Hall senzory: jak to funguje, jak to udělat sám, použití

• Stručně o principu práce
• Druhy a rozsah
• Příklad použití analogového prvku
• Účel HH v systému zapalování automobilů
• Příznaky a možné příčiny
• Jak zkontrolovat výkon Hallova čidla?

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Elektromagnetické zařízení, nazývané Hallův senzor (dále jen HF), se používá v mnoha zařízeních a mechanismech. Největší využití však našel v automobilovém průmyslu. Téměř ve všech modelech domácího automobilového průmyslu (VAZ 2106, 2107, 2108 atd.) Je tímto senzorem řízen bezkontaktní zapalovací systém pro zážehové motory. Když tedy dojde k poruše, vznikají při provozu motoru vážné problémy. Aby nedošlo k omylu v diagnóze, je nutné pochopit princip senzoru, znát jeho konstrukční a zkušební metody.

Stručně o principu práce

Princip zapalovacího senzoru je založen na Hallově efektu, který dostal svůj název na počest amerického fyzika, který tento jev objevil v roce 1879. Aplikací konstantního napětí na hrany obdélníkové desky (A a B na obr. 1) a umístění do magnetického pole objevil Edwin Hall potenciální rozdíl na ostatních dvou okrajích (C a D).

V souladu se zákony elektrodynamiky působí Lorentzova síla na nosiče nábojů, což vede k potenciálnímu rozdílu. Napětí U _{haly je} poměrně malé, v rozsahu od 10 µV do 100 mV, záleží na síle proudu i na síle elektromagnetického pole.

Až do poloviny minulého století nebyl objev nalezen vážný technický postup, dokud nebyla vytvořena výroba polovodičových prvků na bázi křemíku, ultrazvukového germania, arzenidu india atd., Které mají potřebné vlastnosti. To otevřelo možnosti pro výrobu malých snímačů, které umožňují měřit jak intenzitu pole, tak sílu proudu protékajícího vodičem.

Druhy a rozsah

Přes rozmanitost elementů, které aplikují Hallův efekt, oni mohou být rozděleni do dvou typů: \ t

• Analog, s využitím principu převodu magnetické indukce na napětí. To znamená, že polarita a hodnota napětí jsou přímo závislé na vlastnostech magnetického pole. V současné době se tento typ zařízení používá především v měřicích zařízeních (např. Jako proudové snímače, vibrace, úhel natočení).

  

• Digitální. Na rozdíl od předchozího typu má senzor pouze dvě stabilní polohy, signalizující přítomnost nebo nepřítomnost magnetického pole. To znamená, že ke spuštění dochází, když intenzita magnetického pole dosáhla určité hodnoty. Tento typ zařízení se používá v automobilovém průmyslu jako snímač rychlosti, fáze, poloha vačkového hřídele, stejně jako kliková hřídel atd.

Je třeba poznamenat, že digitální typ zahrnuje následující poddruhy:

• unipolární - operace se vyskytuje při určité síle pole a po jejím poklesu se senzor přepne do původního stavu;
• bipolární - tento typ reaguje na polaritu magnetického pole, to znamená, že jeden pól zapne přístroj a opačně - vypne.

Většina senzorů je zpravidla komponenta se třemi vodiči, z nichž dva jsou napájeny obousměrným nebo unipolárním výkonem a třetí signál je signálem.

Příklad použití analogového prvku

Vezměme si jako příklad návrh proudových senzorů, jejichž provoz je založen na Hallově efektu.

Legenda:

• A je vodič.
• B - otevřený magnetický vodič.
• C - analogový Hall senzor.
• D - zesilovač signálu.

Princip činnosti takového zařízení je poměrně jednoduchý: proud procházející vodičem vytváří elektromagnetické pole, senzor měří jeho velikost a polaritu a vydává proporcionální napětí U _DT, které je přiváděno do zesilovače a poté do indikátoru.

Účel HH v systému zapalování automobilů

Když jsme se zabývali principem působení Hallova prvku, uvažujeme, jak je tento senzor použit v bezkontaktním zapalovacím systému automobilové linky VAZ. Za tím účelem přejděte na obrázek 5.

Legenda:

• A - senzor.
• B je magnet.
• C - deska z magneticky vodivého materiálu (počet výstupků odpovídá počtu válců).

Algoritmus takového schématu vypadá následovně:

• Když se hřídel rozdělovače (synchronní pohyblivý klikový hřídel) otáčí, jeden z výstupků magneticky vodivé desky zaujímá polohu mezi senzorem a magnetem.
• V důsledku této akce se mění síla magnetického pole, což způsobuje činnost DF. Vysílá elektrický spínač do spínače, který řídí zapalovací cívku.
• Cívka generuje napětí potřebné k vytvoření jiskry.

Zdálo by se, že to není nic složitého, ale jiskra by se měla objevit v určitém okamžiku. Pokud vznikne dříve nebo později, způsobí to poruchu motoru až do jeho úplného zastavení.

Příznaky a možné příčiny

Porušení práce HH lze zjistit následujícími nepřímými rysy:

• Výrazně se zvyšuje spotřeba paliva. To je dáno tím, že vstřikování směsi paliva a vzduchu se provádí více než jednou za cyklus otáčení klikového hřídele.
• Projev nestabilního chodu motoru. Auto může začít "škubat", tam je prudké zpomalení. V některých případech není možné vyvinout rychlost vyšší než 50-60 km.ch. Motor se "zastaví" v procesu.
• Někdy může selhání snímače vést k upevnění převodovky bez možnosti přepínání (u některých modelů dovážených vozů). K nápravě je nutné restartovat motor. S pravidelnými takovými případy můžete s jistotou zjistit cestu z vybudovaného RP.
• Často se může projevit porucha ve formě zániku zapalovací jiskry, což bude mít za následek nemožnost nastartování motoru.
• V systému autodiagnostiky lze pozorovat pravidelné poruchy, například kontrolka motoru se rozsvítí při volnoběhu a kontrolka zhasne, když se zvyšují otáčky motoru.

Není nutné, aby tyto faktory byly způsobeny selháním RP. Existuje velká pravděpodobnost, že porucha je způsobena jinými důvody, a to:

• úlomky nečistot nebo jiných cizích předmětů na těle DP;
• došlo k přerušení signálního vodiče;
• do konektoru DP vstoupila voda;
• signální vodič je uzavřen „uzemněním“ nebo palubní sítí;
• stínící membrána byla roztržena na celý svazek nebo jednotlivé dráty;
• poškození vodičů napájejících DP;
• polarita napětí aplikovaného na senzor je zmatená;
• problémy s vysokonapěťovým obvodem zapalovacího systému;
• problémy s řídící jednotkou;
• nesprávně nastavte mezeru mezi DP a deskou magnetického vodiče;
• Možná důvodem je vysoká amplituda koncového tlumiče ozubeného kola vačkového hřídele.

Jak zkontrolovat výkon Hallova čidla?

Existují různé způsoby, jak kontrolovat provozuschopnost senzoru SBK, stručně je popište:

1. Imitujeme přítomnost HF. To je nejjednodušší způsob, jak rychle otestovat. Jeho efektivnost však může být projednána pouze tehdy, když se v hlavních uzlech systému nevytvoří síla. Pro testování musíte provést následující kroky:

• odpojte třívodičovou zástrčku od distributora;
• zapneme zapalovací systém a zároveň „zkrátíme“ zem a signál ze snímače (kontakty 3 a 2). Pokud je na zapalovací cívce jiskra, lze konstatovat, že senzor SBK ztratil svou funkčnost a potřebuje výměnu.

Mějte na paměti, že pro detekci jiskry by mělo být vysokonapěťové vedení blízko země.

2. Aplikace multimetru ke kontrole. Tato metoda je nejznámější a je uvedena v manuálu k vozu. Musíte připojit sondy zařízení, jak je znázorněno na obrázku 7, a změřit napětí.

U dobrého snímače bude napětí kolísat v rozsahu od 0, 4 do 11 voltů (nezapomeňte přepnout multimetr do režimu měření DC). Je třeba poznamenat, že kontrola osciloskopu bude mnohem efektivnější. Je připojen stejným způsobem jako multimetr. Níže je uveden příklad oscilogramu pracovního HF.

3. Instalace samozřejmě pracuje HF. Pokud existuje jiný senzor stejného typu, nebo existuje možnost vzít ho na chvíli, pak tato možnost existuje, zejména pokud je obtížné provést první dva.

Jí další verzi testu, na principu připomínajícím druhou metodu. Může být užitečné, pokud nejsou k dispozici žádná měřicí zařízení. Pro testování potřebujete odpor 1, 0 kΩ, LED diodu, například z lehčí svítilny a několika vodičů. Z této sady se zařízení odebírá podle obrázku 9.

Testování se provádí podle následujícího algoritmu:

1. Zkontrolujte napájení senzoru. K tomuto účelu připojíme (s ohledem na polaritu) náš tester na svorky 1 a 3 HF. Zapněte zapalování, pokud je vše v pořádku, rozsvítí se LED dioda, jinak budete muset zkontrolovat napájecí obvod (poté, co jste se ujistili, že je dioda LED správně připojena).
2. Zkontrolujte snímač sám. Za tímto účelem se vodič z prvního terminálu "vyhodí" na druhý (signál z HF). Poté začneme otáčet vačkový hřídel (ručně nebo spouštěčem). Blikající LED dioda indikuje dobrý HH. V opačném případě, pouze v případě, kontrolujeme dodržení polarity při připojování LED, a pokud je provedeno správně, změníme senzor na nový.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!