поместить полупроводниковую пластинку, то на других сторонах пластинки возникнет разность потенциалов.

В зазоре между пластинкой и магнитом находится экран. Экран служит для замыкания силовых линий. Если экран убрать, то разность потенциалов на пластинке будет, сниматься. Если экран находится в  зазоре, то силовые линии будут, замыкаются через экран. Ну а при прохождении экрана (экран – лопасть ротора) через зазор то индукция будет нулевая на интегральной микросхеме, а напряжение появится на выходе.

Работа датчика Холла позволяет применять его в виде регистрирующего устройства без механического контакта с механизмом находящемся в движении, что увеличивает его моторесурс по сравнению с другими похожими устройствами.

Виды датчика Холла.

На данный момент датчики Холла делятся на два вида: цифровые и обычные.

Обычные датчики изменяют индукцию поля. От полярности и силы поля зависит величина, которую может показывать датчик.

Цифровые датчики отличаются отсутствием магнитного поля. Принцип работы такого датчика заключается в следующем, датчик выдает единицу, когда индукция достигает порога, а выдает ноль, когда порог не достигнут. Но минус цифрового датчика заключается в его низкой чувствительности.

Схема работы датчика Холла.

На схеме показана электрическая цепь бесконтактной системы зажигания автомобиля, с использованием датчика Холла.

Применение датчика Холла.

Датчики Холла нашли широкое применение в разных областях промышленности, в таких как авиация,  машиностроение, а также в автомобильной электрике. Причина этому высокие показатели надежности и точности, ну и его низкая стоимость. Датчики Холла как уже сказано используются в автомобилях, где необходимы параметры, как устойчивость к резким изменениям температур и вибрации двигателя. В автомобиле датчик Холла применяется дляконтроля за положением различных узлов механизмов, то есть перемещение деталей различных механизмов до конечного положения.

Так же датчик Холла способен ориентироваться на полюса (на северный и южный), поэтому его применяют как датчик скорости или направления движения. Вообще существуют различные классы датчиков Холла, которые позволяют расширить область, применяя датчиков, или же датчик изза своей конструкции может комплектоваться с другими устройствами для других сфер применения.

Проверка работы датчика холла.

Если у вас возникла проблема с неисправностью датчиком Холла то, наверное, вы автомобилист. Вам необходимо его проверить, но как? Естественно можно поменять неисправный датчик на работающий, и ответ будет очевиден. Но если у вас нет датчика, который работает.

Несложное устройство можно сделать самому, оно должноимитировать работу датчика Холла. Для этого необходимо всего лишь колодка (трехштекерная) от распределителя зажигания да медного провода(небольшой отрезок).

Но если вы не уверены, исправен ваш датчик или нет, то необходимо произвести его диагностику.  Для этого понадобится обычный тестер. Но если под рукой его нет, то можно сделать самодельный светодиодный тестер. Для этого потребуется светодиод, два провода и сопротивление на 2 кОм. Припаиваем к ножке  светодиода сопротивление, затем к двум ножкам сопротивления припаиваем  провода. Светодиодный тестер готов.

Для того чтобы провести диагностику нужно  подключить тестер к датчику и включить зажигание машины. Если обычный тестер покажет меньше 0.5 В, а в самодельном тестере не зажжётся светодиод, то это значит что датчик неисправен.

vse-dlyaavto.ru

Датчик Холла: назначение и принцип работы

Датчик Холла (датчик положения) представляет собой датчик магнитного поля. Работа устройства основана на эффекте Холла. Данный эффект основан на следующем принципе: если поместить определенный проводник с постоянным током в магнитное поле, то в таком проводнике возникает поперечная разность потенциалов (напряжение Холла). Другими словами, устройство служит для измерения напряжённости магнитного поля. Сегодня датчик Холла может быть как аналоговым, так и цифровым.

Сфера применения датчиков Холла очень широка. Устройство используется в таких схемах, где требуется бесконтактное измерение силы тока. Что касается автомобилей, датчик Холла служит для измерения угла положения распределительного или коленчатого вала, а также нашел свое применение в системе зажигания, указывая на момент образования искры. 

Как работает датчик Холла

Во время своих исследований в 1879 году физик Холл выявил такой эффект, что если в магнитном поле находится пластина, на которую подается напряжение (ток протекает через пластину), тогда электроны в указанной пластине начинают отклоняться. Такое отклонение происходит перпендикулярно по отношению к тому направлению, которое имеет магнитный поток.

Также направление этого отклонения происходит в зависимости от той полярности, которую имеет магнитное поле. Получается, электроны будут иметь разную плотность на разных сторонах пластины, создавая разные потенциалы. Обнаруженное явление получило название эффект Холла.

Другими словами, Холл поместил прямоугольную полупроводниковую пластину в магнитное поле и на узкие грани такого полупроводника подал ток. В результате на широких гранях появилось напряжение. Дальнейшее развитие технологий позволило создать на основе обнаруженного эффекта компактное устройство-датчик. Главным преимуществом датчиков подобного рода выступает то, что частота срабатывания устройства не смещает момент измерения. Выходной сигнал от такого устройства всегда устойчивый, без всплесков.

Простейший датчик состоит из:

Работа устройства построена на следующей схеме: через зазор осуществляется проход металлической лопасти ротора, что позволяет шунтировать магнитный поток. Результатом становится нулевой показатель индукции на микросхеме. Выходной сигнал по отношению к массе практически равняется показателю напряжения питания.

Датчик Холла в системе зажигания является аналоговым преобразователем, который непосредственно коммутирует питание. 

Среди недостатков стоит выделить чувствительность устройства к электромагнитным помехам, которые могут возникнуть в цепи. Также наличие электронной схемы в устройстве датчика несколько снижает его надежность.

Рекомендуем также прочитать статью об устройстве топливного электробензонасоса, а также о механическом решении. Из этой статьи вы узнаете о назначении, конструктивных особенностях и принципах работы данных устройств.

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.

Самостоятельная проверка устройства

Активное использование данного устройства в автомобилях означает, что при появлении определенных неисправностей или сбоев в работе ДВС может возникнуть острая необходимость проверить датчик Холла своими руками.

Перед началом работ по отсоединению разъема кабеля, который подключен к устройству, следует обязательно выключать зажигание!

Игнорирование данного правила может вывести датчик Холла из строя. Необходимо добавить, что проверка устройства при помощи контрольной лампы также недопустима.

  1. Одним из самых быстрых способов проверки является установка заведомо исправного подменного датчика на автомобиль. Если признаки неисправности после установки исчезают, тогда причина очевидна.
  2. Вторым способом, который подойдет для проверки датчика в системе зажигания, является проверка наличия искры в момент включения зажигания. Дополнительно потребуется осуществить подсоединение концов провода к нужным выходам на коммутаторе.
  3. Для максимально точной диагностики устройство лучше всего поверять при помощи осциллографа. Также в определенных условиях датчик проверяют при помощи мультиметра. Указанный мультиметр переводят в режим вольтметра, после чего подсоединяют к выходному контакту на датчике. Рабочий датчик Холла выдаст показания от 0.4 Вольт до 3-х. Если показания ниже минимального порога, тогда высока вероятность выхода датчика из строя.

KrutiMotor.ru

Датчики Холла. Виды и применения. Принцип действия и подключения

Речь пойдет о датчике тока, принцип действия которого основан на эффекте Холла (Датчики Холла). Что это за эффект, и как такой датчик можно сделать в домашних условиях? Чтобы лучше понять эффект Холла нужно разобрать эксперимент физика, в честь которого был назван этот эффект.

Виды
  1. Цифровые датчики. Работают на определение магнитного поля. Если индукция доходит до определенного предела, то датчик дает сигнал на присутствие магнитного поля. Если предел не достигнут, то сигнал равен нулю. Слабая индукция и малая чувствительность датчика не дает сигнал наличия поля. Недостатком такого типа датчика является то, что у него есть зона нечувствительности порогов.

Цифровые датчики Холла делятся на униполярные и биполярные.

• Униполярные работают, если есть поле какой-либо полярности, выключаются при уменьшении индукции. • Биполярные срабатывают на изменение полярности поля. При одной полярности датчик включается, а при другой – выключается. 2. Аналоговый вид датчиков Холла изменяет индукцию поля в разность потенциалов. Значение датчика зависит от полярности и его силы. Нужно учитывать, на каком расстоянии находится датчик.

Применение

Датчики Холла входят в состав многих приборов. Чаще они применяются в измерении напряженности поля магнитной индукции, в электродвигателях, в ионных двигателях ракет. Широкое распространение датчики Холла нашли в устройстве системы зажигания современных автомобилей.

Также они используются в бесконтактных выключателях, герконах, при измерении силы тока, уровня жидкости и других местах. Главное их преимущество – это воздействие без физического контакта.

Как проверить на автомобиле исправность датчика Холла

В быту с такой проблемой сталкиваются чаще всего автомобилисты. Наиболее простым способом является обыкновенная замена на исправный датчик. Если после замены система зажигания заработала, значит необходимо менять датчик.

Если нечем заменить проверяемый датчик, то собирают простое устройство, которое может имитировать работу датчика Холла. Берется кусок провода, и тройной разъем от распределителя зажигания. Эти предметы работают аналогично датчику.

Для контроля пользуются обычным мультиметром. Если датчик вышел из строя, то тестер покажет 0,4 вольта или меньше. Также проверяется работа датчика путем проверки искры при подключении зажигания. Перед этим соединяют концы провода к выходам коммутатора.

Если неисправность возникла не на автомобиле, а на другом оборудовании, то необходим тестер. Методика проверки будет зависеть от прибора, в котором установлен датчик.

Датчики Холла в смартфонах

Мобильные гаджеты имеют в составе много функциональных блоков. Среди них есть вспомогательные датчики, одним из которых является датчик Холла. В современных устройствах связи такие датчики являются измерительными элементами, с помощью которых определяют мощность магнитного поля, его изменения. Они называются в честь ученого Холла.

Для чего установлен датчик Холла в смартфоне

Этот сенсорный элемент имеет много возможностей. Одной из них является измерение магнитной индукции приборов, а также бесконтактное управление. В дорогих моделях смартфонов имеется магнитометр, работа которого основана на датчике Холла.

На многих мобильниках этот датчик не полностью реализован. В основном этот сенсор применяют для таких задач:

• Цифровой компас. Применяется для программ навигации и повышения скорости позиционирования. • Оптимизация взаимодействия устройства с разными аксессуарами, магнитными чехлами. • Применение датчика в раскладных моделях телефонов, для включения и отключения экрана при движении крышки.

Пример работы магнитного датчика Холла в чехле и смартфона заключается в том, что при открывании и закрытии чехла автоматически происходит блокировка экрана. Датчик реагирует на движение магнита, на усиление магнитного поля.

Принцип действия

Понадобится пластина и элемент питания постоянного тока. Подключаем пластину к батарее. От плюса к минусу начинает протекать электрический ток, вызванный движением заряженных частиц. Из курса физики эти частицы, или по-другому электроны летят против движения тока. Теперь поднесем два магнита к пластине разными полюсами так, чтобы линии индукции проходили через ее сечение.

Возникает так называемая сила Лоренца, которая отклоняет летящие по пластине электроны в сторону. Из-за этого возникает разность потенциалов на краях пластины. Эта разность потенциалов, иначе говоря, напряжение будут меняться в зависимости от силы тока и магнитного поля. Такой эффект носит название человека, который его обнаружил в 1879 году. Им был Эдвин Холл.

На основе этого эффекта выпускается большое количество датчиков, позволяющих без физического разрыва провода измерять в нем как постоянный, так и переменный ток, поскольку при протекании тока в проводнике создается электромагнитное поле.

Оно подобно тем магнитам, подносимым к пластине, изменяет выходное напряжение датчика Холла.

Но возникает проблема того, что это поле при протекании не сильно больших токов само по себе очень мало. Для того, чтобы его увеличить, будем использовать ферритовое кольцо, которое имеет особые магнитные свойства и позволит увеличить необходимое нам электромагнитное поле до уровня для обнаружения протекания тока в проводнике.

Сборка датчика тока на основе эффекта Холла

Попробуем сделать собственный датчик тока. Понадобится ферритовое кольцо и датчик Холла. Найти ферритовое кольцо не составляет особых проблем. Они есть в блоках питания компьютера или энергосберегающих ламп, а также продаются в радиомагазинах по цене от 10 до 100 рублей в зависимости от размера самого кольца. В нашем случае имеется кольцо диаметром 28 мм за 55 рублей.

Подойдут кольца различных диаметров вплоть до 10 мм. Чем больше кольцо, тем чувствительнее получится датчик тока. Что касается датчика Холла, то его можно заказать со всем известного сайта. Стоит он там 70 рублей за 5 штук. Либо можно найти в нерабочих вентиляторах, ноутбуках и прочих устройствах, где он может использоваться. Мы приобрели его в интернете.

Стоит отметить, что датчики Холла подразделяются на два вида:

• Аналоговый.

• Дискретный.

Дискретные работают по принципу транзисторов, то есть, при превышении какого-либо уровня магнитного поля датчик срабатывает. Аналоговый вид меняет свое выходное напряжение в зависимости от величины проходящего через него магнитного поля. Нам понадобится аналоговый датчик Холла. Если вы хотите не только детектировать протекание тока по проводнику, но также знать приблизительную величину этого тока. В нашем случае это аналоговый датчик ОН49Е.

Схема подключения датчика

Схема подключения выглядит следующим образом.

Как видно из рисунка для детектирования магнитного поля, создаваемого током в проводнике, нам необходимо будет сделать зазор в ферритовом кольце и поместить туда датчик Холла. Тем самым появится возможность измерять величину этого электромагнитного поля. На основании полученных данных можно делать вывод о том, есть ли сейчас ток в проводнике, и какой он величины.

Чтобы получить более универсальный вариант этого датчика, мы распилили ферритовое кольцо пополам, что без тисков было сделать сложно. Это привело к поломке кольца. Как хорошо, что люди придумали клей, и это дело мы быстро исправили. Получив две половинки, мы убрали неровности наждачной бумагой. Затем на одну из сторон мы вырезали и приклеили плотный лист бумаги. На другую сторону сам датчик Холла. После этого мы приклеили обе половинки к большому крокодилу на 30 ампер.

В итоге получились токовые клещи, или более универсальный вариант датчика тока, который можно снять и присоединить к любому проводу без его разреза. Такие разделяемые датчики тока стоят около 1500 рублей, при заказе в Китае. Экономия получилась налицо.

Датчик готов.

Промышленное напряжение в сети переменного тока изменяется с частотой 50 герц. То есть, направление тока, текущего по проводнику, будет меняться 50 раз в секунду. Электромагнитное поле также вслед за током будет менять свое направление 50 раз в секунду.

Похожие темы: Комментарии:

electrosam.ru

Смотрите также