Электромагнитное устройство, называемое датчиком Холла (далее HH), используется во многих устройствах и механизмах. Но наибольшее применение нашлось в автомобильной промышленности. Практически во всех моделях отечественного автопрома (ВАЗ 2106, 2107, 2108 и др.) Этим датчиком управляет бесконтактная система зажигания бензинового двигателя. В результате при выходе из строя возникают серьезные проблемы с работой двигателя. Чтобы не запутаться в диагностике, необходимо понимать принцип работы датчика, знать его конструкцию и методы испытаний.

Кратко о принципе работы

Принцип действия датчика зажигания основан на эффекте Холла, получившем свое название в честь американского физика, открывшего это явление в 1879 году. Путем приложения постоянного напряжения к краям прямоугольной пластины (A и B на рис. 1) и поместив его в магнитное поле, Эдвин Холл обнаружил разность потенциалов на двух других краях (C и D).

Рис. 1. Демонстрация эффекта Холла

В соответствии с законами электродинамики на носители заряда действует сила Лоренца, что приводит к разности потенциалов. Значение напряжения U-холла довольно мало, от 10 мкВ до 100 мВ, оно зависит как от силы тока, так и от интенсивности электромагнитного поля.

До середины прошлого века открытие не нашло серьезного технического применения, пока не было налажено производство полупроводниковых элементов на основе кремния, сверхчистого германия, арсенида индия и так далее, обладающих необходимыми свойствами. Это открыло возможности для производства небольших датчиков, которые позволяют измерять как напряженность поля, так и ток, протекающий по проводнику.

 

Искать на сайте

Это генератор Холла.

Все очень просто. Следующим шагом будет аккуратно отпаять ножки элемента от тестовой схемы и подключить к штатным контактам разъема.

Запустить двигатель.

Схема датчика включает в себя источник питания, который преобразует униполярное напряжение питания в источник питания биполярной схемы. Вытащите штифт плоскогубцами. В исправном устройстве напряжение будет варьироваться от 0,4 В до 11 В. Благодаря несложным приемам автомобилист сэкономит время на ремонте, а также исключит ненужную трату денег.

Импульсы возникают из-за того, что прорези проходят не одинаковое расстояние, а через разное, то есть чередуются. Замена датчика: инструкция для автомобилистов Чтобы установить новый датчик зажигания, неисправный необходимо как следует удалить. Резисторы R1, R2 задают выходной ток нашего генератора импульсов.

Отсоедините крышку распределителя. Третий провод используется для передачи сигнала, полярность которого обратна по отношению к общему проводу питания. Подключите вольтметр к выходу датчика. Потребуется использование такого датчика для контроля оборотов выходных валов редукторов, контроля направления вращения двух и более синхронизированных механизмов, а также учета потока жидкости.

Датчики магнитного поля. Датчики Холла в схемах на МК

Еще раз проверяем работу тестером и на этом ремонтные работы датчика Холла можно считать завершенными. Если установить исправный датчик невозможно, можно использовать простое устройство, дублирующее его работу. Но генератор Холла более широко использовался в автомобильной промышленности для измерения положения распредвала и коленчатого вала, в качестве бесконтактного электронного зажигания и для других целей. Первые устройства оказались довольно громоздкими и не очень эргономичными.

Использование неодимовых магнитов, самых сильных постоянных магнитов, позволяет разместить на диске достаточно маленьких магнитов. Обычно замена датчика Холла состоит из нескольких этапов: первым делом снимается трамблер с автомобиля. Также не исключайте из поля зрения другие неисправности системы зажигания, обнаруженные в автомобилях. Новый датчик Холла устанавливается в обратном порядке. Проще всего заменить прибор ремонтируемой установкой зажигания с датчиком холла на мотоцикле БАШКИРИЯ СТЕРЛИТАМАК

 

Типы и сфера применения

Несмотря на разнообразие элементов, применяющих эффект Холла, их условно можно разделить на два типа:

• Аналог, использующий принцип преобразования магнитной индукции в напряжение. То есть полярность и амплитуда напряжения напрямую зависят от характеристик магнитного поля. В настоящее время этот тип устройств в основном используется в измерительной технике (например, в качестве датчиков тока, вибрации, угла поворота).

  

  Датчики тока на эффекте Холла могут измерять как переменный, так и постоянный ток

• Цифровой. В отличие от предыдущего типа, датчик имеет только два устойчивых положения, сигнализирующих о наличии или отсутствии магнитного поля. То есть срабатывание происходит, когда напряженность магнитного поля достигает определенного значения. Именно этот тип устройства используется в автомобилестроении как датчик частоты вращения, фазы, положения распредвала, а также коленчатого вала и т.д.

Следует отметить, что к цифровому типу относятся следующие подвиды:

• униполярный: активация происходит при определенной напряженности поля и после ее уменьшения датчик переходит в исходное состояние;
• биполярный: этот тип реагирует на полярность магнитного поля, то есть один полюс включает устройство, а противоположный – отключается.

Внешний вид цифрового датчика Холла
Как правило, большинство датчиков состоят из трехконтактного компонента, два из которых являются биполярными или униполярными, а третий – сигнальным.

Что такое датчик Холла

Датчики Холла – это твердотельные радиоэлементы, которые становятся все более популярными в радиолюбительской среде и при разработке радиоэлектронных устройств. Они используются в датчиках для измерения положения, скорости или направленного движения. Они заменяют все больше и больше переключателей хода и герконов. Поскольку эти датчики абсолютно герметичны и представляют собой простой радиоэлемент, им не страшны вибрации, пыль и влажность. То есть по сути датчик Холла простыми словами – это радиоэлемент, который реагирует на внешнее магнитное поле.

Пример использования аналогового элемента

Рассмотрим в качестве примера конструкцию датчика тока, в работе которого используется эффект Холла.

Упрощенная схема датчика тока на эффекте Холла

Легенда:

• Б – открытое магнитное кольцо.
• С – аналоговый датчик Холла.
• D – усилитель сигнала.
• А – дирижер.

Принцип работы такого устройства довольно прост: ток, проходящий по проводнику, создает электромагнитное поле, датчик измеряет его амплитуду и полярность и выдает пропорциональное напряжение UDT, которое подается на усилитель, а затем на индикатор https. : //www.youtube.com/watch? v = fmLs9WsKx3I

Применение датчиков Холла

В настоящее время область применения датчиков Холла очень широка и с каждым годом становится все шире и шире. Вот основные применения:

Применение линейных датчиков

• датчики вибрации
• бесщеточные двигатели постоянного тока
• датчики угла поворота руля
• бесконтактные потенциометры
• датчики потока
• детекторы ферромагнетика
• спидометры
• датчики тока
• датчики положения

Применение цифровых датчиков

• датчики положения
• расходомеры
• датчики положения клапана
• бесконтактное реле
• датчики приближения
• замок
• устройства синхронизации
• датчики системы зажигания автомобиля
• датчики скорости
• бумажные датчики (в принтерах)
• счетчик импульсов

Назначение ДХ в системе зажигания автомобиля

Разобравшись с принципом работы элемента Холла, рассмотрим, как этот датчик используется в бесконтактной системе зажигания линейки автомобилей ВАЗ. Для этого обратитесь к рисунку 5.

Рис. 5. Принцип устройства СБЗ

Легенда:

• А – датчик.
• С – пластина из магнитопроводящего материала (количество выступов соответствует количеству цилиндров).
• Б – магнит.

Алгоритм работы такой схемы следующий:

• Когда вал переключателя-распределителя вращается (движется синхронно с валом двигателя), один из выступов магнитопроводящей пластины располагается между датчиком и магнитом.
• Катушка генерирует напряжение, необходимое для образования искры.
• В результате этого действия изменяется сила магнитного поля, что активирует работу ДН. Он посылает электрический импульс на переключатель, который управляет катушкой зажигания.

Казалось бы, ничего сложного, но искра должна появиться ровно в определенный момент. Если он сформируется рано или поздно, это вызовет сбой в работе двигателя, пока он не остановится полностью.

Внешний вид датчика Холла на СБЗ ВАЗ 2110

Линейные (аналоговые) датчики Холла

В линейных датчиках напряжение Холла (напряжение на сторонах A и C) будет зависеть от силы магнитного поля. Или, проще говоря, чем ближе мы приближаем магнит к датчику, тем выше будет напряжение Холла. Это прямая связь.

В линейных датчиках на эффекте Холла выходное напряжение снимается непосредственно с операционного усилителя. То есть в линейных датчиках вы не увидите триггера Шмитта, а также транзистора переключения выхода. То есть все будет выглядеть так:

От чего зависит напряжение на гранях A и C? В основном магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом или электромагнитом; толщина пластины, а также сила тока, протекающего через саму пластину.

Теоретически, если к датчику Холла приложить очень сильный магнитный поток, будет ли напряжение Холла бесконечно большим? Неважно как это). Выходное напряжение будет ограничено напряжением питания. То есть график будет выглядеть так:

Как видите, в некоторой степени мы имеем дело с линейной зависимостью выходного напряжения датчика от плотности магнитного потока. Дальнейшее увеличение магнитного потока бесполезно, поскольку достигнуто напряжение насыщения, которое ограничивается напряжением, подаваемым на сам датчик Холла.

Благодаря этим параметрам с помощью датчика Холла были построены устройства, позволяющие измерять ток в проводнике, не касаясь самого провода, например амперометрический зажим.

Также существуют устройства, с помощью которых можно измерить силу магнитного поля. Датчики Холла, используемые в этих устройствах, называются линейными, поскольку напряжение на датчике Холла прямо пропорционально плотности магнитного потока.

Линейные датчики, как я уже сказал, можно использовать в токовых клещах. Они позволяют измерять токи от 250 мА до нескольких тысяч ампер. Самым большим преимуществом этих токовых клещей является отсутствие механического контакта с измеряемой схемой. Другими словами, измерители тока на эффекте Холла намного безопаснее шунтов и амперметров, особенно при большом токе в цепи, который часто встречается на промышленных предприятиях.

Проявление неисправности и возможные причины

Нарушения в работе ДГ можно обнаружить по следующим косвенным признакам:

• Проявление нестабильной работы двигателя. Автомобиль может начать «дёргаться», происходит сильное торможение. В некоторых случаях невозможно развить скорость выше 50-60 км / ч. Двигатель во время работы «глохнет.
• Нередко поломка может проявиться в виде исчезновения искры зажигания, что в результате сделает невозможным запуск двигателя.
• Иногда выход из строя датчика может привести к ремонту коробки передач без возможности ее замены (в некоторых моделях импортных автомобилей). Для исправления ситуации необходимо перезапустить двигатель. В таких штатных случаях можно смело указать выход из сборки DP.
• В системе самодиагностики могут наблюдаться регулярные неисправности, например, индикатор Check Engine загорается на холостом ходу, а при увеличении скорости гаснет.
• Происходит резкое увеличение расхода топлива. Это связано с тем, что топливовоздушная смесь впрыскивается более одного раза за цикл вращения коленчатого вала.

Вовсе не обязательно, чтобы перечисленные факторы были вызваны отказом ДП. Есть большая вероятность, что неисправность вызвана другими причинами, а именно:

• сигнальный кабель закорочен на массу или бортовую сеть;
• проблемы с высоковольтной цепью системы зажигания;
• повреждение проводов, питающих ДП;
• проблемы с блоком управления;
• неправильно установлен зазор между ДП и магнитопроводящей пластиной;
• полярность напряжения, подаваемого на датчик, изменена;
• произошел обрыв сигнального кабеля;
• вода попала в разъем DP;
• попасть на корпус ДП мусор или другие посторонние предметы;
• возможно причина кроется в большой амплитуде биения шестерни выпускного распредвала.
• защитная оболочка порвалась на всем жгуте или на отдельных проводах;

Виды

Есть два типа датчиков Холла:

• Цифровые датчики Они работают для определения магнитного поля. Если индукция достигает определенного предела, датчик выдает сигнал о наличии магнитного поля. Если предел не достигнут, сигнал равен нулю. Слабая индукция и низкая чувствительность датчика не дают сигнала о наличии поля. Недостаток датчика этого типа в том, что он имеет пороговую мертвую зону. Цифровые датчики Холла делятся на униполярные и биполярные:
• Датчики Холла аналогового типа преобразуют индукцию поля в разность потенциалов. Значение датчика зависит от полярности и его силы. Учтите, как далеко находится датчик.
• Униполярные датчики Холла работают при наличии поля любой полярности, они отключаются при уменьшении индукции. – Биполярные датчики Холла реагируют на изменение полярности поля. При одной полярности датчик включается, при другой – выключается.

Применение

Датчики Холла входят в состав многих устройств. Чаще всего они используются при измерении напряженности магнитного индукционного поля, в электродвигателях, в ионных двигателях ракет. Датчики Холла широко используются в системе зажигания современных автомобилей.

Они также используются в бесконтактных переключателях, герконовых переключателях, при измерении силы тока, уровня жидкости и других местах. Их главное преимущество – это воздействие без физического контакта.

Цифровой датчик на эффекте Холла.

Как проверить на автомобиле исправность датчика Холла

В повседневной жизни с этой проблемой чаще всего сталкиваются автомобилисты. Самый простой способ – просто заменить его исправным датчиком. Если после замены система зажигания работает, датчик необходимо заменить. Если заменить тестируемый датчик нечем, собирается простое устройство, способное имитировать работу датчика Холла. От распределителя зажигания берется кусок провода и тройной разъем. Эти элементы работают аналогично датчику.

Для проверки используется обычный мультиметр. Если датчик вышел из строя, тестер покажет 0,4 вольта или меньше. Работу датчика также проверяют проверкой искры при подключенном зажигании. Перед этим концы провода подключаются к выводам переключателя. Если неисправность возникла не на автомобиле, а на другом оборудовании, то требуется тестер. Процедура проверки будет зависеть от прибора, в котором установлен датчик.

<iframe class=”lazy lazy-hidden” title=”КАК РАБОТАЕТ ДАТЧИК ХОЛЛА РадиолюбительTV 84” width=”700″ height=”394″ data-lazy-type=”iframe” src=”https://www.youtube.com/embed/R76YMdNY1qI?feature=oembed” frameborder=”0″ allow=”accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture” allowfullscreen=””>

Датчики Холла в смартфонах

Мобильные гаджеты состоят из множества функциональных блоков. Среди них есть вспомогательные датчики, одним из которых является датчик Холла. В современных устройствах связи такие датчики измеряют элементы, с помощью которых определяется напряженность магнитного поля и ее вариации. Они названы в честь ученого Холла.

Для чего установлен датчик Холла в смартфоне

У этого сенсорного элемента много возможностей. Одно из них – измерение магнитной индукции устройств, а также бесконтактное управление. В дорогих моделях смартфонов есть магнитометр, работа которого основана на датчике Холла.

Будет интересно➡ Варисторы: что это такое, принцип работы, характеристики и параметры.

Этот датчик не полностью реализован на многих сотовых телефонах. Этот датчик в основном используется для следующих действий:

• Цифровой компас. Используется для программ повышения скорости навигации и позиционирования.
• Использование сенсора в складных моделях телефонов для включения и выключения экрана при движении крышки.
• Оптимизация взаимодействия устройства с различными аксессуарами, магнитными корпусами.

Пример того, как магнитный датчик Холла работает в чехле и смартфоне, заключается в том, что при открытии и закрытии корпуса экран автоматически блокируется. Датчик реагирует на движение магнита, на усиление магнитного поля.

Датчик холла в смартфоне.

Особенности применения датчика Холла в автомобиле

В автомобиле датчик Холла работает по принципу обычного ключа – НО и НЗ. В этом случае магнит вращается в распределителе и попадает в неподвижно закрепленный сам датчик. Когда последний начинает «чувствовать» магнитное поле, он начинает подавать импульсы, которые, в свою очередь, вызывают зажигание искры. Для автомобиля датчик Холла является одним из ключевых элементов его системы зажигания и присутствует в любой модели, вне зависимости от комплектации и стоимости.

Иногда это устройство может использоваться в автомобильных спидометрах или цифровых спидометрах, а также использоваться для контроля скорости движения данных передачи и для контроля работы антиблокировочной тормозной системы автомобиля.

Кроме того, этот агрегат отличается высокой надежностью. Он способен проработать больше года, но выходит из строя, как правило, из-за сильного физического воздействия или из-за сильного загрязнения. Чаще всего датчик устанавливают так, чтобы его можно было легко снять и заменить в любой момент. Исключение составляют только те устройства, которые используются для управления сложнейшими автомобильными системами.

Применение датчика Холла в автомобиле

Как проверить работоспособность датчика Холла?

Проверить работоспособность датчика SBZ можно несколькими способами, о них мы поговорим вкратце:

1. Моделируем наличие HH. Это самый простой и быстрый способ проверить. Но об его эффективности можно говорить только в том случае, если искра не образуется при наличии питания в основных узлах системы. Чтобы проверить, выполните следующие действия:

• отсоединить трехпроводную вилку от трамблера;
• запускаем систему зажигания и одновременно с этим “коротким” проводом земля и сигнал с датчика (пины 3 и 2 соответственно). Если на катушке зажигания есть искра, можно сказать, что датчик SBZ вышел из строя и требует замены.

Обратите внимание, что проводка высокого напряжения должна быть близко к земле для обнаружения искр.

1. Используйте мультиметр для проверки. Это наиболее известный метод, описанный в руководстве по эксплуатации автомобиля. Необходимо подключить щупы прибора, как показано на рисунке 7, и измерить напряжение.

Схема подключения мультиметра для теста DH
На исправном датчике напряжение будет колебаться в пределах от 0,4 до 11 вольт (не забудьте установить мультиметр в режим измерения постоянного тока). Следует отметить, что проверка с помощью осциллографа будет намного эффективнее. Подключается так же, как мультиметр. Пример работающей осциллограммы HH показан ниже.

Осциллограмма ремонтируемого датчика Холла SBZ

1. Установка сознательно функционирующего ДН. Если имеется еще один датчик такого же типа, или его можно взять на время, то этот вариант тоже существует, особенно если первые два сделать сложно.

Съешьте другой вариант контроля, в принципе аналогичный второму способу. Это может быть полезно, если под рукой нет измерительных инструментов. Для тестирования понадобится резистор 1,0 кОм, светодиод, например, от прикуривателя и какие-то провода. Из всего этого набора собираем устройство согласно рисунку 9.

Рис. 9. Светодиодный тестер для проверки HH

Тест проводится по следующему алгоритму:

1. Проверяем питание на датчике. Для этого мы подключаем (соблюдая полярность) наш тестер к клеммам 1 и 3 DX. Включаем зажигание, если с блоком питания все в норме, светодиод загорится, иначе нужно будет проверить цепь питания (предварительно убедившись, что светодиод подключен правильно).
2. Проверим сам датчик. Для этого «переносим» провод от первого вывода ко второму (сигнал от DX). Далее начинаем проворачивать распредвал (руками или стартером). Мигание светодиода свидетельствует о том, что ДН работает. В противном случае на всякий случай проверяем соблюдение полярности при подключении светодиода и, если все сделано правильно, меняем датчик на новый.

Методы проверки

к датчику, расположенному на распределителе, могут применяться различные методы диагностики.

В зависимости от имеющихся средств и возможностей водитель может своими руками проверить текущее состояние контроллера Холла, оценить его работоспособность и принять соответствующее решение о его замене.

Как только вы заметите один или несколько из представленных симптомов, стоит взглянуть на него. Это можно сделать несколькими способами. Предлагаю рассмотреть их отдельно.

Клин клином

Самый простой и эффективный метод, не требующий вооружаться тестером или мультиметром. Но вам понадобится аналогичный известный исправный датчик Холла.

Суть диагностики шокирующе проста. Удалите старый контроллер, замените его новым. Если после манипуляций симптомы проходят и работа двигателя приходит в норму, просто оставьте новую деталь на месте. Если у вас по гаражу достался ДГ от друга или соседа, достаньте устройство, поблагодарите и сходите в магазин автозапчастей.

Вольтметр и мультиметр

С помощью вольтметра или классического тестера можно легко проверить состояние устройства.

Думаю, каждый водитель умеет пользоваться тестером. Задача состоит в том, чтобы измерить напряжение на выходе датчика.

Если DH находится в хорошем состоянии, тестер выдаст значения в диапазоне 0,4-11 В.

Точно так же используется универсальный мультиметр. Вам просто нужно выбрать на нем режим вольтметра.

Имитация датчика

Довольно интересный и действенный метод. Но здесь нужно немного поработать своими руками.

Принцип имитации следующий. Сначала снимите блок с HX, который имеет 3 контакта. Затем включите зажигание автомобиля, затем соедините выводы 3 и 6 вместе.

Если при такой манипуляции появится искра, скорее всего, вышел из строя ДН.

Без тестеров

Когда нет тестировщиков, тест можно провести немного иначе.

Здесь необходимо проводить пошаговые манипуляции:

• резьбовая часть свечи зажигания соединяется с массой;
• включается зажигание;
• разъем подключен;
• к датчику подносят металлический предмет;
• когда на свече зажигания появляется искра, DH находится в рабочем состоянии.
• тележка с датчиком разобрана;
• свеча подключается к кабелю от катушки;

Только будьте предельно осторожны, делая подобные манипуляции своими руками.

[Источник]