принцип работы, как проверить своими руками, применение

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 U

холла 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.

Внешний вид цифрового датчика Холла

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 U_ДТ, 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:

1. 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.

2. 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.

Схема подключения мультиметра для проверки ДХ

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.

Осциллограмма исправного датчика Холла СБЗ

3. 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.

Рис. 9. Светоиндикаторный тестер для проверки ДХ

Тестирование осуществляем по следующему алгоритму:

1. Проверяем питание на датчике. Для этой цели подключаем (соблюдая полярность) наш тестер к клеммам 1 и 3 ДХ. Включаем зажигание, если с питанием все нормально, светодиод загорится, в противном случае потребуется проверять цепь питания (предварительно убедившись в правильном подключении светодиода).
2. Проверяем сам датчик. Для этого провод с первой клеммы «перебрасываем» на вторую (сигнал с ДХ). После этого начинаем крутить распредвал (руками или стартером). Моргание светодиода засвидетельствует исправность ДХ. В противном случае, на всякий случай проверяем соблюдение полярности при подключении светодиода, и если оно выполнено правильно, — меняем датчик на новый.

признаки неисправности и порядок действий

Датчики есть в разных системах автомобилей и созданы они для того, чтобы сообщать электронной системе управления двигателем об изменении параметров работы.

В системе зажигания тоже присутствует чувствительный элемент, называемый датчиком Холла.

Для чего нужен

Датчик Холла применяется для определения углового положения коленчатого и распределительного валов двигателя. Встречается это устройство в таких автомобилях как AUDI, Volkswagen Golf и Passat, BMW, Suzuki, Opel, оснащённых бесконтактной системой зажигания.

В устаревшей контактной системе зажигания этот элемент применяется в качестве составной части трамблера (распределителя зажигания).

То есть, такая деталь есть в любом современном автомобиле, включая и многие проверенные годами модели, например, ВАЗ («2108», «2109», «1111») и  ГАЗ-24-10. В соответствии с показаниями этого прибора подаётся ток на свечи зажигания в цилиндрах.

Как работает

Принцип работы датчика Холла основан на эффекте увеличения напряжения в поперечном сечении проводника, помещённого в магнитное поле. В момент зажигания изменяется электродвижущая сила, что заставляет датчик-распределитель посылать сигналы на коммутатор и свечи зажигания.

Современный датчик Холла представляет собой устройство, улавливающее изменение магнитного поля при вращении распределительного вала. Для того, чтобы сенсор сработал, нужно определённое значение магнитной индукции. В таком виде как сейчас это устройство существует с 1980-х годов. В российской технике импульсный датчик применяется начиная с ВАЗ-2105.

Каким образом это происходит? На валу прерывателя-распределителя установлена специальная пластинка, имеющая вид короны. Особенность пластины – наличие прорезей (обычно их количество совпадает  с числом цилиндров в двигателе). В самом датчике распредвала установлен постоянный магнит.

В начале вращения  распределительного вала металлические лопатки  пересекают пространство около датчика, что порождает импульс тока, направленного к катушке зажигания, где оно преобразуется в более высокое и вызывает искрообразование на свечах, которые поджигают топливовоздушную смесь. С ростом числа оборотов распредвала растёт и частота импульсов от датчика, это обеспечивает соблюдение нормального цикла работы ДВС.

Явление, описанное выше, было открыто физиком Эдвином Холлом задолго до появления серийных автомобилей, но успешно применяется в автомобилестроении и сейчас. Это очень надёжная деталь, которая выходит из строя обычно из-за накопления на нём пыли и грязи.

Датчик положения распредвала имеет три контакта, один из которых связан с «массой», второй соединён с плюсовым проводом АКБ, а третий — с коммутатором системы зажигания.

Признаки неисправности датчика Холла

На неисправность датчика распределителя зажигания обычно указывают такие признаки:

• двигатель заводится дольше обычного либо совсем не заводится;
• резко изменяется число оборотов коленчатого вала, мотор работает рывками, в том числе и на холостом ходу;
• двигатель самопроизвольно останавливается, глохнет.

Как проверить

Есть несколько способов проверки датчика Холла, основанных на принципе его работы и доступных для применения в условиях личного гаража.

Видео — проверка системы зажигания с датчиком Холла:

Во-первых, можно взять полностью исправный прибор с другого автомобиля и поставить в свой. Если мотор после этого работает лучше, методом исключения можно предположить, что ваш датчик Холла неисправен.

Во-вторых, можно снять датчик с машины и подключить к нему мультиметр таким образом, чтобы плюсовой контакт тестера был подключён к сигнальному выходу датчика, а минусовой – к общему. Диапазон измерения напряжения задаётся в пределах  12 вольт. У исправного датчика тестер покажет значение не более 11 вольт.

Третий способ наиболее достоверен и выполняется при помощи самодельного индикатора напряжения из светодиода и последовательно соединенного резистора на 1 кОм, который подключается на место датчика Холла, имитируя его работу.

Можно сделать ещё проще: снять колодку проводов с датчика, включить зажигание и соединить между собой третий и шестой выходы. Если в результате появилась искра, то  устройство неисправно.

Как быть, если под рукой не оказалось мультиметра? Можно проверить прибор, применив следующий алгоритм действий:

1. Снимите жгут проводов трамблера.
2. Возьмите старый компьютерный вентилятор из системного блока (кулер процессора).
3. У кулера есть два провода белый и красный). Подсоедините их к колодке датчика в трамблере. Если всё хорошо, при включении зажигания вентилятор будет крутиться.  Этот метод аналогичен способу проверки датчика зажигания при помощи светодиода, о котором говорилось выше.  Такая проверка может указать на другие уязвимости системы зажигания, помимо распределителя.

Видео — как проверить датчик Холла с помощью компьютерного вентилятора:

На автомобилях серии ВАЗ при отсутствии каких-либо приборов можно поступить иначе. Достаньте одну из свечей зажигания и положите её на мотор. Включите зажигание и проверьте есть ли ток на катушке. Отсоедините центральный провод распределителя зажигания и подведите его к главному тормозному цилиндру между патрубками тормозов.

Далее отдельно взятым куском провода соедините центральный контакт трамблера с минусовой клеммой автомобильного аккумулятора. Если при этом видна искра между тормозным цилиндром и подведённым к нему проводом распределителя, значит, датчик Холла отслужил свой срок.

Самостоятельная замена датчика

При замене датчика зажигания алгоритм действий может отличаться в зависимости от того, на каком автомобиле выполняется операция. Для примера мы разберём ситуацию с выходом из строя датчика Холла на  ВАЗ-2108.

Для того, чтобы добраться до вышедшего из строя элемента, понадобятся плоская и крестовидная отвёртки, а также пассатижи. С помощью этого простого набора инструментов нужно снять с автомобиля распределитель зажигания, внутри которого расположен датчик Холла. Пошаговый алгоритм выглядит так:

• отсоединяется минусовой провод аккумулятора;
• снимаются высоковольтные провода с крышки распределителя зажигания;
• отсоедините шланг вакуум-корректора;
• снимите трамблер, открутив удерживающие его гайки.
• выставьте метку газораспределительного механизма относительно положения коленчатого вала;
• разберите трамблер, вытащите из него вал;
• снимите с трамблера клеммы датчика Холла и сам датчик.

Как искать неисправности в системе зажигания

При проверке датчика Холла и других компонентов системы зажигания на исправность нужно чётко представлять последовательность своих действий и их возможные результаты. Главное помнить одно важнейшее правило: неисправности нужно искать по цепочке от аккумулятора и до катушки зажигания.

Видео — устройство, позволяющее проверить работу датчика Холла:

Первым делом проверяются аккумуляторная батарея и генератор, для чего подойдёт стандартный мультиметр. Затем нужно посмотреть в каком состоянии находятся предохранители в центральном коммутаторе, уделив особое внимание тем, которые носят номера 13, 21, 25, 27, 28 и 32.

Потом сделайте визуальный осмотр проводов и их соединений, контактов, разъёмов, штекеров.

В процессе этой работы большинство неисправностей может устранить даже автомобилист, не имеющий ни малейших навыков механика. В последнюю очередь проверяются датчик Холла и катушка зажигания.

Если разрядился аккумулятор в машине что делать в первую очередь и на что следует обратить внимание.

Когда заметили грыжу на шине можно ли продолжать ездить в этом случае.

Зачем нужен лонжерон в автомобиле https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/to-i-remont/lonzheron-avtomobilya.html  и почему его повреждение очень опасно.

Видео — как проверить датчик Холла:

Может заинтересовать:

Сканер для самостоятельной диагностики автомобиля

Добавить свою рекламу

Сравнить стоимость ОСАГО для своего авто

Добавить свою рекламу

Выбрать видеорегистратор: незаменимый гаджет для водителя

Добавить свою рекламу

Некоторые водители предпочитают видеорегистратор в виде зеркала

Добавить свою рекламу

Датчик холла на ВАЗ 2109: замена своими руками, признаки поломки

Содержание:

1. Функции и расположение
2. Признаки поломки
3. Замена

Автомобили постоянно развиваются, потому появление новых устройств — не неожиданность. Примером развития отечественного автопроизводства стало появление датчика Холла на карбюраторных версиях ВАЗ 2109.

Функции и расположение

На карбюраторных ВАЗ 2109 датчик Холла (ДХ) отвечает за размыкание и замыкание контактной группы. При вращении экрана с окнами, на устройство подается сигнал, трансформирующийся в электрический. Посредством коммутатора сигнал идет на катушку зажигания, а там превращается в электрозаряд — искру.

Располагается ДХ у девятки на распределителе зажигания. Искать устройство необходимо под пылезащитным экраном. Датчик закреплен на опорной пластине с помощью заклепок или пары винтов. Это уже зависит от типа используемого распределителя.

На инжекторных ВАЗ 2109 датчик Холла отсутствует. Его функции выполняет датчик положения коленвала.

Признаки поломки

Если ДХ выйдет из строя, автомобиль сам вам сообщит о наличии неисправности. Для определения неполадок с ДХ существуют определенные признаки, идущие от двигателя:

• Вы попросту не можете завести двигатель;
• Возникают перебои в работе силового агрегата — плавный ход становится уже не таким плавным, появляются рывки;
• Холостой ход нарушен или отсутствует полностью;
• Двигатель может неожиданно выключиться, заглохнуть;
• Заметно теряется мощность мотора.

Прежде чем бежать к подкапотному пространству и менять датчик Холла, для начала нужно убедиться, что причина всех бед с двигателем заключается именно в нем. Все же признаки косвенные, и они могут быть вызваны нарушением работоспособности других элементов вашего автомобиля.

Место установки

Проверка состояния

Есть несколько основных способов, которые применяются сегодня для проверки текущего состояния датчика Холла. Познакомимся детальнее с каждым из них, а вы для себя решите, какой будете применять при очередной проверке ДХ на своем ВАЗ 2109.

Способ проверки	Ваши действия
Замена старого устройства новым	Это самый простой способ, который потребует от вас наличия под рукой запасного датчика Холла, в работоспособности которого вы уверены. Просто извлеките старый датчик, вставьте на его место новый и попробуйте завести автомобиль. Если все заработало, вы нашли причину. Если же нет, придется искать источник проблем в других система
Проверка напряжения на выходе	Для этого метода вам потребуется тестер, подключенный к выходу устройства. Если датчик Холла будет исправен, тестер покажет значения в пределах 0,4-11 Вольт. Если же данные не соответствуют установленным нормам, ДХ придется заменить
Имитация работы устройства	Популярный метод, в рамках которого вы обманываете собственный автомобиль, имитируя работу датчика Холла. Вам необходимо извлечь штекерную колодку, включить зажигание и соединить между собой 3 и 6 выходы. Если начнет проскакивать искра, будьте уверены, ваш датчик вышел из строя
Проверка без дополнительных приборов	Здесь вам тестер или вольтметр не потребуется. Сначала подключите вывод с катушки к свече зажигания, а резьбу свечи подключить на массу. Снимите каретку с датчиком и присоедините разъем. Теперь можно включать зажигание. С помощью отвертки проведите инструментом возле устройства — датчика Холла. Если на свече появится искра, это говорит об исправности ДХ. Если же нет, вывод очевиден.

Проверка устройства

Обнаружив, что ДХ неисправен, вам следует обязательно заменить устройство. Затягивать с этим мероприятием не рекомендуем.

Замена

Ничего особо сложного в замене ДХ на отечественной девятке нет. Потому за работу вполне можно браться своими руками даже начинающему водителю.

1. Отключите минусовую клемму от аккумулятора.
2. Отключите бронепровода от трамблера, отключите шланг от вакуум-корректора.
3. Далее извлекайте газовый трос и пока убирайте его в сторону, дабы не мешал процессу.
4. Открутите крепеж кронштейна, который удерживает провода. Кронштейн снимите со шпильки и отодвиньте. Иначе он будет вам мешать.
5. На корпусе привода вспомогательных узлов и трамблере обязательно нанесите прямую линию. Эта места позволит во время обратной сборки не нарушить момент зажигания.
6. Отключите питающую колодку с проводами.
7. Извлеките из картера сцепления заглушки и проверните отверткой маховик таким образом, чтобы установить поршень первого цилиндра в положении верхней мертвой точки.
8. Чтобы снять трамблер, вам необходимо открутить еще две крепежные гайки, удерживающие устройство.
9. Снимите крышку с трамблера, снимите бегунок и потяните его вверх. Только немного.
10. Снимите крышку пылезащиты.
11. Откручивайте теперь болт крепления, чтобы извлечь штекер.
12. Нужно еще открутить болты, которые держат пластину нашего искомого датчика.
13. Демонтируйте болты крепления вакуум-корректора, снимите стопорные кольца, корректор и тягу.
14. Чтобы достать провода, вам потребуется разжать имеющийся там зажим.
15. Снимите крепежную пластину, открутите крепежные болты, что позволит вам наконец-то снять вышедший из строя датчик Холла.
16. Необходимо теперь установить новый датчик и собрать узел, действуя в обратной последовательности.

Важно не сбить настройки зажигания

Не забудьте после завершения работ обязательно проверить, правильно ли работает ваш карбюраторный ВАЗ 2109, не нарушили ли вы момент зажигания.

Основная сложность процесса замены ДХ заключается в необходимости добраться до датчика, а также существующие риски нарушения правильной работы карбюратора. Но если действовать аккуратно и строго согласно инструкции, проблем удастся избежать.

 Загрузка …

---

Как проверить датчик Холла Способы

Способы проверки датчика

Необходимо знать, за что отвечает датчик Холла. У прибора достаточно широкие возможности. Его используют как в бензиновых моторах, так и в дизельных двигателях. Чаще всего возможности ДХ применяют в таких ситуациях:

• в трамблере бензинового ДВС;
• при мониторинге вращения коленвала, для вывода значений на приборную доску;
• дизели используют электроприбор для выявления положения коленвала и последующей синхронизации работы форсунок;
• найти прибор удастся в системах АБС;
• задействован в некоторых коробках «автоматах».

При выходе из строя датчика определить поломку без диагностического оборудования вряд ли удастся. Можно лишь заметить явные механические поломки или повреждения, сигнализирующие об обрыве электроцепи.

Детальная проверка осуществляется при помощи осциллографов. На экране будет отражаться список потенциальных неисправностей.

Необходимость в проверке зачастую возникает после выявления косвенных негативных признаков, к которым относятся проблемы с запуском двигателя. Он может туго запускаться либо полностью перестанет реагировать на действия автомобилиста. Также при выходе из строя ДХ в моторе на холостых оборотах проявляются рывки, перебои или слышны «плавающие» обороты.

Стоит присмотреться к поведению автомобиля на больших оборотах. Сбои проявляются в нестабильной подаче мощности, отчего авто «дергается». В некоторых случаях ДВС беспричинно глохнет.

Одним из наиболее простых вариантов проверки работоспособности датчика является вариант замены его на аналогичный с другой машины, но гарантированно работающий прибор. Когда проблема ушла, то высока вероятность в поломке именно этого узла.

Если нет возможности обмена, то воспользуйтесь мультитестером. Потребуется его переключить в режим вольтметра. При мониторинге напряжения значение на выходе должно быть в интервале 0,4–11 В. Когда отсутствует возможность проверки мультиметром, то обычно проводят мониторинг следующим образом:

• подключаем свечу к выводу проводки катушки;
• наводим контакт отрицательной клеммы АКБ с резьбой свечи;
• демонтируем каретку с датчиком и соединяем разъем;
• запускаем зажигание автомобиля и проводим наконечником хорошо изолированной отвертки около датчика.

При выявлении искры после таких мероприятий можно быть уверенным в работоспособности датчика. В противном случае он нуждается в замене.

Расположение и функционал

Известный американский физик, занимавшийся разработками во второй половине 19-го века, дал свое имя одному из электроприборов в машине. Эдвин Холл изучал поведение полупроводников, которые вступали во взаимодействие с магнитным полем. Понять, как работает датчик Холла, что это, и на чем основан его принцип действия, помогает наглядный пример.

Плоскую пластину полупроводника располагают в области влияния магнитного поля. После того как на данный элемент от внешнего источника поступает напряжение, то ток начинает смещаться из-за влияния линий поля на какой-то из концов пластины. Таким образом формируется разница потенциалов. Именно ее изменения и фиксируются прибором.

Принцип действия датчика Холла востребован в бесконтактных системах зажигания. ДХ представляет собой контрольный прибор, который применяется для фиксации изменений в магнитном поле за счет изменения выходного напряжения двигателя.

На прорезях металлического экрана формируется магнитное поле, что провоцирует создание в полупроводниковой пластине напряжения. Такие прорези во время работы чередуются, появляющиеся импульсы получают невысокое напряжение. В результате импульсный датчик выполняет функции прибора, формирующего специальные маловольтные электроимпульсы.

Чтобы понять, для чего нужен датчик Холла в машине, нужно знать его функции. Прибор имеет возможность осуществлять такие задачи:

• передача текущих командных сигналов;
• мониторинг актуальной скорости;
• переключение некоторых контактов.

Система демонстрирует функционал аналоговых преобразователей. С помощью такого аппарата при сбоях в работе ДВС удастся замерить силу тока, не прерывая цепь. Это помогает в том случае, когда машина глохнет.

Как проверить датчик Холла

Проверка датчика Холла выполняется для выявления его неисправности. Поводом для проверки могут служить следующие признаки неисправности:

• Неустойчивость работы двигателя. Выражается в частом изменении оборотов, а также вибрации двигателя, которая бывает, обычно, при его попытке заглохнуть. Кроме того, вполне возможно, что во время движения автомобиль дергается и развивает не полную мощность.
• Проблемы с запуском. Если двигатель заводится на сразу или совсем не заводится, имеет место быть проверка датчика.
• Любое непредсказуемое поведение ДВС, например, его внезапная останока – тоже может быть из-за неисправного датчика Холла.

Если в вашем случае происходит что-то из этого списка, то необходимо сразу же проверить датчик. Для контроля его работоспособности можно применять следующие способы, которыми уже давно пользуются опытные автолюбители:

1. Первый способ самый популярный и, пожалуй, самый точный. Для этого можно попросить на время заведомо исправный датчик у своего соседа по гаражу или знакомого, установить на автомобиль и проверить работу двигателя. Если перечисленные проблемы сразу же исчезли, значит, вам необходимо приобрести новый.
2. Если же вы не имеете возможности найти исправное устройство, можно воспользоваться другим методом, который имитирует работу датчика. Для этого вытащите его штекер со стороны трамблера и включите зажигание. Замкните выходы 3 и 6. Если вы наблюдаете небольшое искрение, значит, датчик нуждается в замене.
3. Следующий метод используется уже более грамотными мастерами. В этом случае вам понадобится самый обычный вольтметр. С помощью его щупов нужно замерить выходное напряжение датчика, которое должно соответствовать диапазону значений от 0,4 до 11 Вольт.
4.  

   Последний метод не предусматривает использование вольтметра, но тоже может помочь при диагностике неисправности. Вам необходимо лишь выполнить следующее: вывод трансформатора нужно подключить к самой обычной свече зажигания, а ее резьбовое соединение, которое используется для крепления, подключить к «массе». Каретку с датчиком снимите и включите в разъем проводов. После этого, включите зажигание, а возле контактов проведите металлической отверткой, если устройство рабочее, то должна появиться искра.

Это все способы, с помощью которых можно проверить датчик Холла. Не исключено, что существуют и другие методы. Сразу после проверки, в случае выявления неисправности, датчик необходимо заменить, тогда работа двигателя сразу выйдет на нормальный уровень. 

Поводы для проверки датчика Холла

Есть несколько обстоятельств, по которым обладателю автомобиля принципиально знать, как проверить датчик Холла. Ведь конкретно его неисправности более нередко приводят к таким наружным проявлениям, как:

• Резкое понижение мощности;
• Затруднённый запуск;
• Перебои в работе мотора, сопровождаемые вибрацией;
• Неожиданная остановка мотора;
• Невозможность пуска.

1-ые три предпосылки появляются, когда сигналы от датчика поступают, но их выходные характеристики существенно отклоняются от обычных. В этом случае проверка сводится к осмотру его крепления.

При ослаблении крепежа, что случается часто, путём подтяжки следует обеспечить возврат сместившегося датчика в обычное положение. Это очень животрепещуще, так как плохо закреплённый датчик не только лишь приводит к появлению перечисленных негативных моментов, да и может получить серьёзные механические повреждения вращающимися с перекосом шторками. В случае значимого повреждения датчика работа мотора становится неосуществимой, так как импульсы от него на сто процентов перестают поступать.

Если канал приносит Для вас реальную пользу, тогда поддержите проект! Сумма не имеет значения! КАРТА (СБЕРБАНК).

Наглядное представление работы датчика Холла

Другими причинами поломки могут послужить сильный перегрев или замыкание сигнального вывода. В случае, когда предполагается подобное, необходимо проверить датчик Холла на неисправность.

Проверка датчика Холла 2110

Датчик Холла 2110 является капризным механизмом, определить поломку которого порой бывает сложно даже профессионалам своего дела. Его выход из строя может проявляться по – разному, есть несколько симптомов, которые могут указать на проблему лишь косвенно. Рассмотрим некоторые из них:

• мотор отказывается запускаться;
• обороты «плавают» на холостом ходу;
• когда владелец добавляет оборотов, машина начинает характерно дергаться;
• двигатель глохнет без причины и плохо заводится в дальнейшем.

Эти признаки указывают на необходимость проверить датчик Холла. Один из самых простых способов проверить датчик – установить исправный (желательно новый) и подключить. Если после снятия ваше устройство не работает, пора приобретать новую деталь. Проверить работу датчика можно мультиметром – выставьте на устройстве нужный вам режим измерения напряжения, протестируйте показатели и наблюдайте. Показатели исправного устройства варьируются от 0, 5 до 12 В. Еще один вариант совершить проверку – снять с трамблера колодку и включить зажигание. Взять кусок провода и попробовать замкнуть контакты  2 и 3 на колодке. При появлении искры можно сделать вывод, что датчик не работает.

Датчик холла или по-другому датчик положения распределительного вала является составляющей электронной системы управления двигателем современного инжекторного двигателя, в том числе и ваз-2110.

Как выполнить проверку

1. Снимите распределитель зажигания(трамблер) с автомобиля.
2. Соберите схему, показанную на фото. Напряжение питания должно быть 8–14 В. Вольтметр должен быть с пределом измерения не менее 15 В и внутренним сопротивлением не менее 100 кОм. Медленно поворачивайте валик распределителя зажигания. При этом вольтметр должен показывать резкое изменение напряжения от минимального (не более 0,4 В) до максимального. Максимальное напряжение не должно отличаться от напряжения питания менее чем на 3 В. 

 

Датчик фаз 2110, 21102. Замена датчика фаз Замена приемной трубы глушителя ВАЗ-2110

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Проверка датчика Холла ВАЗ 2108, 2109, 21099

Датчик холла устанавливается в распределителе зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099. Он предназначен для определения момента искрообразования в системе зажигания автомобиля (аналог контактов в контактной системе зажигания).

При выходе из строя датчика Холла двигатель автомобиля либо не запустится совсем, либо будет пускаться и глохнуть. При возникновении подобных проблем с двигателем автомобиля следует провести проверку датчика Холла.

Проверка датчика Холла

Провести проверку можно не снимая его с трамблера. Для ее проведения понадобится вольтметр или подобный прибор с режимом вольтметра и пара булавок.

— Протыкаем булавками изоляцию зеленого и бело-черного провода в соединительной колодке датчика

Бело-черный провод — масса, зеленый — импульс на коммутатор.

— Подключаем выводы вольтметра к булавкам

— Включаем зажигание автомобиля

— Медленно вращаем коленчатый вал двигателя

Вращать можно отверткой за шлицы маховика в лючке на картере сцепления.

— Следим за показаниями вольтметра

При вращении коленчатого вала и бегунка трамблера соответственно, показания вольтметра должны попеременно падать почти до нуля (0,4 В) и подниматься до величины напряжения в ботовой сети или несколько ниже (9-12 В). Если все так и происходит – датчик Холла исправен и следует искать неисправность где-то еще.

Проверка датчика Холла при помощи вольтметра

Примечания и дополнения

Если нет вольтметра, можно заменить датчик Холла заведомо исправным и оценить работу двигателя уже с ним. Для этого придется снимать, разбирать-собирать трамблер что более трудоемко.

— Отсоединять колодку проводов от датчика Холла желательно при выключенном зажигании иначе возможен его выход из строя.

Еще статьи по системе зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Признаки неисправности датчика Холла

— Неисправности трамблера автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Проверка бесконтактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Установка момента опережения зажигания на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Проверка вакуумного регулятора опережения зажигания на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Проверка высоковольтных проводов автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

Проверка и ремонт датчиков Холла — Датчики — Статьи

Проверка и ремонт датчиков Холла.

 После обязательного внешнего ос­мотра проверить работоспособность датчика можно с помощью индикатора, собранного по схеме (рис. 3.27, а). Подключаем колодку 8 индикатора к колод­ке датчика-распределителя и соединяем клеммы индикатора с источником питания 12 В. Если при вращении вала датчика-распределителя от руки конт­рольная лампа 1 будет мигать, то датчик исправен.

Более точно датчик можно проверить с помощью вольтметра, подключенного но схеме, приведенной на рис. 3.27, б: подключаем батарею, резистор 2…3 кОм и при вращении вала датчика снимаем показания вольтметра. Верхний уровень импульса должен быть не более чем на 3 В меньше напряжения питания, а ниж­ний — не превышать 0,4 В.

Полную картину работы датчика дает осциллограф, подключенный по схеме рис. 3.27, в. Проверка датчика сводится к наблюдениям на экране осциллографа импульсов датчика при вращении ро­тора и измерению параметров этих импульсов. Вращать ротор 3 датчика-распределителя можно рукой или с по­мощью электродвигателя. Во втором случае к выводам колодки 1 датчика 2 подключаем источник питания посто­янного тока напряжением 9… 14 В и ос­циллограф 5. Между выводом «+» и средним выводом подключаем рези­стор 4 сопротивления 10 кОм. Включа­ем электродвигатель и на различных частотах вращения якоря электродви­гателя на экране осциллографа наблю­даем импульсы, вырабатываемые датчиком. Форма импульса должна соответст­вовать изображенной на рис. 3.28. Время включения t вкл и выключения  t выкл долж­но быть не более 0,5 мкс. Верхний уровень импульса должен быть не более чем на 3 В меньше напряжения питания, а нижний — не должен превышать 0,4 В. Скважность импульса Q должна быть в пределах 3±25 %:

Рис. 3.28. Осциллограмма изменения вы­ходного напряжения датчика Холла

Q = Ти/То.

где Ти — период следования импульсов; Т0 — длительность логического нуля.

Нарушение параметров выходного сигнала и увеличение скважности импульса вызывают нарушение работы транзисторного коммутатора и перебои в работе двигателя. Из-за увеличения скважности происходит перегрев коммутатора и ка­тушки зажигания, а из-за уменьшения — пропуски искрообразования. В случае от­сутствия выходного сигнала необходимой формы на экране осциллографа или на­рушения его параметров датчик Холла подлежит замене.

Необходимо учитывать, что измерения длительности времени включения t вкл, и времени выключения t выкл, можно производить только на чувствительных осцил­лографах, на других же импульс имеет почти прямоугольную форму, что затруд­няет определение параметров датчика, но дает возможность проверить его ра­ботоспособность.

Датчик Холла функционирует на основе принципа появления в полупроводнике, на который воздействует магнитное поле, поперечной разности потенциалов (эффект Холла). Конструкция имеет вид полупроводника, соединенного с постоянным магнитом. Между полупроводником и магнитом располагается стальной экран цилиндрической формы.

Для того чтобы проверить работу датчика Холла воспользуйтесь следующими методами:
1.Подключите вольтметр к выходу датчика. Исправный датчик влияет на показатели вольтметра, заставляя его стрелку крутиться в пределах от 0.4 В до величины, отличающейся от напряжения питания не более чем на 3 В.
2.Замените ваш датчик тем, в исправности которого вы уверены.
3.Замените датчик устройством, имитирующим его работу.

Создание имитации датчика Холла
1.Снимите трехштекерную колодку с трамблера (прерыватель-распределитель зажигания).
2.Включите зажигание.
3.Возьмите отрезок провода и соедините его концы с выходами «3» и «6» коммутатора.

Если в момент соединения появляется искра, значит, датчик Холла поврежден и не способен верно функционировать.

Замена датчика Холла

Неисправный датчик следует заменить работающим устройством. Делается это по следующей технологии:
1.Отсоедините крышку трамблера.
2.Поверните коленвал таким образом, чтобы метка на его шкиве примерно совпадала со средней меткой на крышке газо-распределительного механизма.
3.Отметьте для себя положение бегунка распределителя зажигания.
4.Воспользуйтесь ключом на 13 и, отвернув гайки, снимите трамблер.
5.Возьмите небольшой молоток и несильными ударами выбейте штифт (стальная трубка), фиксирующий маслоотражательную муфту. Вытяните штифт пассатижами.
5.Снимите муфту вместе с ее шайбой, достаньте вал из корпуса трамблера.
7.Отсоедините клеммы датчика Холла, отвинтите его и осторожно выньте через щель образованную оттягиванием регулятора.

Похожие материалы

Использование мультиметра для проверки датчиков Холла в вашем электрическом двигателе (самокат M365): 7 шагов (с изображениями)

Датчики Холла чувствительны к нагреву, и если ваш двигатель подвергался воздействию высокой температуры, датчики Холла могут выйти из строя. Единственное прямое решение — заменить неисправные компоненты на новые. Вы можете легко отсоединить плату, удерживающую холлы от катушек, а затем распаять цветные провода. Прежде чем продолжить, сфотографируйте свою доску, это может быть удобно.

В двигателе Xiaomi M365 (классический) используются датчики Холла, номер SS43F , которые широко доступны в большинстве интернет-магазинов.Рекомендую взять их партию (5 или 10), они могут пригодиться.

Отпаяйте старый датчик, оберните контакты несколькими термоизоляционными трубками (можно повторно использовать небольшую изоляцию от предыдущего датчика) и припаяйте. Убедитесь, что длина достаточная, ориентация правильная и датчик Холла настроен правильно. Будьте осторожны при удалении старого компонента, есть вероятность, что вы сломаете контакты, и рекомендуется использовать некоторые способы удаления лишнего припоя (медная оплетка или насос для удаления припоя).Если бы мне пришлось сделать это снова, я бы сначала поместил датчики в их небольшую выемку на статоре, а затем поместил бы плату соответствующим образом, прежде чем что-либо паять.

Обратите внимание на нагрев вашего утюга, в техническом описании SS43F указано, что он не должен превышать 260 ° в течение 3 секунд. Я рекомендую проверить, правильно ли красный провод (VCC) подключен к первому контакту каждого датчика. Повторите ту же двойную проверку для линии заземления (средний штифт).

У меня не было такого же эталонного компонента, и я выбрал A3144 , который имеет аналогичные характеристики.Распиновка такая же. Я решил заменить все датчики, чтобы избежать смешанной партии компонентов. Он работает отлично и пока не заметил никаких проблем. Я также купил еще один эталон, Oh237, на всякий случай, но не пробовал, поэтому я не могу гарантировать, что он будет работать, хотя спецификации также схожи. Вам нужен униполярный датчик холла, биполярные датчики не подходят для классических.

Эти компоненты не должны работать при температурах выше 85 ° C.Вы можете переключиться на версию, которая поддерживает температуру до 150 ° C, но я бы не рекомендовал ее, поскольку холлы действуют как своего рода система безопасности. Если ваш двигатель станет слишком горячим, холлы перестанут работать, и это заставит вас дать двигателю остыть, иначе вы потенциально можете получить сгоревшие катушки, заменять которые гораздо дороже (перемотка катушек или просто новый двигатель).

Для европейских читателей : Я купил их на https://mikroshop.ch, сайт на немецком языке, но они доставляют в ЕС.Французские читатели: https://www.gotronic.fr/art-capteur-a3144-21003.htm. Вы также можете проверить Conrad или других местных поставщиков, если доставка из Китая занимает слишком много времени. Эти залы очень дешевые, вы, вероятно, заплатите больше за доставку.

Как проверить, являются ли датчики Холла линейными (аналоговыми) или цифровыми [II] — Technosoft Motion Control

Многие бесщеточные двигатели, доступные сегодня на рынке, оснащены датчиками Холла. Обычно эти датчики на эффекте Холла являются цифровыми.Однако есть определенные типы двигателей, оснащенные линейными (аналоговыми) датчиками Холла.

В то время как приводы Технософт в настоящее время используют цифровые датчики на эффекте Холла только в качестве коммутационной обратной связи, линейные (аналоговые) датчики на эффекте Холла используются в качестве устройства обратной связи по положению и / или скорости.

Примечание : Датчик эффекта Холла — это преобразователь, который изменяет свой выходной сигнал в ответ на магнитное поле.

Обычно тип датчиков Холла указывается в проспекте двигателя или в техническом паспорте.Если производитель двигателя не предоставляет эту информацию, самый простой способ проверить, являются ли датчики Холла цифровыми или линейными, — это использовать вольтметр.

При питании датчиков Холла (обычно 5 В постоянного тока) вольтметр должен быть подключен между одним из выходов датчиков Холла и землей. Затем вал двигателя нужно медленно проворачивать вручную, проверяя показания вольтметра. Если изменение напряжения линейное, то датчики Холла линейные (аналоговые). Если напряжение будет скачкообразно с 0 В до 5 В и обратно, то датчики Холла цифровые.

Вместо вольтметра можно использовать осциллограф. В этом случае форма сигналов будет более четкой.

Примечания :

A) Хотя большинство приводов Технософт поддерживают как линейные (аналоговые), так и цифровые датчики Холла, необходимо соблюдать осторожность при подключении выходов датчиков Холла к приводам. Каждый тип датчиков Холла имеет собственный набор входных контактов. Цифровые датчики Холла должны быть подключены к контактам HALL1, HALL2 и HALL3, а линейные (аналоговые) датчики Холла должны быть подключены к контактам Lh2, Lh3, Lh4.

B) Тип датчиков Холла также можно проверить с помощью наших приводов. Датчики необходимо подключить к линейным входам датчиков Холла (Lh2, Lh3, Lh4). В EasyMotion Studio или EasySetup должен быть открыт шаблон линейных датчиков Холла. В диалоговом окне «Настройка двигателя» необходимо запустить «Тест подключения сигналов Холла». Если изменение сигналов, отображаемых во время теста, является линейным, то датчики Холла являются линейными (аналоговыми). В противном случае, если сигналы имеют прямоугольную форму, как на рисунке ниже, датчики Холла цифровые.

Причина и следствие

: Поиск и устранение неисправностей датчиков Холла

Лампа из китового масла освещала место над кухонным столом, где Эдвин работал над тонкой прямоугольной полосой из золотой фольги. Он мог видеть свое отражение в полосе, и его мысли на мгновение заблудились, когда он подумал о том, каким усталым он выглядел. Было уже очень поздно, но Эдвин задумал что-то новое, что-то очень новое. Эдвин Холл работал над теорией электронного потока Кельвина, которая была представлена ​​примерно 30 годами ранее, в 1849 году.Во время работы он случайно заметил, что если через золотую полоску протекает ток и магнитное поле помещается перпендикулярно одной стороне полоски, на краях полоски обнаруживается разность электрических потенциалов. Это открытие было приписано доктору Эдвину Холлу, и теперь оно называется эффектом Холла.

Как и многие другие открытия, блестящее наблюдение доктора Холла пришло не в результате его поиска, а в результате наблюдения чего-то необычного и последующего воздействия на него. Эффект Холла известен уже более 100 лет, но приложения для его использования не были разработаны до последних нескольких десятилетий.Автомобильная промышленность применила эту технологию ко многим системам, используемым в современных транспортных средствах, включая трансмиссию, систему контроля кузова, противобуксовочную систему и антиблокировочную тормозную систему. Чтобы охватить эти различные системы, датчик Холла конфигурируется несколькими способами / переключением, аналоговым и цифровым. Это датчики приближения; они не имеют прямого контакта, но используют магнитное поле для активации электронной схемы.

Эффект Холла может быть получен с помощью таких проводников, как металлы и полупроводники, и качество эффекта меняется в зависимости от материала проводника.Материал будет напрямую влиять на протекающие через него электроны или положительные ионы. В автомобильной промышленности обычно используются три типа полупроводников для изготовления элемента Холла / арсенида галлия (GaAs), антимонида индия (InSb) и арсенида индия (InAs). Самый распространенный из этих полупроводников — арсенид индия. Как и в эксперименте доктора Холла, важно, чтобы проводник был прямоугольным и очень тонким. Это позволяет протекающим через него носителям разделяться и объединяться по краям.

Теперь давайте посмотрим на принцип эффекта Холла (рис. 1 и 2 выше). Если ток течет по проводнику и магнитному полю (магнитному потоку) позволяют перемещаться по проводнику перпендикулярно потоку тока, заряженные частицы дрейфуют к краям прямоугольной полосы. Эти заряженные частицы собираются на краях поверхности. Магнитный поток передает силу на проводник, которая заставляет напряжение (положительную силу) дрейфовать к одному краю, в то время как электроны (отрицательная сила) дрейфуют к противоположному краю.Сила, действующая на текущий поток, называется силой Лоренца.

Пока к проводнику прикладывается магнитная сила, носители остаются на противоположных сторонах, создавая падение напряжения на проводнике. Этот перепад напряжения и есть напряжение Холла. Он пропорционален току, протекающему через него, напряженности магнитного поля и типу материала проводника. Если любая из этих трех переменных изменится, разность напряжений на проводнике также изменится. Вот почему элемент Холла должен иметь регулируемое напряжение, подаваемое на путь тока.Если ток регулируется и материал проводника задан, остается изменить только магнитную напряженность. Когда магнитная напряженность изменяется до угла 90 ° по отношению к пути тока, падение напряжения на проводнике также изменяется. Чем сильнее магнитный поток, тем больше падение напряжения на проводнике.

Генерируемое напряжение Холла является аналоговым сигналом. Этот сигнал Холла очень мал / обычно около 30 микровольт при магнитном поле 1 гаусс. Из-за небольшого генерируемого напряжения сигнал Холла должен быть усилен, если устройство будет использоваться в практических целях.

Тип усилителя, который лучше всего подходит для использования с элементом Холла, — это дифференциальный усилитель (рис. 3 на стр. 56), который усиливает только разность потенциалов между положительным и отрицательным входами. Если нет разницы напряжений между положительным и отрицательным входами усилителя, выходное напряжение усилителя не будет. Однако при наличии разности напряжений эта разница будет иметь линейное усиление. Величина усиления определяется дифференциальным усилителем, используемым в схеме.

Элемент Холла подключается непосредственно к дифференциальному усилителю, поэтому активность элемента Холла отражается усилителем. Когда магнитное поле отсутствует в элементе Холла, не создается напряжение Холла и отсутствует выходное напряжение из усилителя. Когда к элементу Холла прикладывается магнитное поле, на элементе создается напряжение Холла. Дифференциальный усилитель обнаруживает этот перепад напряжения и усиливает его.

Способ использования датчика Холла определяет изменения схемы, необходимые для обеспечения правильного вывода на устройство управления.Этот выходной сигнал может быть аналоговым, например датчик положения ускорения или датчик положения дроссельной заслонки, или цифровым, например датчик положения коленчатого или распределительного вала.

Давайте рассмотрим эти различные конфигурации датчика Холла. Когда элемент Холла должен использоваться для аналогового датчика, который может использоваться для шкалы температуры в системе климат-контроля или датчика положения дроссельной заслонки в системе управления трансмиссией, сначала необходимо изменить схему. Элемент Холла подключен к дифференциальному усилителю, а усилитель — к транзистору NPN (рис.4). Магнит прикреплен к вращающемуся валу. Когда вал вращается, магнитное поле усиливается на элементе Холла. Создаваемое напряжение Холла пропорционально напряженности магнитного поля.

Если бы вал дроссельной заслонки контролировался PCM, магнит вращался бы вместе с валом дроссельной заслонки. На холостом ходу дроссельная заслонка была закрыта. В этом случае напряженность магнитного поля будет низкой, а создаваемое напряжение Холла будет низким. Дифференциальный усилитель будет иметь небольшую разность потенциалов, а выход усилителя будет низким.База транзистора NPN будет получать выходной сигнал усилителя.

Поскольку напряжение на базе низкое, усиление транзистора NPN также низкое. В этом состоянии выходное напряжение TPS будет порядка 1 вольт. Когда двигатель находится под нагрузкой, вал дроссельной заслонки вращается, открывая дроссельную заслонку. При вращении вала дроссельной заслонки магнитное поле усиливается на элементе Холла. Создаваемое напряжение Холла увеличивается пропорционально напряженности магнитного поля. По мере увеличения напряжения Холла дифференциальный усилитель получает свою разность потенциалов.Затем усилитель усиливает разницу между отрицательным и положительным входами. Этот возрастающий выходной сигнал отправляется на базу NPN-транзистора, который затем усиливает сигнал, создавая выходной сигнал датчика положения дроссельной заслонки. Этот линейный выход пропорционален вращению вала дроссельной заслонки.

Выходные данные TPS отправляются в PCM, где он сообщает об угле вала дроссельной заслонки. Микропроцессор PCM не может напрямую считывать аналоговое напряжение, отправляемое с TPS. Этот сигнал должен быть преобразован в двоичный формат — единицы и нули.Для этого используется устройство, называемое аналого-цифровым преобразователем. В большинстве случаев используется 8-битный аналого-цифровой преобразователь. Это устройство преобразует уровень напряжения в последовательность единиц и нулей, которые микропроцессор может декодировать и использовать для определения фактического угла вала дроссельной заслонки.

Когда элемент Холла должен использоваться для цифрового сигнала, например, в датчике положения коленчатого или распределительного вала или датчике скорости транспортного средства, сначала необходимо изменить схему. Элемент Холла подключен к дифференциальному усилителю, который подключен к триггеру Шмитта.В этой конфигурации датчик выдает цифровой сигнал включения / выключения. В большинстве автомобильных цепей датчик Холла является поглотителем тока или заземляет сигнальную цепь. Для этого к выходу триггера Шмитта подключается NPN-транзистор (рис. 5). Магнит расположен напротив элемента Холла. Спусковое колесо, или цель, расположено так, чтобы затвор мог находиться между магнитным полем и элементом Холла.

Когда затвор не находится между магнитом и элементом Холла, магнитное поле проникает через элемент Холла, создавая напряжение Холла.Это напряжение подается на положительный и отрицательный входы дифференциального усилителя. Усилитель повышает это дифференциальное напряжение и отправляет его на вход триггера Шмитта (цифрового пускового устройства). Когда напряжение от дифференциального усилителя увеличивается, оно достигает порога включения или рабочей точки. В этой точке срабатывания триггер Шмитта меняет свое состояние, позволяя отправить сигнал напряжения.

Точка срабатывания (отключения) установлена ​​на более низкое напряжение, чем точка включения.Целью этой разницы между точками включения и выключения (гистерезис) является устранение ложного срабатывания, которое может быть вызвано незначительными отклонениями от дифференциального усилителя. Триггер Шмитта включается, и выходное напряжение отправляется на базу NPN-транзистора. Когда на базе транзистора присутствует напряжение, транзистор включается.

Регулятор напряжения блока управления подает напряжение на резистор или нагрузку. Схема резистора подключена к коллектору транзистора NPN, и когда NPN включен, ток течет в коллектор и выходит из эмиттера на землю.В этом состоянии сигнал заземлен. Поскольку резистор находится внутри блока управления, напряжение находится на плече заземления и будет падать очень близко к напряжению заземления.

При вращении спускового колеса затвор перемещается между магнитом и элементом Холла. Поскольку спусковое колесо сделано из железа, оно притягивает магнитное поле к затвору. В этот момент элемент Холла больше не имеет магнитного поля, проникающего через него, и напряжение Холла не создается. Без напряжения Холла дифференциальный усилитель не имеет выхода на триггер Шмитта.В свою очередь, триггер Шмитта не имеет выхода напряжения на базу NPN-транзистора, и транзистор изменяет состояние и закрывается. Затем земля снимается с груза. Это создает разрыв цепи. В разомкнутой цепи присутствует напряжение источника. Если бы регулятор напряжения был источником 5 вольт, то напряжение в разомкнутой цепи было бы 5 вольт. При вращении заслонка выдвигается между магнитом и элементом Холла. Включается цепь, замыкающая заземляющую ногу от нагрузки.Таким образом, напряжение сигнала падает очень близко к земле. Этот цикл повторяется для создания цифрового сигнала от датчика Холла с экранированным полем.

Зубчатый датчик Холла (рис. 6) — это еще один тип цифровых датчиков включения / выключения. Подмагничивающий магнит размещен над элементом Холла. В этом датчике магнитное поле всегда проникает через элемент Холла, и всегда присутствует напряжение Холла. Когда зуб шестерни или цель проходит под элементом Холла, магнитное поле в элементе усиливается.По мере усиления магнитного поля напряжение Холла увеличивается. Это напряжение отправляется в схему, которая сравнивает выходное напряжение холла без зубцов с выходным напряжением холла.

Для срабатывания этого датчика цель должна пройти мимо элемента Холла. В положении без зубцов конденсатор заряжается для хранения незубчатого напряжения Холла, чтобы его можно было сравнить с зубчатым напряжением Холла. По мере приближения передней кромки зуба к датчику напряжение Холла увеличивается до заданной точки срабатывания.В этот момент компаратор отправляет сигнал в схему триггера. Триггер подает сигнал напряжения на NPN-транзистор и включает его. Транзистор NPN подключен к цепи резистора в блоке управления.

Одна сторона резистора подключена к регулятору напряжения, другая сторона — к коллектору NPN-транзистора. Когда транзистор меняет состояние и включается, сигнальное напряжение сбрасывается на землю. Когда цель вращается и задняя кромка зубца проходит через датчик Холла, напряжение падает ниже заданной точки срабатывания, и компаратор подает напряжение на цепь запуска и выключает транзистор NPN.Затем транзистор меняет состояние и размыкает цепь. Теперь в сигнальной цепи присутствует напряжение источника. Если регулятор представляет собой источник 5 В, напряжение сигнала теперь составляет 5 В. Когда зуб проходит под датчиком Холла, цепь активируется и тянет этот 5-вольтовый сигнал на землю. Этот цикл повторяется для создания цифрового выходного сигнала датчика Холла с зубчатым колесом.

Для поиска неисправностей в этих цепях (см. Рис. 7 и 8) необходимо измерить падение напряжения на питании, заземлении и сигнале.Если сигнал правильный на низком и высоком выходах, питание и заземление также будут в норме. Если источником питания является аккумуляторное напряжение, регулятор напряжения находится внутри датчика Холла. Если питание подается от электронного модуля, регулятор напряжения находится в этом модуле. Если источник питания падает из-за падения напряжения (сопротивления) или из-за проблемы регулятора, выходной сигнал также упадет. Если напряжение питания увеличится, выходной сигнал также увеличится. Если напряжение земли увеличивается из-за падения напряжения (сопротивления), выходной сигнал также увеличивается.

С аналоговым датчиком Холла, если есть падение напряжения или разрыв цепи между датчиком Холла и модулем управления, напряжение сигнала будет правильным на датчике, но неправильным на модуле. Если напряжение на модуле правильное, а напряжение на диагностическом приборе неправильное, значит, проблема в аналого-цифровом преобразователе внутри блока управления. Перед заменой блока всегда проверяйте питание, массу и сигналы на модуле управления.

Осциллограф необходим для поиска и устранения неисправностей цифрового датчика.Следующие рекомендации помогут вам поставить диагноз:

• С цифровым датчиком на эффекте Холла, если сигнал на датчике высокий, прерывистый или полностью отсутствует, цепь от модуля управления исправна.
• В разных блоках управления используются разные уровни напряжения сигнала; Обычны 5, 8, 9 и 12 вольт. Этот уровень напряжения сигнала должен быть в пределах 10% от целевого напряжения, иначе блок управления не обнаружит изменение состояния напряжения.
• Если сигнал низкий, прерывистый или полностью неработающий, регулятор напряжения или цепь в блоке управления могут быть неисправны, сигнальный провод может быть разомкнут или заземлен, или датчик эффекта Холла может быть неисправен и тянет сигнал на землю.
• Если уровень напряжения заземления датчика не находится в пределах 10% от напряжения заземления автомобиля, блок управления не обнаружит изменение состояния сигнала.
• Если напряжение остается высоким или низким, убедитесь, что цель движется.
• При выходе из строя нескольких датчиков Холла убедитесь, что цель не попадает в один из них.
• Когда сигнальный провод Холла закорочен или периодически или постоянно закорочен на источник питания, он сгорает в электронных схемах внутри датчика Холла и обычно приводит к замыканию сигнала на землю.Датчик Холла рассчитан на ток 20 миллиампер или меньше. Резистор расположен в сигнальной цепи, поэтому он может ограничивать ток, протекающий через эту цепь. Если сопротивление этого резистора снизится, ток увеличится, что приведет к многочисленным отказам датчика Холла.

Существует множество конфигураций датчиков Холла. Все эти устройства работают по одним и тем же основным принципам, описанным здесь. Когда вы работаете в отсеке для обслуживания, позвольте своему блеску сиять, как у доктора Эдвина Холла.Обратите внимание на то, что необычно, и действуйте в соответствии с этим.

Скачать PDF

Измерение датчика ABS на эффекте Холла

Датчик антиблокировочной тормозной системы (ABS) используется для определения скорости вращения колеса, чтобы предотвратить блокировку колеса. при торможении. Датчик Холла ABS состоит из постоянного магнита с расположенным рядом датчиком на эффекте Холла. Напряженность магнитного поля изменяется, когда чувствительный к магнетизму объект проходит через магнитное поле магнит. Это изменение магнитного поля вызывает изменение выходного сигнала датчика Холла.

В большинстве случаев объектом воздействия магнитного поля является диск или кольцо с равномерно распределенными зубцами, устанавливается на карданный вал или в подшипник. Когда колесо вращается, зубья проходят мимо датчика, и рисунок, в котором они расположены, является виден в сигнале датчика АБС. Каждый период сигнала — это зубец, проходящий через датчик. Частота сигнала зависит от скорости вращения колеса и количества зубьев на диске или звенеть.

В автомобилях используются два различных типа датчика Холла с двумя или трехжильными проводами.

Трехпроводный датчик ABS с эффектом Холла имеет простой источник питания и сигнальный провод с сигналом напряжение (U _s ), идущее на ЭБУ АБС, показано на рисунке 1. В зависимости от конструкции датчика наличие зуба вызывает либо высокое, либо низкое напряжение сигнала и промежуток между зубами наоборот. Результирующий сигнал представляет собой прямоугольную волну.

Рисунок 1: Схематическое изображение 3-проводного датчика АБС на эффекте Холла

Двухпроводной датчик ABS с эффектом Холла имеет провод питания 12 В, но не имеет прямого заземления.Как показано на рисунке 2, заземление датчика также является сигнальным проводом. 2-проводной датчик АБС на эффекте Холла регулирует ток. Величина тока (I _s ) изменяется датчиком, когда зуб проходит мимо датчика. В зависимости от конструкции датчика наличие зуба вызывает высокий или низкий ток и промежуток между зубами наоборот. Этот ток, протекающий через резистор внутри ЭБУ АБС, создает напряжение (U _s ). относительно земли, аналогично прямоугольному сигналу 3-проводного датчика Холла ABS.Уровни напряжения другие и намного ниже, чем у 3-проводного датчика Холла ABS из-за низкие токи. Уровни напряжения также могут изменяться от системы к системе в зависимости от текущего расхода и значений резистора. но должна быть видна четкая прямоугольная волна.

Рисунок 2: Схематическое изображение 2-проводного датчика ABS

на эффекте Холла

Датчик распредвала — эффект Холла

Дополнительные указания

Датчик CMP сигнализирует об одном или нескольких фиксированных исходных положениях распределительного вала модулю управления двигателем (ECM), например, о достижении такта впуска цилиндра.Контроллер ЭСУД использует сигнал датчика распределительного вала для точного управления синхронизацией зажигания (если используется бензиновый двигатель), впрыска, изменения фазировки клапана и т. Д.

Как следует из названия, датчики CMP с эффектом Холла используют эффект Холла, который создает разность потенциалов (известную как напряжение Холла) по ширине проводника, когда по его длине протекает ток, а магнитное поле прикладывается перпендикулярно. к току (то есть через направление проводника снизу вверх). Когда ток фиксирован, чем больше напряженность магнитного поля, тем больше напряжение эффекта Холла.

Датчики имеют встроенные схемы согласования, которые преобразуют напряжение Холла в стабильный цифровой выходной сигнал, переключающийся между 0 В и 5 В. Поскольку датчики CMP на эффекте Холла потребляют энергию, им требуются цепи подачи напряжения и заземления.

Датчики снабжены импульсным колесом. Когда колесо импульсов вращается, оно проходит сквозь магнитное поле датчика и воздействует на него, модулируя напряжение Холла. В ответ выходной сигнал цифрового датчика переключается либо с низкого на высокий (от 0 В до 5 В), либо с высокого на низкий (от 5 до 0 В), в зависимости от схемы датчика.Общая частота сигнала будет зависеть от частоты вращения распределительного вала.

Колесо импульсов может иметь уникальные шаблоны для каждого цилиндра, только один импульс или что-то среднее между ними. Благодаря уникальным шаблонам для каждого цилиндра сигнал датчика CMP можно использовать в процессе быстрого запуска. Например, 4-цилиндровый двигатель может запуститься при повороте коленчатого вала на 180 градусов (90 градусов поворота распределительного вала). В этих приложениях датчик CMP может называться датчиком идентификации цилиндра (CID) или датчиком фазы, а импульсное колесо может называться фазовым колесом.

Сигнал датчика CMP может иметь решающее значение для работы ECM, и сбои могут вызывать такие симптомы, как:

• Двигатель запускается, но не запускается
• Отключение двигателя
• Неустойчивая работа
• Работа в аварийном режиме
• Подсветка контрольной лампы неисправности (MIL)
• Диагностические коды неисправностей (DTC)

Связанные отказы:

• Короткое замыкание, обрыв или высокое сопротивление в цепях сигнала, питания или заземления.
• Неисправности цепи внутреннего датчика.
• Ошибки сигнала из-за чрезмерного загрязнения или детрита на корпусе датчика или импульсном колесе.
• Неправильная установка или работа компонентов датчика или коленчатого вала, вызывающая:
  • Чрезмерные зазоры между датчиком и импульсным колесом.
  • Повреждение корпуса датчика или импульсного колеса.
  • Чрезмерное движение или вибрация кривошипа или маховика.

Диагностика для встроенного самотестирования (BIST)

Содержание электронного оборудования в автомобилях неуклонно росло за последние несколько десятилетий и не показывает никаких признаков замедления по мере того, как отрасль стремится к разработке полностью автономных транспортных средств.Усовершенствованные системы помощи водителю (ADAS), как правило, повышают безопасность водителя и пассажиров, но могут причинить вред в случае неисправности или недостатка конструкции. Передовой опыт проектирования и внедрения критически важных для безопасности автомобильных систем кодифицирован в стандарте ISO 26262: 2011.

Allegro имеет долгую историю предоставления автомобильных решений и отреагировал на потребность в повышенной безопасности с помощью магнитных датчиков, которые включают уникальные запатентованные возможности самодиагностики.Эти сенсорные ИС способны обнаруживать и сообщать о внутренних неисправностях, включая дрейф магнитных точек переключения. Они либо устраняют необходимость в дублирующих датчиках в критически важных для безопасности приложениях, либо повышают надежность в критически важных для безопасности приложениях, где требуются дублированные датчики (системы с электроприводом и т. Д.).

На рисунке 1 показана блок-схема переключателя на эффекте Холла со встроенной диагностикой.

Рисунок 1: Датчик Холла со встроенной диагностикой

Самой ранней реализацией этой функции было добавление магнитных катушек, размещенных поверх плоских чувствительных элементов с эффектом Холла, как показано на Рисунке 2.Эти катушки были изготовлены с использованием фотолитографии как часть процесса изготовления пластины. Когда они находятся под напряжением, они создают магнитное поле, которое может восприниматься элементом (ами) Холла. Это проверяет весь путь магнитного и электрического сигнала ИС, подтверждая функциональность. Более поздние реализации этой технологии с вертикальным зондированием на эффекте Холла использовали электрические, а не магнитные тестовые сигналы, подаваемые на элементы Холла.

Рисунок 2: Катушки над плоскими элементами датчика Холла в ИС со встроенным самотестированием (BIST)

В любой момент времени путь прохождения сигнала может находиться в нормальном режиме работы или в режиме диагностики.Режим диагностики может запускаться по запросу хост-системой или запускаться автоматически. В случае автоматической работы датчик попеременно измеряет магнитное поле и обновляет выходные данные, а также выполняет самотестирование (см. Рисунок 3). Это может повлиять на поведение датчика во временной области за счет задержки или дрожания выходных переходов.

Рисунок 3: Временная диаграмма BIST

Однако с каждым последующим поколением ИС датчиков Allegro время, необходимое для выполнения самотестирования, становилось все короче и короче и теперь измеряется в микросекундах.Новейшие магнитные датчики Allegro со встроенной диагностикой имеют функцию непрерывного и автоматического встроенного самотестирования (BIST), которое работает в фоновом режиме — эта функция прозрачна для хост-системы до тех пор, пока не будет обнаружена неисправность. Эта и другие новаторские функции были использованы для создания семейства ИС датчиков и питания для критически важных с точки зрения безопасности приложений.

Основы измерения эффекта Холла

Эффект Холла, обнаруженный и описанный Эдвином Гербертом Холлом в 1879 году, возникает, когда небольшое напряжение появляется на проводнике в присутствии магнитного поля.Поле перпендикулярно электрическому току в проводнике и линиям магнитного потока, которые, в свою очередь, перпендикулярны друг другу, насколько это возможно в трехмерном пространстве.

Отношение индуцированного электрического поля к произведению плотности тока и приложенного магнитного поля известно как коэффициент Холла.

Датчики Холла часто встраиваются в ферритовые кольца для измерения тока в проводнике. Использование кольца может значительно уменьшить обнаружение полей рассеяния, поскольку внешние магнитные поля компенсируются через кольцо, не создавая остаточного магнитного потока.

Датчик на эффекте Холла использует это явление. Он реагирует на изменения в магнитной среде и способен выводить информацию, касающуюся силы магнитного поля, а также своего собственного расстояния и положения относительно этого магнитного поля.

Чаще всего датчик на эффекте Холла представляет собой тонкую прямоугольную пластину из полупроводникового материала P-типа. Близкое магнитное поле вызывает магнитный поток, который заставляет носители заряда, электроны и дырки мигрировать к противоположным сторонам полупроводника.Суть в том, что на устройстве есть разница напряжений. Когда рядом с полупроводниковым материалом нет магнитного поля, носители заряда (электроны, дырки или ионы) движутся по прямым линиям при перемещении от одного столкновения к другому.

Однако в присутствии магнитного поля эти носители движутся по искривленной траектории. В результате они накапливаются на двух противоположных сторонах плиты. Из-за этих концентраций на материале появляется небольшая, но ощутимая разница напряжений, перпендикулярная разнице напряжений, прикладываемых источником питания.Это напряжение можно измерить и откалибровать, чтобы указать наличие и положение магнитного поля. В качестве датчика устройство имеет множество приложений и широко используется.

В большинстве реализаций южный магнитный полюс достаточной величины заставляет датчик эффекта Холла выдавать то, что известно как напряжение Холла. Он прямо пропорционален силе близлежащего магнитного поля. Обычно напряжение Холла невелико, в диапазоне микровольт. Но этого уровня достаточно, чтобы запустить интегрированное усиление, чтобы производить полезные электрические сигналы.

Обычно датчик Холла применяется на выходе серводвигателя, чтобы предоставлять информацию о скорости и положении, обеспечивая управление с обратной связью. Датчик на эффекте Холла может быть изготовлен в виде герметичного блока, обеспечивающего высокую устойчивость к вибрации, теплу, влаге и любым загрязнениям, которые могут присутствовать во враждебной среде.