Датчик Холла - что это? Описание, принцип действия

Белорусский автосервис

Датчик Холла - что это? Описание, принцип действия

Полное технически грамотное название – датчик положения на эффекте Холла.

Принцип действия этого устройства прост: помещая любой проводник с постоянным током в электромагнитное поле, в нём образуется разность потенциалов поперечного типа. Напряжение, наблюдаемое в этом проводнике, назвали в честь изобретателя – холловское.

В двигателях внутреннего сгорания датчик Холла нашёл большое применение. В распределителях зажигания на карбюраторных автомобилях он подавал сигнал момента искрообразования. Затем, на более новых моделях двигателей, его начали ставить у распределительного и коленчатого валов, где он фиксировал угол положения.

Физическое явление образования на гранях пластины напряжения открыл физик Американского Балтиморского Университета Э. Холл в 1879 году. Он поместил полупроводниковую пластину в магнитное поле и к её узким граням подвёл ток. А на широких гранях появлялось напряжение (от десятков микровольт до многих сотен милливольт).

Широкое применение устройств, с использованием эффекта Холла, началось с 1955 года. Именно в это время начали массово производиться полупроводниковые плёнки.

В семидесятых годах прошлого века начала бурно развиваться микроэлектроника. Датчик приобрёл миниатюрную форму, в котором помещался чувствительный элемент, магнит и микросхема. У него появилось три преимущества: минимизация; не изменяется момент измерения при изменении оборотов двигателя; при повороте ключа в выключателе зажигания электрический сигнал имеет определённую и стабильную величину, а не всплескообразную. Это положительный нюанс при работе в электрической сети автомобиля.

Недостатки датчика

Но у датчика Холла есть недостатки. На нём сильно сказываются электромагнитные помехи цепи питания. Также он менее надёжен магнитоэлектрического датчика и дороже его в производстве.

Работает датчик очень просто. Металлическая пластина (у бегунка или штифты распределительного и коленчатого вала) проходит через зазор датчика, шунтируется магнитный поток. На микросхеме индуктивность нулевая. Выходя из датчика, сигнал имеет большую степень и равен запитывающему напряжению.

Техническое состояние датчика Холла никогда нельзя проверять контрольной лампой. Используйте осциллограф, если он снят с автомобиля, или мультиметр – непосредственно на двигателе. При проверке отсоедините колодку с проводами, соединяющую датчик с цепью. Ключ выключателя зажигания должен быть вынут.

• Силовой агрегат
• Ремонт турбины
• Диагностика двигателя (авто)
• Ремонт дизельного двигателя
  • Ремонт системы Common Rail
  • Удаление сажевого фильтра
  • Проверка форсунок на стенде
• Ремонт бензинового двигателя
  • Удаление катализатора
  • Замена двигателя
• Автоэлектрика
• Компьютерная диагностика
• Корректировка пробега авто
• Ремонт электрики автомобиля
  • Ремонт датчиков ABS, ESP, EBD
  • Ремонт блока управления
  • Ремонт бортового компьютера
  • Установка и ремонт Вебасто
• Ремонт генератора
• Ремонт стартера
• Техническое обслуживание
• Ремонт АКПП
• Ремонт подвески (ходовой)
  • Ремонт пневмоподвески
• Замена ремня ГРМ
• Замена масла и фильтров
• Замена дисков и тормозных колодок
• Ремонт и заправка кондиционера
• Помощь автолюбителю
• Фотоотчеты по ремонту
• Полезная информация
• Обзоры и неисправности авто
• Автомобильные новости
• Самое интересное и смешное!
• Общение с ГАИ - полезное видео
• Руководства и инструкции
• Автостроительство

Техническое обслуживание и слесарный ремонт в Липецке

Материалы: http://autosteam.ru/helpful-info/972-datchik-kholla

Датчик Холла – это магнитоэлектрический механизм. Основу работы принципа такого датчика открыл физик по фамилии Холл, в честь него датчик и получил своё название. Ниже описано, что такое датчик Холла, принцип его работы, где применяется, а также какие существуют виды датчика.

Принцип работы датчика Холла

В основе работы датчика Холла лежит так званный элемент Холла, который связан с схемой электрики. Датчик Холла сам по себе является микросхемой, которая на выходе создает нужный информационный сигнал. Фиксируемое магнитное поле – основа принципа работы механизма. Дляизмерение скорости перемещения на неподвижных элементах конструкции закрепляют датчик Холла и прикрепляют магниты к движущейся части.

Существует и более простой способ: движущиеся контакты и элементы попросту намагничивают. При этом не вносится в конструкцию никаких изменений. Чтобы измерить скорость вращения, используют несколько постоянных магнитов и непосредственно сам датчик Холла. Принцип работы в этом случае достаточно прост, пластинка в свободном состоянии перемещается между этими двумя полюсами и экранирует магнитное поле. При каждом обороте происходит импульс электрики в электронный тахометр. Чтобы точность была как можно выше, нужно просто увеличить количество магнитов.

Виды датчика Холла

Датчик Холла представляет из себя датчик магнитного поля. На данный момент бывают цифровые и аналоговые датчики Холла.

Аналоговые датчики переделывают индукцию поля в напряжение. Величина, которую может показать датчик завит от силы и полярности поля. Но также следует учитывать дистанцию, на которой он установлен.

Цифровые датчики определяют отсутствие либо наличие поля. Принцип работы довольно прост, датчик выдает логическую единицу, если индукция доходит до определённого порога, и выдаёт логический ноль, в случае если порог не достигнут. Получается, что при слабой индукции в соответствии с низкой чувствительностью датчика – присутствия поля возможно не будет зафиксировано. Такой датчик имеет свой минус, и заключается он в наличии зоны нечувствительности, которая располагается между порогами.

Цифровые датчики Холла делятся на: униполярные и биполярные.

Биполярные – реагируют на изменение полярности поля, соответственно одна полярность отключает датчик, а другая – включает.

Униполярные – включаются при присутствии поля некой полярности и выключается при уменьшении индукции поля.

Проверка датчика Холла на работоспособность

В том случае, если у Вас возникла потребность проверить датчик Холла, то это можно сделать несколькими способами. Самый простой способ проверить датчик на работоспособность – это поставить другой заведомо исправный. В случае если проблема была решена после замены – то результат очевиден.

Можно также сделать нетрудное устройство, которое будет имитировать работу датчика Холла, его лучше всего делать, когда нет рабочего датчика. Для создания такого устройства потребуется всего лишь трёхштекерная колодка с распределителя зажигания и небольшой отрезок провода.

Тестирования датчика можно также выполнить при помощи обычного тестера. В том случае, если тестер показывает менее 0.4 В, то это однозначно означает, что датчик неисправен. Еще можно проверить присутствие искры вовремя включение зажигания. Чтобы это сделать, необходимо подключить концы провода к соответствующим выходам коммутатора.

Признаки неисправности датчика Холла Определить неисправности датчика Холла бывает непросто. Правда, специалисты советуют проверить его при появлении следующих проблем. Двигатель не заводится или запускается с перебоями. Автомобиль начинает дергаться при работе двигателя на повышенных оборотах. Перебои в работе мотора на холостом ходу. Остановка работы силового агрегата во время движения.

Что представляет собой датчик Холла и для чего он нужен в автомобиле.

Данный датчик единственный в автомобиле, который имеет собственное имя. Он назван в честь известного американского физика Эдвина Холла, который открыл особенности поведения полупроводника в магнитном поле. В техническом плане датчик Холла представляет собой простейшее магнитоэлектрическое устройство. Фактически это датчик, который фиксирует наличие магнитного поля. Принцип его действия достаточно прост, и в нем вполне можно разобраться.

Конструктивно, работает это следующим образом. Плоский проводник под напряжением помещается в магнитное поле. Под действием магнитного поля, ток смещается в одному краю проводника, таким образом возникает разница потенциалов.

В автомобиле, датчик Холла работает как обычный ключ (размыкатель и замыкатель). Магнит вращается в трамблере машины, и влияет на датчик, закрепленный стационарно. Когда датчик «чувствует» магнитное поле трамблера, он подает импульс, который вызывает искру зажигания.

Собственно, данный датчик – один из основных элементов системы зажигания автомобили. Он присутствует в любой машине вне зависимости от ее стоимости. Кроме того, он может быть использован в цифровых спидометрах и тахометрах, проверять скорость вращения передаточных колес и контролировать работу антиблокировочной системы автомобиля.

Также стоит отметить тот факт, что датчик Холла очень надежен. Сам по себе он может работать долгие годы, и чаще всего, поломка происходит из-за физического воздействия или чрезмерного загрязнения датчика. Достаточно часто, датчик Холла специально устанавливают таким образом, чтобы его можно было быстро снять и заметить. Исключение составляют лишь устройства, которые контролируют работу сложных систем автомобиля.

Для продолжения скачивания необходимо собрать картинку:

Материалы: http://studfiles.net/preview/5352759/page:15/

Датчик Холла (ДХ) является важнейшим элементом бесконтактной системы зажигания силовой установки в автомобиле. Даже при возникновении малейшей неполадки данного узла происходит сбой всей системы работы двигателя. Поэтому, во избежание ошибок при диагностике, необходимо знать, каким образом проверяется ДХ, а при возникновении необходимости уметь заменить его.

Датчик Холла (датчик положения распредвала) – одна из важнейших составляющих трамблера (прерыватель-распределитель). Расположен возле вала трамблера. На нем фиксируется пластина, обеспечивающая прохождение магнитных волн, и по виду напоминающая корону. Количество прорезей в пластине идентично количеству цилиндров в силовом агрегате. ДХ имеют действующий магнит внутри.

Суть работы узла строится на одноименном эффекте: возникновение поперечной разности (холловское напряжение) потенциалов в момент перемещения какого-либо проводника при постоянном напряжении в магнитное поле.

Эффект достигается путем прохождения тока через клеммы пластины (расположена внутри поля магнита) с полупроводкой. Далее – боковые клеммы образуют напряжение.

Датчики Холла получили широкое применение при производстве автомобилей. Устройство позволяет определять, на какой угол отклонился распределительный вал, и даже коленчатый вал (некоторые автомобили). На авто, имеющими архаичный силовой агрегат, устройство сигнализировало о моменте образования искры.

История

Явление было открыто американским физиком – сотрудником балтиморского университета Э. Холлом в 1879 году. Суть открытия заключалась в следующем: помещение прямоугольной полупроводниковой пластины в магнитное поле с последующим подведением к ее сторонам электрического тока провоцировало образование напряжения на широких сторонах пластины (в диапазоне от десятков микровольт до милливольт, исчисляющимися сотнями).

Эффект привлек внимание общественности, но его применение в области техники началось только по прошествии 75 лет – когда промышленными масштабами стали выпускать первые полупроводниковые пленки с необходимыми свойствами.

Чуть позже – когда начала развиваться микроэлектроника, специалисты создали компактный агрегат, включающий в себя все необходимые элементы: постоянный магнит; микросхема, имеющая чувствительный элемент. Такое устройство обладает рядом неоспоримых достоинств.

Особенности технологии

Преимущества новоявленного устройства:

1. Небольшие габариты.
2. Наличие важного параметра, который позволяет изменять частоту срабатывания (обороты двигателя) при отсутствии смещения измерительного момента.
3. Наличие «прямоугольного» сигнала от агрегата (профессиональная терминология: набор определенной и постоянной величины узлом при его включении, при этом скачки в напряжении отсутствуют). Это большое достоинство для области управления электроникой.

1. Чувствительность к помехам электромагнитных полей, которые возникают в цепочке питания.
2. Датчик Холла имеет более высокую стоимость относительно магнитоэлектрического и обладает меньшей надежностью (теоретически). Это связано с наличием у него электронной схемы, производство в крупных масштабах, прогрессивные технологии снижают данные факторы до минимума.

Алгоритм действия

Принцип работы датчика Холла строится на изменении траектории движения заряженных частиц в полупроводнике при преобразовании магнитного поля, которое пересекает полупроводник. Магнитное поле образуется посредством постоянного магнита, что расположен в ДХ. Преобразование магнитного поля осуществляется замыканием репера (металлический зуб) магнитного зазора. Репер расположен на шкиву (либо особом задающем диске) с зубчатыми элементами, что крепится к распределительному валу.

Репер в момент прохождения рядом с устройством образует импульс напряжения, передающийся к ЭБУ. Передаваемый сигнал на ДХ зависит от частоты, с которой вращается распредвал, и поступает на различных временных промежутках. Блок управления (ЭБУ) расшифровывает поступающие сигналы и определяет положение верхней мертвой точки такта сжатия (ВМТ) поршня в первом цилиндре. После – обеспечивается поступление топливно-воздушной смеси в камеру сгорания с ее последующим воспламенением.

На автомобиле с двигателем, имеющим систему изменения фаз газораспределительного механизма, ДХ выполняет функцию управления этим механизмом. ДХ располагается на распредвале впускных/выпускных клапанов.

Датчик Холла оснащен тремя клеммами:

• на «массу»;
• «плюсовая» с входным напряжением порядка 6 В;
• выходная. С нее преобразованный сигнал импульса отправляется на коммутатор.

На дизельном моторе

Чуть иначе функционирует ДХ мотора, работающего на тяжелом топливе. Сигналы агрегата предназначены для фиксации прохождения поршнями ВМТ в каждом цилиндре. Благодаря этому, положение распредвала по отношению к коленвалу определяется с высокой точностью. Этим контролируется точность момента впрыска, что обеспечивает моментальный запуск дизельного силового агрегата и его устойчивая на любых оборотах.

С целью реализации поставленных задач конструкция претерпела изменения – доработан задающий диск, который имеет реперы для каждой камеры сгорания: сюда можно отнести части диска с разной угловой шириной либо комплект реперов, располагающихся на различной дистанции по отношению друг к другу.

Пример: дизельная силовая установка, имеющая четыре цилиндра оснащена задающим диском с 7 зубьями. Четыре репера являются основными (при перпендикулярном расположении к каждому цилиндру), еще три – дополнительные (распознавание определенного цилиндра, расположенные на различном расстоянии друг к другу и устанавливающие в конкретной камере сгорания поршень в ВМТ.

Датчики Холла подразделяются на две категории:

• с аналоговым принципом работы (биполярный). Такой ДХ преобразовывает полярную индукцию в напряжение. Показания узла зависят от его же полярности, а также мощности поля. Расстояние монтажа агрегата влияет на его характеристики;
• с цифровым (униполярный). Датчик Холла с подобным принципом действия позволяет выявлять наличие/отсутствия поля – в момент достижения условного предела индукцией узел отображает «0»/»1″, что логично.

• силовой агрегат имеет проблематичный запуск либо вовсе не запускается;
• холостой ход работы силовой установки сопровождается перебоями/рывками;
• дергание автомобиля на ходу при повышенных/высоких оборотах;
• прекращение работы двигателя по ходу движения.

Наличие одного/нескольких признаков является предпосылкой к проведению диагностики двигателя. Подобные симптомы могут свидетельствовать о том, что ДХ неисправен.

Датчик Холла проверяется:

1. Посредством вольтметра.
2. С использованием отвёртки с крестовой насадкой.
3. С контрольной лампой.
4. Куском провода.

Диагностика с помощью МД-1

Устройство можно проверить несколькими способами:

• самый простой – предварительно заменить ДХ. И если исчезли вышеперечисленные признаки – требуется замена «родного»;
• измерение выходного напряжения тестером – устройство должно показывать скачки напряжения в диапазоне 0,4-11 В;
• имитация работы узла. С трамблера изымается колодка с тремя штекерами, включается зажигание, отрезок провода соединяется с 3/6 выходами колодки. Образование искры говорит о том, что устройство нужно менять.

Быстрой способ проверки. Датчик Холла можно проверить, не прибегая к полному его демонтажу. Для этого необходимо:

1. Снять узел с трамблера (демонтаж с пластина не обязателен);
2. колодки оставить подключенными;
3. расположить центральный провод катушки зажигания возле «массы»;
4. включить зажигание;
5. провести между контактов (датчик Холла) металлическим предметом, при этом нужно сделать так, что предмет вышел за пределы контактов – поступательное движение вверх;
6. если при манипуляции металлических предметом на конце провода возникает искра – датчик Холла исправен.

Алгоритм действия следующий:

1. Снять трамблер.
2. Снять крышку трамблера.
3. Совместить метку газораспределительного механизма с меткой коленчатого вала.
4. Запомнить положение трамблера (лучше всего сделать соответствующую метку).
5. Открутить элементы крепежа посредством гаечного ключа.
6. Извлечь фиксаторы/стопоры (если имеются).
7. Вытащить из трамблера вал.
8. Снять клеммы с ДХ.
9. Открутить устройство. Для этого необходимо оттянуть на себя регулятор и осторожно изъять неисправный датчик Холла через образовавшееся отверстие.
10. Установка и последующая сборка – в обратном порядке.

Ой, вы знаете, мне так нравится ваш сайт! Я большой фанат авто и с нетерпением жду новых статей!

Приятно слышать ???? Спасибо

Готов прототип 4-х тактного 5-ти камерного Двухосевого роторно-камерного двигателя (ДоРК ДВС я автор патента 2451801). Нужна система зажигания: нужно снимать с ДАТЧИКА ХОЛЛА сигналы по схеме 1-3-5-2-4 — 1 и т.д., сигналы чередуются 1-есть. 2 -нет, 3-есть, 4-нет и т.д. по кругу. Я механик, но применить механическую схему трамблёра сложно. Нужна электронная схема. ПОМОГИТЕ. Буду очень благодарен!

Материалы: http://autolirika.ru/interesnoe/datchik-holla.html