Как проверить датчик холла и заменить своими руками

Цифровые датчики: высокая надежность в дискретных приложениях

Во многих приложениях используется цифровой выход для определения, находится ли объект в определенной позиции. Например, датчик может быть использован для проверки наличия защитного ограждения на механизме. Если ограждение находится на своем месте, машина работает. Если же это не так, машина работать не будет. В этом типе дискретного приложения требуется цифровой выход. В приложениях с магнитными датчиками исключительную надежность обеспечивают следующие цифровые датчики:

Герконовые датчики: преимущества и применение

Герконовый датчик представляет собой электрический ключ, который для работы не требует питания, в отличие от интегральной схемы. Выводы заводятся в герметизированную стеклянную колбу, в которой находятся контактные пластины. В результате ключ в герконе обладает высокой надежностью, поскольку он не подвержен влиянию влаги или других факторов окружающей среды. Поэтому контакты не будут окисляться и с нагрузками логического уровня будут продолжать работать в течение миллионов циклов.

Герконовые датчики очень популярны среди приложения с питанием от батареи. Они используются в автомобильных составляющих безопасности, например, обнаружение защелкивания застежки ремня безопасности и обнаружение столкновения. Поскольку герконы могут переключать нагрузки и постоянного, и переменного напряжения, их часто выбирают для цифровых приложений типа «вкл/выкл», например, детектирование закрытия/открытия двери в системах безопасности и в бытовой технике.

Например, дверь холодильника использует геркон для определения закрытия двери. Магнит крепится к двери, а герконовый датчик закрепляется на неподвижной раме, скрытой за внешней стенкой холодильника. Когда дверь открыта, герконовый датчик не может обнаружить магнитное поле, что заставляет включиться светодиодную лампу. Когда дверь закрывается, датчик обнаруживает соответствующее магнитное поле, и светодиод выключается. В этом приложении микроконтроллер внутри блока управления получает сигнал от геркона, а затем включает или выключает светодиод.

Рисунок 1 – Геркон в двери холодильника используется для включения и выключения светодиода

Цифровые датчики Холла: преимущества и применение

Цифровые датчики Холла используют полупроводниковые приборы и их выходное напряжение изменяется в зависимости от изменения магнитного поля. Эти датчики объединяют в семе чувствительный элемент с эффектом Холла и электрическую схему, обеспечивающую цифровой выходной сигнал типа «вкл/выкл», что соответствует изменению магнитного поля без использования каких-либо движущихся частей. Использование датчика на основе эффекта Холла ограничено приложениями с низкими постоянными напряжением и током. В отличие от геркона, устройство на основе эффекта Холла содержит в себе активную схему, поэтому оно потребляет небольшое количество тока в любое время.

Цифровые датчики Холла обеспечивают высокую надежность и для точных требований к измерениям могут быть запрограммированы на активацию при заданной величине магнитного поля.

Эти датчики очень популярны в высокоскоростных измерительных схемах таких бытовых машин, как стиральные машины и сушилки. В этом применении вращающийся 16-полюсный кольцевой магнит активирует чип датчика Холла при каждом прохождении красного (северный полюс) сегмента и деактивирует его при каждом прохождении белого (южный полюс) сегмента, что дает очень точный сигнал, соответствующий скорости. Цифровые датчики Холла особенно полезны в автомобильных приложениях безопасности, таких как определение защелкивания застежки ремня безопасности и определение скорости зубчатой передачи.

Рисунок 2 – Схема применения датчика Холла для измерения скорости

Обнаружение поломки модуля

Неисправность в функционировании датчика Холла вызывает крайне неприятные последствия: машина перестаёт заводиться или глохнет. Двигатель перестаёт работать.

Заподозрить проблемы с датчиком возможно по следующим косвенным признакам:

расход топлива неоправданно большой, причём увеличение расхода наблюдается внезапно, скачкообразно;
при работе двигателя слишком повышается температура, причём это повышение наблюдается стабильно (данный симптом очень неприятен и требует как можно более оперативного обращения в СТО или самостоятельной диагностики датчика Холла);
на некоторых моделях авто переключатель режимов коробки передач может фиксироваться без возможности изменения положения вплоть до того момента, как двигатель будет остановлен и запущен заново;
мотор автомобиля не заводится с первого раза или же не начинает работать вообще;
при холостых оборотах наблюдаются рывки, перебои в функционировании;
при высоких оборотах мотора авто идёт «рывками», дёргается;
во время штатной работы мотор неожиданно глохнет;
на приборной панели загорается соответствующий тревожный индикатор, причём светится он на холостых оборотах, а при включении повышенных оборотов отключается.

Если в процессе езды наблюдаются какие-либо из перечисленных выше признаков, следует сразу же проверить, исправен ли датчик Холла. При этом не стоит забывать, что в системе зажигания могут быть и другие неполадки, поэтому одной только проверкой состояния датчика позиции распределительного вала ограничиваться в любом случае нельзя.

Почему выходит из строя датчик Холла

Повреждение
сенсора может проявляться разными симптомами — даже профессионалу порой бывает
непросто определить точную причину. Вот какие признаки говорят о поломке
датчика:

мотор плохо заводится;
холостой ход с постоянными
перебоями;
на высоких оборотах
автомобиль дергается;
искра на свечах пропадает;
двигатель
внезапно глохнет.

Главная
причина выхода этой детали из строя банальна — накопилась грязь. Как только это
происходит, ДХ сигнализирует моментально. С машиной начинают происходить «чудеса».
Однако винить этот прибор во всех бедах неправильно — нужна доскональная
проверка.

Исчезновение искры — главный симптом
неисправности ДХ.

Распространенная
причина неисправности — отсутствие контакта в проводке. Всего в приборе 3
контакта — соединяющий его с массой, с плюсом, с коммутатором. Один из
контактов мог окислиться, из-за чего и разорвалась электрическая цепь.

Наконец,
провод может просто оборваться или переломиться. Это происходит из-за того, что
вакуумный корректор зажигания смещает площадку, на которой размещен ДХ, сдвигая
угол зажигания. Во избежание такой напасти проводку нужно закрепить так, чтобы
она изгибалась петлей.

Если
высоковольтная проводка в машине изношена и пролегает рядом с проводами
сенсора, возможен пробой высокого напряжения. Часто пробои возникают при
влажной погоде, при заезде колесом в глубокую лужу.

Провода датчика должны быть удалены от остальной
проводки. А еще проводку нужно как можно чаще менять — хотя бы раз в 2 года.

Поломка
может возникнуть из-за перезарядки генератора аккумуляторной батареи — когда ДХ
испытал слишком сильную нагрузку и на входе коммутатора сгорела одна из
деталей.

Сравнение стихотворения Пророк Пушкина и Лермонтова

Два таких разных человека, но оба являются мировыми личностями — это Александр Сергеевич Пушкин и Михаил Юрьевич Лермонтов, которые подарили множество бессмертных произведений. Эти произведения изучаются в школах, читают их и за рубежом и не перестают восхищаться стилем написания, мышлением, бесстрашными мыслями и идеями для того времени.

Сравнивая два стихотворения под названием «Пророк» нужно начинать ещё с момента истории написания. Первый «Пророк» написал Пушкин после всеми известного декбристского бунта, а далее коронации Николая Первого в 1826 году. В этом стихе автор жалеет, что так несправедливо поступили с декабристами. Они были честными людьми, которые отстаивали свою точку зрения. Поэт также хорошо знал некоторых казнённых и можно уверять, что он с горечью принимал их смерть и был подавлен горем от смерти друзей, что и с подвигло на написание стиха. Тут же автор обращается к духовной жизни, которая теперь волнует его больше всего. Его пророк Исайе видел те ужасные события, но всё равно вера в человека в его лучшую сторону не покидала.

«Пророк» Лермонтова был написан уже после пушкинского. Михаил Юрьевич слолвно продолжает стихотворение Пушкина с момента окончания. В каждом произведении есть свой персонаж из библии и они обладают даром видеть будущее. У Лермонтова духовная жизнь — это боль изо дня в день, потому что никто не верит. Пророк Иеремии больше не верит в светлое будущее после стольких на смешок и оскорблений.

Стихотворения написаны в жанре лирической исповеди и можно заметить, что стих Лермонтова это продолжение стиха Пушкина. Иеремии как бы является преемником Исаей. Они ведут тяжкую борьбу с неверующим и циничным обществом.

Исайе хочет служить людям несмотря ни на что. Он уверен, что дар про виденья дан не случайно. Иеремии наоборот хочет поскорее уйти от циничных и безжалостных людей, чтобы больше никогда не встречаться с тем неверием и высокомерием.

Таким образом, «Пророк» Пушкина и Лермонтова это своего рода две части одной истории, но с разными библейскими персонажами. Пушкинский персонаж после всех событий не разочаровался в людях и хотел помогать несмотря ни на что, но его приемник совершенно противоположен ему. Видимо, лермонтовский персонаж разочаровался в людях по той причине, что за огромное количество времени люди не поменялись и скорее всего не поменяются никогда. Хотя разве это не библейский долг верить в людей?

Аналоговые/пропорциональные датчики для повышения стабильности и точности

Аналоговые измерительные приложения позволяют конечному пользователю мгновенно получать обратную связь о положении магнита. Аналоговый датчик Холла обладает высокоточным выходным сигналом с высоким разрешением.

Ранее аналоговые датчики Холла измеряли у магнитов плотность потока и в значительной степени зависели от внешней температуры. Так как в последние годы аналоговые технологии эффекта Холла развивались, теперь, вместо традиционной амплитуды поля, микросхема с датчиком Холла теперь измеряет угол поля, делая его намного менее чувствительным к изменениям температуры. Это улучшение позволяет датчику обеспечивать более стабильный аналоговый выходной сигнал в широком диапазоне температур.

Рассмотрим два типа датчиков Холла, которые могут быть выбраны для аналоговых измерительных схем:

Поворотный датчик Холла: преимущества и применение

Этот полупроводниковый датчик изменяет выходное напряжение при изменении магнитного поля. Он сочетает в себе измерительный элемента на основе эффекта Холла и электрическую схему, обеспечивающую аналоговый выходной сигнал, который соответствует изменению вращающегося магнитного поля без использования каких-либо движущихся частей. Этот датчик предлагает два варианта выходного сигнала: аналоговый или широтно-импульсно-модулированный (ШИМ). Устройство программируется таким образом, чтобы инженер мог связать определенное выходное напряжение или ШИМ сигнал с точной степенью поворота. При повороте до 360° доступны несколько точек программирования. Каждая программируемая точка представляет собой напряжение или ШИМ сигнал, который соответствует заданному углу магнитного поля. Это приводит к получению выходного сигнала, пропорционального углу поворота.

В отличие от механического и резистивно-плёночного поворотных устройств поворотный датчик Холла не испытывает механического износа или изменения значений сопротивления. Кроме того, он очень стабилен при нормальных рабочих температурах вплоть до +105°C. Результаты измерения угла поворота в диапазоне 0°–360° точно калибруются в соответствующем диапазоне выходного постоянного напряжения 0,5В–4,5В или коэффициента заполнения ШИМ сигнала 10–90%.

Поворотные датчики Холла становятся очень популярными для замены механических резистивно-пленочных потенциометров. Они используются в автомобильных и внедорожных приложениях, таких как определение положения клапана EGR в двигателях. Эти датчики также могут использоваться для определения положения поворотных ручек в приборах и бытовой технике.

Рисунок 3 – Поворотный датчик Холла, используемый в поворотной ручке стиральной машины

Линейный датчик Холла: преимущества и применение

Линейные датчики Холла похожи на поворотные датчики Холла, за исключением того, что они измеряют не угловое, а линейное движение магнитного поля. Датчик Холла программируется для выдачи заданного напряжения, пропорционального заданному расстоянию. Типы выходного сигнала у него такие же, как и у поворотного датчика Холла. Датчик измеряет линейное перемещение и относительный угол потока магнитного привода на расстоянии до 30 мм на каждую микросхему с датчиком Холла. Это дает в результате выходной сигнал, точно пропорциональный перемещению датчика.

Перед программированием выходных напряжений или значений ШИМ-сигнала, соответствующих относительному значению магнитного поля от магнита на приводе, датчик и привод могут быть помещены на место окончательного монтажа в устройстве, чтобы в процессе программирования учесть все магнитные воздействия от близлежащего окружения. Это позволит инженеру отрегулировать выходной сигнал датчика, поскольку в процессе программирования будут учтены любые шунтирующие, механические воздействия и воздействия посторонних магнитных полей.

Линейные датчики Холла часто используются в качестве датчиков контроля уровня жидкости. В этом применении датчик определяет положение движущегося поплавка с прикрепленным магнитом. Линейные датчики также полезны в более сложных конструкциях, таких как автомобильная коробка передач.

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.

Линейные датчики Холла

О чего же зависит напряжение на гранях А и С? В основном от магнитного поля, создаваемым либо постоянным магнитом, либо электромагнитом; толщиной пластинки, а также силой тока, протекающего через саму пластинку. Благодаря этим параметрам с помощью датчика Холла были построены приборы, позволяющие замерять силу тока в проводнике, не касаясь самого проводоа, например, токовые клещи

а также приборы, с помощью которых можно замерять напряженность магнитного поля. Датчики Холла, используемые в этих приборах называют линейными, так как напряжение на датчике Холла прямо пропорционально измеряемым параметрам магнитного поля.

Линейные датчики, как я уже сказал, могут быть использованы в токовых клещах. Они позволяют измерять силу тока, начиная от 250 мА и до нескольких тысяч Ампер. Самым большим преимуществом в таких токовых клещах является отсутствие механического контакта с измеряемой цепью. Иными словами, токовые измерители на эффекте Холла намного безопаснее, чем измерители на основе шунта и амперметра, особенно при большой силе тока в цепи, которую нередко можно встретить в промышленных установках.

Что такое датчик Холла?

Зачем нужен этот оптический датчик, как он выглядит, где он стоит в автомобиле, каковы симптомы поломки устройства? О том, как проверить датчик Холла, мы расскажем ниже, а для начала рассмотрим описание контроллера.

Местонахождение и функции

Итак, что такое датчик Холла? Это контрольный девайс, передающий на блок управления информацию о положении двух валов — коленчатого и распределительного. Для чего нужен датчик Холла? Устройство используется для контроля положения валов с целью определения оптимального положения ГРМ. Контроллер функционирует на основе эффекта Холла, большинство автолюбителей знают этот девайс, как датчик распределительного вала.

Где находится датчик Холла? Как правило, контроллер расположен в трамблере и отвечает за появление искры. Соответственно, он используется вместо контактов распределителя, то есть его установка возможна на бесконтактные системы зажигания.

Устройство датчика Холла достаточно простое:

магнит постоянного типа;
металлический экран, оснащенный несколькими технологическими отверстиями;
полупроводниковые пластины.

Виды

Датчик Холла в трамблере может относиться к одному из видов:

Аналоговый вид. К такому типу относятся обычные преобразователи, который не могут изменить индукцию магнитного поля. Параметры, выдаваемые контроллером, будут зависеть от полярности, а также силы магнитного поля.
Цифровые устройства, в них магнитное поле отсутствует. Принцип действия такого контроллера заключается в том, что когда параметр индукции достигает определенного значения, выдается логическая единица. В том случае, если значение не будет достигнуто нормы, выдается ноль. Основный минусом устройств цифрового типа является слишком низкая чувствительность.
Оптические контроллеры. Они имеют более сложное устройство. В таких девайсах магнитное поле перемещается на прорези в металлическом экране, что способствует изменению разности потенциалов (автор видео о диагностике девайса — канал Автоэлектрика ВЧ).

Область применения

Что касается области применения, то такие преобразователи стали повсеместно использоваться с началом изготовления полупроводниковых пленок. Поначалу они имели довольно большие размеры, но с течением времени и развитием электроники преобразователи стали устанавливать в более компактные корпусы. Кроме того, сами корпуса стали оснащаться магнитными элементами, чувствительными деталями, а также микросхемами. На сегодняшний день контроллеры используются во многих отраслях промышленности — металлургии, машиностроении, авиастроении, а также в серодвигателях.

Что касается автомобилестроения, то в транспортных средствах этот контроллер используется в качестве размыкателя и замыкателя. На установленный девайс осуществляет воздействие магнит, установленный и вращающийся внутри распределителя. Преобразователь подает сигнал под воздействием этого магнита, соответственно, это способствует образованию искры для воспламенения горючей смеси в цилиндрах.

Принцип работы

Как работает датчик Холла? Девайс выдает сигналы в случае изменения разности потенциалов, появляющейся в проводнике при пересечении магнитного поля. С помощью магнита происходит образование магнитного поля, которое изменяется в том случае, если стальной зуб (репер) замыкает разъем. Сам зуб может быть расположен на зубчатом колесе распределительного вала или на задающем диске. При более быстром вращении распредвала девайс чаще отправляет сигнал (автор видео — канал Lty D).

Когда металлический зуб проходит через щель на валу, в системе происходит разность потенциалов, что способствует подаче сигнала на управляющий модуль (ЭБУ). В свою очередь, блок выявляет время впрыска и, соответственно, возгорания горючей смеси. В том случае, если силовой агрегат оснащен системой изменения фаз, контролер будет вмонтирован на клапана распределительного вала — как впускной, так и выпускной.

Что касается работающих дизельных двигателей, то в данном случае контроллер позволяет определить положение распределительного вала относительно коленчатого. Это позволяет обеспечить наиболее устойчивую работу мотора в любом режиме. Также следует отметить, что в дизельных агрегатах немного изменено устройство задающего диска — на нем имеются металлические зубчики для каждого цилиндра.

Что это такое

Датчиком Холла называют контроллер, который находится в трамблере и является одним из его ключевых компонентов. Трамблер, в свою очередь, это прерыватель-распределитель.

Спойлер на крышку багажника: какой выбрать, где купить, как крепить

Рубрика: Тюнинг

Располагается датчик Холла (ДХ) непосредственно около трамблерного вала, где крепится специальная пластина магнитопроводящего типа. Внешне она напоминает корону. В этой пластине предусмотрено точно такое же количество прорезей, как число цилиндров в конкретной силовой установке. Потому если у вас машина с 6 цилиндрами, то и прорезей будет ровно 6 единиц. Непосредственно внутри контроллера предусматривается установка постоянного магнита.

Теперь что касается принципа действия. Если немного разбираться в этом вопросе, ничего сложного вы здесь не увидите.

При вращении вала металлические лопасти проходят поочередно через прорези в рассматриваемом контроллере, то есть в ДХ. В результате вращения происходит выработка импульсного напряжения.

Это напряжение, за счет наличия коммутатора, попадает непосредственно на катушку системы зажигания. Здесь происходит процесс преобразования в высокое напряжение. В результате оно оказывается на свечах зажигания. В конструкции ДХ предусмотрено использование сразу 3 различных клемм. Первая служит для соединения с массой, а вторая получает плюс, принимая напряжение номиналом около 6 В. Еще есть третья клемма, с которой уходит импульсный сигнал к коммутатору после преобразования.

Примерно так можно описать принцип работы рассматриваемого датчика.

Симптомы неисправностей

Признаки неполадок, связанные с этим датчиком, могут проявляться по-разному. Порой даже опытные автомастера не могут с первого раза понять, почему двигатель работает с перебоями.

ДХ устанавливаются на целый ряд автомобилей:

Лодочный прицеп МЗСА: какой выбрать, мнения и отзывы владельцев