Как выглядит датчик холла: 4 способа — Ozon Клуб

Содержание

Датчик Холла – энциклопедия VashTehnik.ru

Датчик Холла – небольших размеров чувствительный элемент, позволяющий отслеживать изменения магнитного поля. Открытию уже исполнилось 100 лет, явление, лежащее в основе принципа действия, известно с 1879 года, но лишь в последние несколько десятилетий изделия стали неотъемлемой частью образчиков технических достижений.

Датчики разного типа

Эффект Холла

Эдвин Холл показал, что в направлении, поперечном магнитному полю, в проводнике образуется ЭДС при протекании по нему постоянного тока. На практике это выглядит, как возникновении потенциалов на кромках металлической полосы, когда к полосе подносят магнит. В результате становится возможным фиксировать факт приближения к датчику. Разница потенциалов зависит по большей части от:

  1. Величины протекающего постоянного тока.
  2. Напряжённости магнитного поля.
  3. Подвижности и концентрации носителей заряда в материале.

До 1950-х годов, когда впервые создали регистратор микроволнового излучения, эффект Холла не применялся за пределами лабораторий. В массовое плавание запущен изготовителями компьютерных клавиатур – концерны оказались заинтересованы в отыскании бесконтактного пути регистрации положения клавиш и нашли таковой в 1968 году. Твердотельный датчик, изобретённый в 1965 году Джо Мопином и Эверетом Вортманом, сильно улучшил характеристики оборудования. Сейчас в промышленности отмечается ежегодный прирост потребности в сенсорах Холла, по оценкам, топовая пятёрка компаний-производителей собирает доход в 2 млрд. долларов.

Сегодня датчики Холла используют из-за указанной особенности – они практически вечные, не содержат движущихся и трущихся частей. В клавиатуре ломается преимущественно не чувствительный элемент, а контроллер. Известны вирусы, умеющие перепрограммировать чип и заражающие компьютер… через USB-клавиатуры. Кстати, спецслужбы давно уже взяли на вооружение метод, чтобы шпионить, а эффективной защиты против уязвимости попросту нет.

Эффект Холла проявляется в проводнике тем сильнее, чем меньше концентрация носителей заряда и больше подвижность. Металлы (на основе которых впервые продемонстрировано явление) не считаются идеальным материалом для создания датчиков. В гораздо большей степени для указанной целей годятся полупроводники. Одновременно это сильно снижает стоимость и повышает унификацию серийного производства.

Посмотрим, как работает датчик Холла. Представим полосу полупроводника, вдоль которой протекает постоянный ток. В отсутствие внешних возмущений внутри создаётся электрическое поле, приводящее в движение носители заряда. Предположим, теперь перпендикулярно поверхности полосы возникают линии постоянного магнитного поля. Возникающая сила Лоренца станет по правилу левой руки действовать на ход процесса. Напомним, что направление определяется так: «Если поместить левую руку так, чтобы линии магнитного поля оказались перпендикулярны ладони, а вытянутые пальцы смотрели в направлении движения зарядов (в физике – положительно заряженных частиц, а не отрицательных электронов), отогнутый на 90 градусов большой палец укажет в сторону действия силы Лоренца».

Загадки в эффекте Холла нет. Формула Лоренца предложена на добрый десяток лет позже – в 1892 году – прежде, чем люди узнали, что пластинка золота формирует разность потенциалов на торцах при протекании постоянного электрического тока. О влиянии магнитного поля на проводники в 1831 году однозначно высказывался Майкл Фарадей, благодаря тайному поклоннику которого мир узнал о генераторах и двигателях. Поныне неизвестно, кем придуман первый мотор постоянного тока. При обратном включении работающий генератором.

Эффект Холла открыт в 1879 году на базе университета Джона Хопкинса в Балтиморе. Эдвин пытался проверить теорию Кельвина, озвученную тридцатью годами ранее, активно работал над изучением действия магнитного поля на золотую пластинку. Учёный ввёл коэффициент, показывающий продуцируемый эффект в зависимости от произведения приложенного магнитного поля и протекающего тока. Очевидно, что величина зависит от свойств материала. Момент уже обсуждался.

Эффект Холла

Достоинства сенсоров Холла

Специалисты отмечают следующие ряд достоинств датчиков Холла:

  1. Долгий срок службы (для клавиатуры – 30 млрд. нажатий).
  2. Отсутствие подвижных частей (твердотельная электроника), что явно упрощает конструирование с высокими требованиями к вибрациям и ударам.
  3. Возможность работы на частотах изменения магнитного поля до 100 кГц.
  4. Простое совмещение с логическими уровнями сигналов цифровой техники.
  5. Широкий диапазон рабочих температур (от минус 40 до плюс 150 градусов Цельсия).
  6. Высокая повторяемость измерений, что позволяет легко тарировать приборы на основе датчиков Холла.

Конструкция датчиков Холла

В ходе эксплуатации отлично проявились традиционные полупроводниковые материалы – арсениды галлия и индия. Обычно сенсор Холла представляет небольшую пластинку, к противоположным граням которой подходят парные электроды. Питающие широкие и располагаются на протяжении стороны прямоугольника. Где снимается сигнал – простейшие точечные. В любой схеме отмечается общая точка (нулевой провод, нейтраль), сумма контактов равняется трём. Отрицательные линии объединяются.

Специалисты отмечают, что даже в отсутствии магнитного поля на электродах остаётся, как правило, небольшой сигнал. Это объясняется не влиянием нашей планеты, как подумают читатели. Потенциал вдоль боковой кромки пластинки распределяется неравномерно. И выявлять эквивалентные точки не всегда целесообразно. Проще тарировать сопрягаемую с датчиком электронику, либо ориентироваться на точечные импульсы, что часто делается на практике. Для коррекции часто применяются дифференциальные усилители (на выход выдаётся лишь изменение сигнала).

Особенности конструкции датчика

Толщина плёнки проводника обычно мала, едва достигает 10 мкм. Для нанесения на подложку используется способ литографии. Это позволяет создать датчики Холла с малой чувствительной площадью, что сильно и часто повышает точность измерений, ведь поверхность невелика. В приборах это используется для оценки положений деталей механизмов. Впрочем малогабаритные датчики обнаруживают сравнительно низкий отклик, измеряемый в величинах Вт/Тл (выдаваемая мощность полезного сигнала в зависимости от напряжения магнитного поля). Для серийных датчиков Холла параметр обычно укладывается в пределы от 0,03 до 1.

На практике это выглядит как генератор импульсов. Допустим, на валу двигателя стиральной машины стоит ряд магнитов, при обороте вырабатывается определённое количество пиков. В результате электронная начинка оценивает скорость вращения, угловое положение ротора, что используется, к примеру, в вентильных двигателях (с электронным переключением обмоток).

Сделаем отступление и объясним, почему малогабаритный датчик Холла отличается слабым откликом. Амплитуда вырабатываемых импульсов зависит от протекающего постоянного тока, а он не может быть велик, в противном случае плёнка проводника (обладающая достаточно большим сопротивлением) перегреется и сгорит. Поэтому допустимые значения (в амперах) составляют от 5 до 50 мА.

Применение датчиков Холла

  1. Датчики Холла широко применяются в бытовой технике. Красноречивый пример – стиральные машины. Пользователи ломают умы, как в продвинутых моделях производится взвешивание белья. В сети приводятся патенты, где при помощи пружин или тензодатчиков предлагается задачу решить в лоб. Подобные устройства не способны на большую надёжность, рискуя постоянно подвергаться деформациям. Вдобавок на бак вешается пара-другая кирпичей, значит, суммарный вес конструкции велик, что накладывает ограничения. На практике в стиральных машинах белья вначале обильно увлажняется, потом по скорости разгона барабана оценивается общая масса. Так происходит взвешивание белья, в дальнейшем определяющее программу работы оборудования, расход порошка, воды, ополаскивателя.
  2. В компьютерных клавиатурах датчики Холла впервые вошли в серийное производство. Обычно на подложке стоит чувствительный элемент, на клавише крепится магнит. Понятно, что пружин внутри современной клавиатуры уже нет, а сила упругости создаётся за счёт полимеров с высоким сроком службы. Решение крайне удачное: ломается не датчик и не упругая механическая часть, выходит из строя контроллер.
  3. Датчик Холла возможно применять для измерения силы тока (как в токовых клещах). Прибор может реагировать на изменение электромагнитного поля, окружающего провода. Создаётся так называемая обмотка возбуждения (индуктивность из медной проволоки). Измеряемый ток подаётся на отводы, в результате образуется электромагнитная волна, часть оценивается датчиком Холла. Отклик зависит напрямую от измеряемой величины. Расчёт ведётся по формулам, заложенным, к примеру, в контроллер. Для точности прибор тарируется заводом изготовителем. Причём сохраняются упомянутые выше преимущества, прежде всего – отсутствие подвижных частей. Аналогичным образом при помощи датчиков Холла становится возможным измерение мощности.

    Применение датчика

  4. Преобразование постоянного напряжение в переменное считается примером создания генератора. Если датчик Холла находится в переменном магнитном поле, напряжения на выходе повторяет форму. КПД прибора не отличается высоким значением. Зато конструкция упрощается до максимума, становится возможным непосредственная передача формы магнитного поля электрическому току.
  5. В связи с описанными выше фактами отметим, что датчики Холла позволяют контролировать расход и заполненность заряда аккумуляторов (посредством измерения протекающего тока и интегрирования его по времени). Это обусловливает возможность их самого широкого применения. Например, в сотовых телефонах (до 37% рынка). Но специалисты считают, что самым многообещающим направлением является сегмент электромобилей, где вопрос наличия энергии будет жизненно важным.
  6. Благодаря наличию магнитного поля Земли становится возможным создание на основе датчиков Холла компасов. Проблема заключается лишь в том, что величина в Тл неравномерная по поверхности материков и континентов, требуется ввод методов коррекции измерений. За счёт указанного эффекта иногда работают автоматические системы стабилизации изображения видеокамер мобильных устройств.
  7. Мало известно, но 52% доходности от выпуска датчиков Холла приходится на автомобильную промышленность. В этой отрасли требуется измерять частоты вращения колёс, коленчатого и распределительного валов. Читатели уже догадались, что датчик Холла поможет с определением положения дроссельной заслонки, руля. Автомобильный рынок стал главной движущей силой для дальнейшего совершенствования приборов. Некоторые системы считаются стандартом де-факто (ASIC, ASSP, ESC/ESP и пр.) на рыке, и датчики Холла принимают в них живое участие.

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 …

Датчик холла назначение и принцип работы

На примере датчика Холла, применяемого в бесконтактной системе зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099.

Датчик Холла предназначен для определения момента искрообразования в бесконтактной системе зажигания (БСЖ) автомобиля.

Принцип действия датчика Холла

Принцип действия датчика основан на эффекте Холла, когда магнитное поле проводника изменяется при прохождении в нем специального экрана с прорезями.

На практике это выглядит так: датчик Холла автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 установлен на опорной пластине трамблера и состоит из двух частей – магнита и элемента Холла с усилителем. На датчик Холла подается напряжение с коммутатора (вывод 5) через токовый красный провод. «Масса» так же с коммутатора – бело-черный провод с вывода 3. Магнит создает магнитное поле, элемент Холла принимает его, создает напряжение, которое усиливает усилитель и через зеленый импульсный провод напряжение подается на коммутатор (вывод 6).

Для изменения магнитного поля применяется экран с четырьмя прорезями, который вращается вместе с валом распределителя зажигания (трамблера) проходя между магнитом и принимающей частью датчика Холла. При прохождении в пазу датчика прорези экрана магнитное поле имеет определенную величину и соответственно датчик выдает на коммутатор электрический ток определенного напряжения (9-12 В). При прохождении в пазу датчика зубца экрана магнитное поле экранируется и не поступает на приемник датчика, при этом напряжение, поступающее на коммутатор, падает (0-0,5 В).

Соответственно коммутатор прерывает электрический ток, подающийся на катушку зажигания, магнитное поле в ней резко сжимается и, пересекая витки обмотки, производит ЭДС 22-25 кВ (ток высокого напряжения). Ток через бронепровода попадает на распределитель трамблера и далее на свечи зажигания, производя разряд, поджигающий топливную смесь. Прохождение каждого из четырех зубцов экрана в прорези датчика соответствует такту сжатия в одном из четырех цилиндров двигателя.

Примечания и дополнения

— На эффекте Холла основан принцип действия еще нескольких автомобильных датчиков, например, датчика скорости инжекторных ВАЗ 21083, 21093, 21099.

Еще статьи по датчикам автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

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 Uхолла 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.

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 UДТ, которое поступает на усилитель и далее на индикатор.

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.

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.

  1. 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

  1. 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.

Среди элементов радиоэлектроники, автоматики, а также измерительной техники, датчик Холла, принцип работы которого основан на одноименном эффекте, занимает особое место. Смысл упомянутого эффекта заключается в том, что при помещении проводника в магнитное поле появляется электродвижущая сила (ЭДС), направление которой будет перпендикулярным полю и току. Как же это используется в автомобиле?

Датчик Холла – принцип работы и назначение

В современных условиях происходит постоянное технологическое развитие датчиков Холла. Они отличаются надежностью, точностью и постоянством данных. Широкое распространение эти приборы получили в автомобилях и других транспортных средствах. Они обладают повышенной устойчивостью к агрессивным внешним воздействиям. Датчики Холла являются составной частью многих устройств, с помощью которых контролируется определенное состояние техники.

Во многих случаях этот прибор размещается в трамблере и отвечает за образование искры, то есть он используется вместо контактов. Нередко данный прибор применяется для слежения за током нагрузки. С его помощью производится отключение при возникновении токовых перегрузок. В случае перегревания датчика происходит срабатывание температурной защиты. Резкое изменение напряжения может иметь для устройства тяжелые последствия. Поэтому в последних моделях устанавливается внутренний диод, препятствующий обратному включению напряжения.

Датчик Холла до настоящего времени не смог заменить обычные механические переключатели. Однако в любом случае он имеет ряд значительных преимуществ. Основными из них являются отсутствие контактов, загрязнений, а также механических нагрузок. Поэтому часто можно встретить датчик Холла на скутере, применяемый в качестве составной части датчика зажигания.


Датчик Холла – схема подключения и «физика» процесса

Классическое устройство датчика Холла на практике – тонкий полупроводниковый листовой материал. При прохождении через него постоянного тока на краях листа образуется сравнительно невысокое напряжение. Если под прямым углом поперек пластинки проходит магнитное поле, то на краях листа происходит усиление напряжения, которое находится в прямо пропорциональной зависимости с магнитной индукцией. Датчик Холла является одной из разновидностей датчиков импульсов, создающих электрические импульсы с низким напряжением. Благодаря своим качествам, этот элемент широко применяется в бесконтактных системах зажигания.

Мы рассмотрели, какой имеет датчик Холла принцип работы, схема его пока что нам не ясна. Она включает в свой набор постоянный магнит, полупроводниковую пластину с микросхемой и стальной экран, имеющий прорези. Стальной экран через прорези осуществляет пропуск магнитного поля, благодаря чему в пластине из полупроводников начинает возникать напряжение. Сам экран не пропускает магнитного поля, поэтому, когда прорези и экран чередуются, происходит создание импульсов низкого напряжения.

При конструктивном объединении этого датчика с распределителем получается единое устройство – трамблер, выполняющий функции прерывателя-распределителя зажигания.

Датчик Холла и особенности эксплуатации

Когда в конструкции авто активно эксплуатируется датчик Холла, схема подключения его требует регулярных проверок и профилактического обслуживания. Главное еще и не навредить во время таких проверок, поэтому отсоединение разъема кабеля от датчика должно в обязательном порядке производиться при выключенном зажигании. Иначе элемент может просто выйти из строя, ремонтировать его нет смысла, потребуется замена.

Проверить правильность схемы можно следующим образом: при вращении коленчатого вала и, соответственно, вала распределителя должен попеременно загораться и гаснуть контрольный светодиод, указывающий на наличие сигнала. Запрещается проверять датчик с помощью обычной контрольной лампы. Особое внимание во время работы устройства следует обращать на чистоту и надежность в разъеме и контакте штекеров. Необходимо помнить, что датчик Холла нельзя использовать в обычной системе зажигания.

Несмотря на сложность процедуры проверки датчика Холла каждый может провести проверку самостоятельно, хотя объективность тестирования будет ниже. Например, можно воспользоваться мультиметром, установить работу прибора в режим вольтметра и измерить выходное напряжение, которое должно находиться в диапазоне от 0,4 до 11 В. Ну, а самый простой способ проверки это установка заведомо исправного датчика, если изменения будут очевидны, это повод отправиться в магазин за новым датчиком.

мир электроники — Датчик Холла

Электронные компоненты 

материалы в категории

Что такое датчик Холла и как он работает

В 1879 году Эдвин Холл открыл удивительный эффект (его впоследствии так и назвали- Эффект Холла): если в магнитное поле поместить пластину с подключенным к нему постоянным током то под воздействием магнитного поля на краях этой пластины начинают скапливаться заряды.

На рисунке выше:
1. проводник с потоком электронов от источника постоянного тока
2. Пластина-датчик
3. Магниты
4.  Магнитное поле
5. Источник тока.
Как видно на рисунке- поток электронов под воздействием магнитного поля сместился к одному краю и получилось что заряженный потенциал на этом крае пластины оказался выше чем на другом.

Открытие Эффекта Холла позволило создать датчик (его назвали Датчик Холла), который позволяет измерять магнитное поле.

Область применения Датчиков Холла

Чаще всего Датчики Холла применяют в устройствах контроля вращения: на вращающийся механизм устанавливаются магниты и при помощи датчика Холла можно следить за частотой вращения (например с целью контроля скорости вращения или регулировки).

Основное достоинство датчика Холла заключается в его гальванической развязке: он может устанавливаться в не зависимости от измеряемого устройства- было-бы магнитное поле.

Примеры практического применение датчика Холла

В автомобильных системах зажигания. 


Здесь он отслеживает частоту вращения вала распределителя для управления системой зажигания (на рисунке это элемент под названием К-97).

В радиоаппаратуре датчики Холла применялись для отслеживания частоты вращения двигателей с целью точной подстройки скорости вращения: в основном в видеомагнитофонах а также на некоторых кассетных магнитофонах высокого класса например Вега- МП122. Выглядят там датчики Холла так (расположены между катушек)


Как проверить датчик Холла

Проверка датчика Холла не очень сложная процедура: достаточно просто вспомнить о его основном свойстве: он реагирует на изменяющееся магнитное поле. То есть при изменении магнитного поля на его выходах будет меняться потенциал.

Поэтому: если речь идет о проверке датчика Холла в радиоэлектронном устройстве (видеомагнитофон или магнитофон), то достаточно просто подключиться осциллографом к выводам датчика Холла и крутануть вал электродвигателя. При исправном датчике мы увидим на выходе изменяющее напряжение.

Проверка датчика Холла на автомобиле так-же не сильно сложная процедура: все требуется лишь отвертка, вольтметр с пределом измерения 15 В или контрольная лампа на 12 Вольт.


Подключите согласно приведенной схеме вольтметр или контрольную лампу. Включите зажигание (не пуская двигатель) и медленно вращайте коленчатый вал двигателя за болт крепления шкива коленчатого вала. Напряжение должно резко меняться от 0,4 до 8 В (min). Контрольная лампа должна мигать. Если этого не происходит, датчик Холла неисправен.

Зачем нужен датчик Холла в смартфоне

В 2021 году даже самые простые кнопочные телефоны оборудованы множеством умных датчиков и даже процессорами, что делает их на порядок «умнее» своих далеких родственников. Что уж говорить о смартфонах: датчик приближения, освещения, гироскоп и акселерометр — лишь малая часть умной начинки вашего телефона. Из всех этих умных сенсоров особенно выделяется датчик Холла, про который известно не так уж много. Что это за датчик? Как он работает?

Зачем нужен датчик Холла в смартфоне?

Что такое датчик Холла

Датчик Холла — это умный сенсор, фиксирующий магнитное поле и его напряженность. В быту он достаточно громоздкий, поэтому в смартфоне используется более упрощенный аналог этого устройства, который реагирует только на наличие магнитного поля. Прибор основан на принципе эффекта Холла, который был открыт в 1879 году. Суть заключается в том, что, если проводник, по которому течет электрический ток, находится в постоянном магнитном поле, под этим действием электроны отклоняются к одной из граней пластины. На этой части накапливается отрицательный заряд, а на противоположной — положительный. В итоге, образованная разность потенциалов на краях пластины фиксируется датчиком. В смартфоне этот датчик является микросхемой, которая представляет собой бинарный код.

Датчик Холла в разборе выглядит именно так

Производители смартфонов не используют потенциал этого датчика целиком. На это есть несколько причин: например, этому мешает нехватка свободного места в корпусе смартфона, слабые аккумуляторные батареи, которые не смогут совладать с прожорливым датчиком. Кроме того, датчик используется исключительно для трех функций и у производителей нет какого-либо интереса реализовывать новые функции с его помощью.

Зачем нужен датчик Холла в смартфоне

Датчик применяется для трех важных функций. Во-первых, для устойчивой работы GPS и позиционирования. С его помощью в картах навигации ускоряется определение вашего местоположения, что позволяет системе работать с высокой точностью и без долгих задержек при включении карт навигации. Какие карты лучше всего использовать? Читайте в нашем Яндекс.Дзен!

Датчик Холла помогает в работе GPS

Самый яркий пример повседневного использования датчика Холла — это смартфоны или планшеты с магнитными чехлами, стилусами и клавиатурами. Пожалуй, это самый важный плюс, о котором мы расскажем ниже. Работа того же Smart Cover для iPad основана как раз на этом принципе, благодаря которому чехол и считается умным (и стоит дороже).

Умные датчики: Как работает гироскоп в телефоне

Важна и третья функция: датчик Холла позволяет работать складным смартфонам и ноутбукам, у которых при закрытии гаснет экран. Раньше это активно применялось в телефонах-раскладушках и слайдерах, теперь же нашло применение в новых складных смартфонах Samsung. Умный датчик располагается на одной из частей телефона, а на другой установлен небольшой магнит, который оказывается прямо над датчиком. При закрытии телефона датчик срабатывает, позволяя выполнить какое-нибудь действие, например, закончить вызов или закрыть приложение. В ноутбуках датчик Холла полезен похожим образом — при закрытии крышки операционная система оставляет компьютер в режиме сна или в режиме ожидания.

Как работает магнитный чехол

Рынок изобилует самыми разными чехлами для смартфонов, но особым спросом всегда пользовались магнитные чехлы-книжки, которые автоматически отключают или активизируют экран смартфона, на примере Smart Case для iPad. Как это работает? Блокировка или активация дисплея происходит благодаря реакции датчика Холла в смартфоне на приближающийся магнит, запрятанный в крышке чехла. Когда вы открываете крышку чехла, то происходит снижение интенсивности излучения, поэтому экран включается.

Привычные чехлы для Samsung Galaxy работают именно с датчиком Холла

Датчик Холла очень удобно работает с флип-чехлами, у которых есть небольшой вырез для управления плеером или для ответа на звонки. Благодаря такой фиче можно пользоваться отдельными функциями, не открывая чехол, например, просматривать уведомления из нашего Telegram-чата или смотреть время. Как это работает? Возможность наличия или отсутствия высокого магнитного поля позволяет смартфону оставлять экран активным или же подсвечивать только необходимую область дисплея. Кстати, сам магнит, установленный в чехле, не вредит смартфону.

Читайте также: Зачем нужна автояркость на смартфоне и нужно ли ее включать

Как проверить датчик Холла в смартфоне

Современные смартфоны почти все комплектуются этим датчиком. Если вам интересно, поддерживает ли ваш телефон эту функцию, можно зайти на сайт производителя для поиска документации по модели или проверить в разделе «Датчики» через утилиту AIDA64.

Smart Case для iPad — отличное применение датчика Холла

При покупке смартфона поинтересуйтесь, есть ли для него в продаже умные магнитные чехлы. Если они существуют, то в вашем телефоне точно есть датчик Холла. Проверить вручную наличие датчиком можно еще одним способом: возьмите небольшой магнитик и поднесите его к экрану смартфона. Экран должен потухнуть при приближении и начать светиться, когда вы отдаляете магнит.

Оказалось, что датчик Холла — это один из вполне привычных сенсоров смартфона, который мы используем повсеместно. Иногда мы даже не задумываемся, что за такими простейшими вещами стоят огромные научные открытия.

Ремонт трамблера, датчика Холла своими руками

Информация применима для ремонта многих автомобилей

Идея не нова, и не моя — но решил показать в картинках. Бывает случается, что перестает нормально работать Датчик Холла — тогда авто может либо вообще не заводиться, либо заводится по настроению и работает как попало с перебоями (то есть искра, то нет). Починить его можно очень дешево (менее 1$ стоит чип).

Снятый датчик с 5-цилиндровых двигателей Audi 2,0 … 2,3 (этот конкретный датчик с Audi 100 С4, двигатель AAR) выглядит так:

Чтобы проверить его — нужно подключить к красному проводу +12 АКБ, к коричневому — «-«, а между зеленым и красным — мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения (DC) (либо светодиод, который будет загораться и гаснуть). При это на мультиметре будет показывать около 12в, а при перегораживании зазора между магнитом и датчиком металлической пластиной — 0в. Причем даже если постукивать по датчику — все должно стабильно срабатывать. Неисправные будут либо вообще не срабатывать, либо зависеть от удара по ним и включаться через раз. Неисправный датчик подлежит замене.

Можно купить новый датчик в сборе, который идеально встанет Huco 13 8156 — но ценник его выше цены нового трамблера в сборе (китайского правда Patron P41-0002) — а это не очень обрадует. Нужно дешевое решение и оно есть. 🙂
Но сначала нужно снять его с трамблера. Для этого нужно либо выбить штифт качественной выколоткой и далее вал снимется, либо сверху сбить вал от шторки (либо подложить под низ трубу и инерцией «снять» вал). Предварительно на шторке сделать метки, чтоб потом взаимно сориентировать:

Шторка просто сидит на зубчиках. Увидеть, как это все выглядит можно ниже:

К слову, почему-то шторку набить на ее прежнее положение до конца не удалось, она где-то на 0,3-0,4мм не забилась почему-то. Это не влиет на работу, датчик итак срабатывает, но все же лучше сначала пробовать выбить штифт, а если уже не идет — то только тогда оставлять штифт на месте и сбивать вал от шторки.

Пластина с датчиком в руках — срезаем ножичком провода:

Затем закрепляем пластину в тисках — и высверливаем старый ДХ. Пластик легко просверлит и простое сверло, а когда дойдет до чипа — сверло затупится и не помешает иметь какие-нибудь насадки или сверла из более крепкого металла. Я смог глубоко засверлиться только верхней насадкой):

Важно дойти до той глубины, когда новый чип будет напротив магнита. Вот такое дупло я продолбил:

Что косаемо самого чипа, то в радиодеталях купил датчик холла с артикулом «3144» (еще можно «SS441A», наверное и другие). Его внешний вид и распиновка вот:

Проверить можно также (как описано выше) поднося и отводя магнит.
Припаиваем соответственно распиновке провода (+термоусадка):

И запихиваем ДХ в его дупло (стороной с надписями «3144» — ближе к магниту):

Залил российской обычной эпоксидкой — она хорошо его удержит и изолирует от влаги:

Проводки укладываются под защитный пластик. В фишке чуть подмазал герметиком — чтоб проводки не «съезжали» и держались в фишке:

«Подсказка» от VAGa, где также указана распиновка:

Ну и далее сборка:

Под шторкой еще лежит тонкая шайба:

Набил шторку:

Как воткнуть трамблер в мотор и настроить УОЗ без стробоскопа написано здесь.

У меня есть и трамблер с исправным оригинальным ДХ — но решил восстановить вышедший из строя прошлый давнишний трамблер — и это удалось.
Работает отлично, стоимость чипа меньше 1$ — то, что надо для наших дешевеющих в $$$$ авто На этом ДХ с радиодеталей и езжу. Пишите дополнения и о своем опыте применения.

Продолжение и все обсуждения отчета здесь

Спасибо: Jurik-11

Как здесь найти нужную информацию?
Расшифровка заводской комплектации автомобиля (англ.)
Расшифровка заводской комплектации VAG на русском!
Диагностика Фольксваген, Ауди, Шкода, Сеат, коды ошибок.

Если вы не нашли информацию по своему автомобилю — посмотрите ее на автомобили построенные на платформе вашего авто.
С большой долей вероятности информация по ремонту и обслуживанию подойдет и для Вашего авто.

Как заменить датчик Холла ВАЗ 2107 своими руками

3.9/5 — (48 голосов)

В статье будет рассказано про датчик холла ВАЗ 2107, о преимуществах его использования, а самое главное – о методах диагностики и замены. Это электронный компонент, который используется в системах зажигания современных автомобилей. Конечно, современными их можно назвать довольно условно, так как датчики на эффекте Холла в системе зажигания применяются только на карбюраторных моторах. Если речь идет про инжекторные, то в них вы подобную конструкцию встретите разве что в датчиках оборотов и скорости, либо же в сигнализации.

Щелевые датчики Холла

Принцип действия основан на том, что во время работы происходит изменение напряжения на сигнальном выходе датчика. Стоит отметить, что эффект Холла используется для многих нужд:

  1. Коммутация сигнального контакта.
  2. В средствах позиционирования.
  3. В датчиках скорости и оборотов.
  4. Передача сигналов.

По сути, датчик Холла – это аналоговое устройство, преобразующее напряжение в системе бесконтактного зажигания ВАЗ 2107. Конструкция включает в себя чувствительный элемент, корпус, постоянный магнит и три провода. Эти устройства активно используются не только в автомобильной технике. Их можно встретить в компьютерах, пневматическом оборудовании. Другими словами – там, где требуется надежность и точность.

Преимущества датчиков на эффекте Холла

Если сравнить системы зажигания электронного и классического типов, то можно увидеть одну особенность – первые надежнее, долговечнее, стабильнее, эффективнее. Достигается это благодаря тому, что отсутствует злосчастная контактная группа, которая имеет свойство очень быстро приходить в негодность. Ведь на нее действует не только разрушающая сила искры, но и механическое трение. Кроме того, в автомобилях с электронным зажиганием имеется возможность подключить тахометр прямо к сигнальному проводу датчика.

Конструктивные особенности

Чтобы проверить и осуществить замену датчика, вам нужно знать, как он выглядит. Не помешает заодно немного рассказать о его внутреннем устройстве. Конструкция у этого устройства очень простая. Но она несколько изменяется в зависимости от цели применения датчика и места монтажа. Например, цифровые оказываются сложнее, в них полупроводниковый кристалл вмонтирован в чувствительную часть. Между кристаллом полупроводника и небольшой схемой (отвечающей за коммутацию) находятся короткие отрезки соединительных проводников.

Особое положение должен занимать кристалл полупроводника в датчике Холла ВАЗ 2107. Магнит располагается так, чтобы его силовые линии оказались перпендикулярны плоскости кристалла. Именно за счет этого возникает индукция (магнитная). При этом через кристалл проходит некоторый ток. Под воздействием магнитного поля вырабатывается электродвижущая сила, поступающая на схему коммутации.

Замена и диагностика

Но нужна ли вся эта теория рядовому автомобилисту? Вряд ли. Поэтому давайте перенесемся резко к сути – как же проверить этот датчик и совершить его замену?

Стоит упомянуть, что установлен он внутри распределителя зажигания (трамблера) ВАЗ 2107. При диагностике нет необходимости снимать датчик, достаточно только отсоединить штекер подключения. Итак, вот два основных метода диагностирования:

  1. Измерение напряжения на сигнальном выводе. Подключите вольтметр, включите зажигание. При вращении коленчатого вала (при помощи ключа храповика) ВАЗ 2107 будет наблюдаться изменение значения напряжения в интервале 0,4..3 В.
  2. Самый дорогой способ – установить новый датчик Холла, заведомо исправный. Если проблемы исчезли, то можно смело говорить о том, что старый прибор имел явные неполадки.

Чтобы провести замену устройства, вам потребуется проделать несложную цепочку операций:

  1. При помощи отвертки открыть защелки на крышке.
  2. Снять верхнюю крышку распределителя зажигания ВАЗ 2107.
  3. Выкручиваете гайку и снимаете прижимное устройство.
  4. Вынимаете корпус трамблера.
  5. Выбиваете штифт (фиксирующий маслоотражательное кольцо) молотком.
  6. Вынимаете муфту, шайбу, извлекаете вал распределителя.
  7. Снимаете винты из латуни, крепления из стали и регулятор.
  8. Оттягиваете в сторону рычаг вакуумного регулятора угла зажигания.
  9. После снятия шторок можно извлечь датчик Холла ВАЗ 2107, установить новый на его место.

Вот и все, на этом все работы можно считать завершенными. Сборка проводится в обратном порядке. И не забывайте установить все элементы, чтобы ничего лишнего не оставалось.

Что такое датчик Холла и как он работает?

Ⅰ Введение

Эффект Холла является наиболее распространенным методом измерения магнитных полей, и датчики Холла широко используются и имеют широкий спектр применений в наше время. Например, они используются в автомобилях в качестве датчиков скорости вращения колес и датчиков положения коленчатого или распределительного вала. Они часто используются в качестве переключателей, компасов MEMS, датчиков приближения и других приложений.Теперь мы рассмотрим некоторые из этих датчиков, чтобы увидеть, как они работают, но сначала давайте определим эффект Холла.

 


Каталог

 


Ⅱ Что такое эффект Холла

Эксперимент, описывающий эффект Холла , выглядит следующим образом: сторону к другой.

Теперь, если мы приложим магнитное поле к пластине, мы сможем нарушить прямолинейный поток носителей заряда благодаря силе, известной как сила Лоренца.Электроны отклонятся к одной стороне пластины, а положительные дырки отклонятся к другой. Это означает, что если мы теперь соединим две другие стороны с измерителем, мы можем получить напряжение, которое можно измерить.

Как упоминалось ранее, эффект получения измеримого напряжения известен как эффект Холла в честь Эдвина Холла, открывшего его в 1879 году.

 

 


Ⅲ Что такое датчик Холла

Датчик Холла обнаруживает изменения мощности магнитного поля.Этот датчик открывает широкий спектр возможностей для применения в роботизированных датчиках.

Их можно использовать в таких приложениях, как измерение приближения, позиционирования, скорости и тока. Обычно они используются на пневматических цилиндрах, где они используются для передачи положения цилиндра на ПЛК или роботизированный контроллер.

Автомобили, персональная электроника и робототехника — это лишь некоторые из отраслей, в которых используются датчики Холла. В зависимости от области применения они имеют некоторые преимущества перед другими датчиками.

 

Они полностью закрыты, потому что работают с магнитным полем, что делает их менее уязвимыми к повреждениям в грязных или влажных условиях. Они реже, чем механические системы, изнашиваются или искажают показания после большого количества циклов.

 

Датчики Холла

полезны для широкого спектра применений благодаря их надежности и долговечности, поскольку для правильной работы им не требуется физический контакт. Они могут обеспечить большую воспроизводимость и точность, чем механические устройства, потому что они физически не мешают оборудованию или инструментам.

 

 


Ⅳ Как работает датчик Холла

Лучше всего начать с основ эффекта Холла, чтобы понять принцип работы датчика Холла. Когда ток течет по проводнику в присутствии магнитного поля, электроны отталкиваются магнитным полем к одной стороне проводника.

 

Эффект Холла можно использовать для измерения электрического тока в проводниках, построенных с учетом определенных параметров. Напряжение на плоском металлическом проводнике, например, показывает эффект Холла намного лучше, чем напряжение вокруг одного.

Электроны, движущиеся по проводнику, смещаются в одну сторону, когда магнитное поле прикладывается к плоской пластине. Поскольку сумму отклонений можно рассчитать, устройство имеет широкий спектр применения.

 

Плоский проводник используется для расчета магнитной силы в датчике Холла. Когда магнит приближается к датчику, датчик обнаруживает это и отправляет информацию на контроллер.

 

Заряд на пластине смещается в одну сторону, пока магнит находится рядом с датчиком, создавая положительный заряд с одной стороны и отрицательный заряд с другой.Определяется разница напряжений между двумя сторонами пластины, и ее можно использовать для расчета магнитной силы или близости датчика.

 

 


Ⅴ Типы датчиков Холла

Датчики Холла бывают двух основных типов:

5.1 Пороговый

Когда напряженность поля достигает определенной амплитуды и/или полярности, пороговое значение (также известное как цифровое или двухпозиционное) постоянное напряжение Холла. Существует несколько различных конфигураций пороговых устройств, например фиксирующие устройства, которые включаются, когда положительная напряженность поля достигает порога, но выключаются только тогда, когда отрицательное поле той же силы достигает порога, устройства, которые включаются, когда только положительное поле достигает порога. порог, но выключены в противном случае, и устройства, которые включаются, когда положительное или отрицательное поле достигает порога.Пороги также могут быть запрограммированы на некоторых компьютерах.

 

5.2 Линейный

Линейный (датчик с аналоговым выходом) генерировал напряжение Холла, пропорциональное напряженности магнитного поля вокруг него. Полярность колебаний напряжения определяется направлением окружающего магнитного поля. Когда выразительные движения должны восприниматься как небольшие изменения положения, в музыкальных приложениях чаще используются линейные устройства.

 


Ⅵ Датчик Холла Использование

Датчики Холла питаются от магнитного поля, и во многих случаях один постоянный магнит, подключенный к движущемуся валу или устройству, может управлять устройством.Существует множество различных форм движений магнитного датчика, в том числе «Лицом к лицу», «Вбок», «Толкай-тяни» и «Толкай-толкай» и другие. Для обеспечения оптимальной чувствительности магнитные линии потока всегда должны быть перпендикулярны чувствительной области системы и иметь правильную полярность, независимо от конфигурации.

 

Магниты с высокой напряженностью поля со значительным изменением напряженности поля для необходимого движения также необходимы для обеспечения линейности. Существует несколько способов обнаружения магнитного поля, и две из наиболее распространенных конфигураций обнаружения с использованием одного магнита показаны ниже: Обнаружение лобового и бокового обнаружения — это два типа обнаружения.

 

6.1 Лобовое обнаружение

Магнитное поле должно быть перпендикулярно системе обнаружения на эффекте Холла и приближаться к датчику прямо к активной поверхности для «лобового обнаружения», как следует из названия. В некотором смысле, это подход «спереди».

 

Этот прямой подход создает выходной сигнал VH, который в линейных устройствах отражает мощность магнитного поля или плотность магнитного потока в зависимости от расстояния от датчика Холла.Выходное напряжение увеличивается по мере приближения и, следовательно, усиления магнитного поля, и наоборот.

 

Положительные и отрицательные магнитные поля также можно различить линейными приборами. Для индикации позиционного обнаружения могут быть выполнены нелинейные устройства, которые запускают выход «ВКЛ» на предварительно установленном расстоянии воздушного зазора от магнита.

 

6.2 Обнаружение бокового движения

«Боковое обнаружение» — это вторая конфигурация обнаружения.Это требует перемещения магнита вбок по поверхности элемента с эффектом Холла. Например, подсчет вращающихся магнитов или измерение скорости вращения двигателей, обнаружение бокового или проскальзывания полезно для обнаружения наличия магнитного поля, когда оно проходит по поверхности элемента Холла в пределах фиксированного расстояния воздушного зазора.

 

Линейное выходное напряжение, представляющее как положительный, так и отрицательный выходной сигнал, может генерироваться в зависимости от направления магнитного поля, когда оно проходит через осевую линию датчика с нулевым полем.Это позволяет идентифицировать направленное движение как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

 

Датчики Холла

имеют широкий спектр применения, особенно в качестве датчиков приближения. Там, где к факторам окружающей среды относятся вода, вибрация, грязь или масло, например, в автомобилестроении, их можно использовать вместо оптических и световых датчиков. Текущее зондирование также может быть выполнено с помощью приборов на эффекте Холла.

Круговое электромагнитное поле формируется вокруг проводника, когда через него проходит ток, как мы узнали из предыдущих уроков.Электрические токи в диапазоне от нескольких миллиампер до тысяч ампер можно рассчитать по наведенному магнитному полю, поместив датчик Холла рядом с проводником без использования больших или дорогих трансформаторов и катушек.

 

Датчики Холла

могут использоваться для обнаружения ферромагнитных материалов, таких как железо и сталь, в дополнение к обнаружению наличия или отсутствия магнитов и магнитных полей, путем размещения небольшого постоянного «смещающего» магнита за активной областью устройства.Любое смещение или нарушение этого магнитного поля, вызванное введением ферромагнитного материала, может быть обнаружено с чувствительностью всего лишь мВ/Гс.

 

В зависимости от типа устройства, цифрового или линейного, существует множество способов подключения датчиков Холла к электрическим и электронным схемам. Использование светоизлучающего диода, как показано ниже, является очень простым и легким в сборке примером.

 

Датчики Холла

можно использовать по-разному из-за различных магнитных движений.Как в промышленных, так и в домашних условиях эти инструменты чаще всего используются для измерения присутствия, положения и близости объектов.

 

Датчики тока, датчики давления и датчики расхода жидкости — все это популярные области применения датчиков Холла в промышленных и производственных процессах. В трансформаторах тока датчики на эффекте Холла представляют собой недорогой бесконтактный способ измерения постоянного магнитного потока.

 

 


Ⅶ Применение датчика Холла

7.1 Датчик Холла в вращающихся устройствах

Датчики скорости работают путем подсчета количества оборотов вала или диска за заданный промежуток времени. Диск, прикрепленный к валу двигателя, вращается рядом с датчиком Холла и имеет магниты по периметру.

 

Состояние датчика меняется по мере прохождения через него магнитов. На основе этих данных датчик рассчитывает обороты. Например, если диск или вал имеют четыре магнита, датчик может переключать состояния четыре раза за один оборот.

Это позволяет датчику измерять число оборотов на основе известного параметра, согласно которому на один оборот приходится четыре импульса.

 

Эта технология используется в бесщеточных двигателях постоянного тока для отслеживания скорости и определения положения вала. Это позволяет им работать в определенных диапазонах оборотов, но при этом позволяет им изменять скорость двигателя в любое время.

 

Это значительно упрощает управление двигателями. Это также позволяет им контролировать положение вала на двигателе, что делает их гораздо более гибкими в индустрии робототехники, чем двигатели без датчиков Холла.

 

7.2 Датчик Холла в приложениях для измерения приближения

На основе магнитного поля датчики Холла могут обнаруживать приближение. Если напряженность магнитного поля постоянна и определена, можно определить положение датчика по отношению к магниту.

 

Когда магнит перемещается в зону его действия, датчик меняет состояние и оповещает контроллер. Датчики приближения на эффекте Холла можно использовать по-разному. Они используются в роботизированных инструментах, роботизированных захватах, пневматике и множестве других нероботизированных приложений.

7.3 Бесконтактный датчик Холла Применение в робототехнике

Бесконтактный датчик Холла также может использоваться в робототехнике. Они хороши для определения силы магнитного поля и близости магнита. Датчики Холла могут использоваться для удовлетворения различных требований безопасности. Они часто используются в инструментах для обеспечения подтверждения зажима управляющему устройству.

 

Подтверждение зажима блокирует работу ячейки до тех пор, пока все секции не будут полностью зажаты, что обеспечивает безопасную работу.Магниты, встроенные в инструменты, которые попадают в диапазон чувствительности датчика Холла при правильном закреплении, обычно требуют подтверждения детали. Роботизированный контроллер или ПЛК знает, что ячейка безопасна для работы, когда все датчики отображают сигнал.

 

В робототехнической промышленности датчики Холла чрезвычайно полезны. Для обнаружения изменений в ячейке в большинстве роботизированных ячеек используется датчик Холла. Они используются для считывания скорости и положения бесщеточных двигателей постоянного тока. Они используются в пневматических цилиндрах, чтобы определить, выдвинут ли цилиндр или втянут.

 

Их также можно использовать для поддержания здоровья персонала, уведомляя контролирующий орган о подтверждении зажима инструмента. Без датчиков Холла индустрия робототехники будет совсем другой.

 

 


Ⅷ Как проверить датчики Холла

Датчики положения распределительного вала и коленчатого вала представляют собой датчики Холла, которые контролируют положение распределительного вала и коленчатого вала соответственно. Перед датчиком проходит небольшой магнит. Выходное напряжение увеличивается по мере приближения магнита к датчику.Напряжение падает по мере удаления магнита от датчика. Для оценки положения вала электронный блок управления отслеживает выходные сигналы этих датчиков. ECM может поддерживать точное управление двигателем благодаря датчикам положения распределительного и коленчатого валов, а также другим электрическим датчикам, соленоидам и форсункам. Понимание основ работы датчиков Холла поможет вам правильно протестировать сомнительный датчик.

 

• Шаг 1

Снимите датчик с блока цилиндров.Удалите масло, грязь или металлическую стружку с наконечника датчика.

 

• Шаг 2

Проверьте схему двигателя на предмет наличия сигнала датчика распредвала или коленчатого вала на ECM. Сигнальный провод от ECM должен быть удален. Подсоедините сигнальный провод к одному концу перемычки. Подсоедините другой конец перемычки к краю оптимистичного зонда. Подсоедините отрицательный щуп к устойчивому заземлению корпуса. Подключите отрицательный щуп к заземлению корпуса с помощью перемычки и зажимов типа «крокодил», если необходимо.

 

Чтобы проверить напряжение постоянного тока, переключите электрический вольтметр. Поверните ключевой переключатель в положение «Вкл.». В идеале напряжение должно быть около 0 вольт. Медленно вращайте магнит перпендикулярно передней части датчика. При приближении магнита к датчику напряжение должно возрастать, а по мере удаления — падать. Проблема с датчиком или соединениями датчика, если напряжение не изменяется.

 


Ⅸ Часто задаваемые вопросы

1. Как работает датчик Холла?

Используя полупроводники (например, кремний), датчики Холла работают, измеряя изменяющееся напряжение, когда устройство помещается в магнитное поле.Другими словами, как только датчик Холла обнаруживает, что он находится в магнитном поле, он может определять положение объектов.

 

2. Что приводит в действие устройство на эффекте Холла?

Датчики на эффекте Холла

активируются магнитным полем, и во многих случаях устройство может управляться одним постоянным магнитом, прикрепленным к движущемуся валу или устройству. Существует множество различных типов движений магнита, таких как «лобовое», «боковое», «тяни-толкай» или «толкай-толкай» и т. д.

 

3. Для чего используется датчик Холла?

Датчики Холла

обычно используются для измерения скорости вращения колес и валов, например, для определения угла опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания, тахометров и антиблокировочных тормозных систем. Они используются в бесщеточных электродвигателях постоянного тока для определения положения постоянного магнита.

 

4. В чем заключается принцип эффекта Холла?

Принцип эффекта Холла гласит, что когда проводник с током или полупроводник помещается в перпендикулярное магнитное поле, напряжение может быть измерено под прямым углом к ​​пути тока.

 

5. Насколько чувствителен датчик Холла?

Эти логометрические устройства имеют чувствительность 5 мВ/гаусс и 2,5 мВ/гаусс соответственно, диапазон рабочих температур от -40°C до +150°C и температурную компенсацию во всем рабочем диапазоне.

 

6. В чем разница между датчиком Холла и индуктивным датчиком?

Индуктивные датчики обнаруживают металлические объекты, а датчики Холла обнаруживают наличие магнитного поля.

 

7. Каково происхождение эффекта Холла?

История эффекта Холла начинается в 1879 году, когда Эдвин Х. Холл обнаружил, что небольшое поперечное напряжение возникает на тонкой металлической полоске с током в приложенном магнитном поле.

 

8. Как определить, что датчик Холла неисправен?

Потеря мощности, громкий шум и ощущение того, что двигатель каким-то образом заблокирован, часто являются признаками того, что либо контроллер вышел из строя, либо у вас могут быть проблемы с датчиками Холла внутри двигателя.

 

9. Что находится внутри датчика Холла?

Датчик на эффекте Холла представляет собой тонкую полоску полупроводникового материала, точно такую ​​же, как микросхема внутри микроустройства или устройства оперативной памяти. Он работает по принципу электромагнетизма. Когда вы перемещаете магнит достаточно близко к датчику, генерируется небольшое напряжение. Это идет к усилителю, который повышает напряжение до уровня, достаточного для использования другими электронными устройствами.

 

Лучшим примером является датчик скорости вращения колеса.Небольшой магнит прикреплен к внутренней части автомобильного колеса. Каждый раз, когда магнит проходит мимо датчика, происходит один оборот колеса. Информация передается на блок спидометра и одометра, где она отображается водителю.

 

10. Для чего нужен датчик Холла на автомобиле?

Датчик Холла работает за счет магнитного поля и может также называться датчиком положения кривошипа. Он проверяет положение коленчатого вала двигателя для зажигания свечей зажигания.В противном случае двигатель может заглохнуть и не запуститься без сигнала датчика Холла.

 

Датчики Холла

также можно использовать для определения скорости, расстояния или положения коленчатого вала двигателя и положения распределительного вала. Все датчики Холла имеют различную внутреннюю электронику с различными программными измерениями и не являются взаимозаменяемыми.

Альтернативные модели

Деталь Сравнить Производители Категория Описание
Произв.Деталь №: LAN91C111-NU Сравните: Текущая часть Производители:Microchip Категория: Интерфейсные ИС Описание: 2 канала(ов), 100 Мбит/с, КОНТРОЛЛЕР ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ, PQFP128, 14 X 14 ММ, ВЫСОТА 1 ММ, СООТВЕТСТВУЕТ ROHS, TQFP-128
ПроизводительДеталь №: LAN91C111I-NU Сравните: LAN91C111-NU VS LAN91C111I-NU Производители:Microchip Категория: Интерфейсные ИС Описание: Контроллер Ethernet, 100 Мбит/с, IEEE 802.3, IEEE 802.3u, 2,97 В, 3,63 В, TQFP, 128 контактов
Номер детали производителя:LAN91C111-NS Сравните: LAN91C111-NU VS LAN91C111-NS Производители:Microchip Категория: Интерфейсные ИС Описание: Контроллер Ethernet, 100 Мбит/с, IEEE 802.3, ИЭЭЭ 802.3у, 2.97В, 3.63В, КФП, 128Пинс
Номер детали производителя:LAN91C111I-NS Сравните: LAN91C111-NU против LAN91C111I-NS Производители:Microchip Категория: Интерфейсные ИС Описание: Ethernet-контроллер MICROCHIP LAN91C111I-NS, 100 Мбит/с, IEEE 802.3, ИЭЭЭ 802.3у, 2.97В, 3.63В, КФП, 128Пинс
Датчик Холла

— все, что вам нужно знать

Его основные технические характеристики:

  • Напряжение питания (в В): 4.от 5 до 6 В, широкий диапазон, облегчающий использование,
  • Тип выхода: линейный или двухпозиционный,
  • Выходное сопротивление: 50 Ом,
  • Магнитная чувствительность (в Гс или Тл): при 5 В – мин.: 0,75 мВ/Гс – макс. 1,72 мВ/Гс. Gauss — диапазон чувствительности для линейных выходных датчиков, а T — критическая точка для датчиков включения/выключения,
  • Полярность: однополярная или биполярная (чувствительность к северному или южному полюсу или к обоим),
  • Ток источника питания: 9 мА,
  • Рабочая температура: от – 20°C до + 85°C,
  • Плотность магнитного потока: не ограничена.

 

Различные применения датчика в промышленности

 

Датчики этого типа имеют различные области применения и применения. В основном он используется в точной механике, автомобилестроении и авиации. Для определения направления вращения элемента, управления двигателем или аккумулятором датчик используется как датчик скорости и углового положения.

 

Датчик в сборе, проверка и тестирование

 

Для сборки электронного датчика необходимо использовать универсальную автоматическую линию, которая предназначена для обеспечения различных конфигураций датчиков в соответствии с потребностями заказчика.

Поставляемые полосами из десятков или сотен компонентов для промышленного применения, датчики необходимо разрезать и согнуть, чтобы затем припаять к электронным схемам. Для этого необходимо использование конкретной машины. Перед сборкой с помощью лазерной сварки датчики проходят через станок для резки и гибки, чтобы они могли принять необходимую форму, а затем разрезаются в виде цепочки по заданным размерам.

На рынке представлены два типа станков для датчиков резки и изгиба: автоматические и ручные.Для получения изгиба превосходного качества и удовлетворения большого объема заказов следует отдать предпочтение первому варианту. Второй чаще используется для обучения в школах и институтах или для тестирования.

Для использования в качестве датчиков скорости проводятся лабораторные испытания для определения характеристик датчиков при скорости вращения в диапазоне от 100 до 10 000 об/мин. Для проведения этих испытаний требуется испытательный стенд.

Для применения в автомобильной промышленности датчики, используемые для определения положения рычага переключения передач автомобиля, запрограммированы и управляются электрически.Для датчиков требуется специальный испытательный стенд.

Трехмерный магнитный датчик Холла

Ознакомьтесь с нашими последними версиями, TLE493D-P2B6   и TLV493D-A2BW, которые представляют собой магнитные 3D-датчики с новой улучшенной точностью. Наши новые датчики являются лучшими продуктами для высокопроизводительных приложений с точки зрения цены и размера упаковки.

Трехмерный магнитный датчик XENSIV TM , TLI493D-W2BW , сочетает в себе высокоточные измерения магнитного поля с чрезвычайно компактными размерами и исключительно низким энергопотреблением (мин.7 нА). Этот датчик открывает множество захватывающих новых вариантов использования, включая инновационные человеко-машинные интерфейсы в виде промышленных и потребительских джойстиков, эргономичных кнопок на бытовой технике, а также высокоточное управление положением в робототехнике. В дополнение к нашему предложению Shield2Go доступен TLI493D-W2BW Shield2Go.

Наше инновационное семейство трехмерных датчиков Холла TLx493D обеспечивает бесконтактное определение положения для трехмерных магнитных перемещений. Наш 3D-датчик представляет собой датчик Холла, который определяет силу магнитного поля во всех трех измерениях, т.е.е. оси x, y и z. Кроме того, датчик широко используется для измерения линейных магнитных и угловых перемещений. Последний набор функций связан с функциональной безопасностью в автомобильных приложениях. TLE493D-W2B6 от Infineon может поддерживать функциональную безопасность в приложениях с высоким уровнем безопасности. Это сопровождается дополнительным предложением соответствующей документации по безопасности для магнитного 3D-датчика.


Наше семейство 3D-датчиков Холла доступно в 3 различных квалификационных уровнях для автомобильного, промышленного и потребительского рынков:

  • TLE 493D-A2B6 / TLE 493D-W2B6 / TLE 493D-P2B6: версия TLE — наши производные автомобилей (квалифицированные AEC-Q100 / ISO 26262)
  • TLI 493D-A2B6 / TLI 493D-W2B6: Версия TLI является производной промышленной версии (соответствует JESD47)
  • TLV 493D-A1B6: версия TLV является производной для потребителей (соответствует требованиям JESD47)
  • .

Набор функций всех вариантов включает небольшой 6-контактный корпус, низкое энергопотребление (режим сверхнизкого энергопотребления), а также стандартный 2-проводной цифровой интерфейс I²C.Семейство TLx493D можно использовать в приложениях, заменяя потенциометрические и оптические решения. Семейство датчиков обеспечивает высокую температурную стабильность магнитного порога, что позволяет создавать более компактные, более точные и надежные конструкции систем.

В общем, есть один замечательный набор функций TLE493D-W2B6 (A0-A3), который выделен здесь: эта сертифицированная AEC-Q100 версия семейства 3D Hall от Infineon предлагает специальную функцию пробуждения, способствующую общему энергосбережению системы. , особенно для приложений с батарейным питанием.Кроме того, TLE493D-W2B6/TLI493D-W2BW доступен в 4 различных вариантах, оканчивающихся на A0, A1, A2 или A3. В основе лежит так называемая конфигурация режима шины этого устройства. К одной шине I²C можно подключить до 4 датчиков. Затем конкретная адресация выполняется с помощью 4 различных вариантов.

Обзор различных типов можно найти по этой ссылке: Обзор и номенклатура семейства трехмерных магнитных датчиков Холла Infineon

Трехмерные магнитные датчики

Infineon идеально подходят для элементов управления, джойстиков и E-метров (защита от несанкционированного доступа), кроме того, их можно использовать в приложениях для умного дома и промышленного управления.Кроме того, он подходит для маломощных магнитных 3D-приложений в автомобиле, таких как индикаторы и переключатели передач.

Предлагая нашим клиентам легкий доступ к ассортименту наших магнитных 3D-датчиков, Infineon предоставляет множество инструментов и вспомогательных материалов. Одним из них является самый маленький полнофункциональный оценочный комплект 2GO с трехмерным магнитным датчиком на рынке. Эти комплекты доступны с различными дополнительными компонентами, такими как адаптеры джойстика, ручки вращения, линейные ползунки и угловые адаптеры вне вала.Все надстройки поставляются с предварительно установленными магнитами, что в сочетании со специальными графическими интерфейсами и нашими комплектами 2GO делает их готовыми к использованию инструментами для оценки plug-and-play.

Поскольку поведение и характеристики трехмерного магнитного датчика в основном основаны на компоновке и конструкции магнита, Infineon дополнительно предлагает своим клиентам инструмент моделирования магнита для расчета компонентов магнитного поля на основе расположения датчика. Клиенты могут легко выбирать между заранее определенными магнитами или магнитами, созданными по индивидуальному заказу.Кроме того, последний вспомогательный материал касается выбора магнита — специальный список рекомендаций по магнитам предоставляет покупателю подробную информацию о специальных магнитах и ​​о том, где их купить.

 

5 причин выбрать индукционные датчики вместо датчиков Холла » Gill Sensors & Controls —

5 причин выбрать индукционные датчики вместо датчиков Холла

Датчики на эффекте Холла

— это хорошо зарекомендовавший себя вариант бесконтактного датчика для многих тяжелых и тяжелых условий эксплуатации.Используя полупроводниковые чипы Холла и магнит, установленный на вращающемся валу или толкателе, можно измерить выходной сигнал в ответ на близость магнита и его положение.

Технология индукционных датчиков

, например, используемая в семействе линейных и вращательных позиционеров Gill , также является бесконтактным решением, так какие преимущества они предлагают по сравнению с датчиками на эффекте Холла?

  1. Поскольку индуктивный датчик является полностью твердотельным устройством, он не имеет движущихся частей, подшипников или вала, требующих уплотнения, которые впоследствии могут изнашиваться или выходить из строя.Это означает, что индуктивное устройство можно устанавливать в самых сложных условиях, где могут встречаться вода, грязь, жир, песок, песок и вибрация, что может привести к преждевременному выходу из строя механических компонентов.
  2. Точно так же, поскольку в датчике Холла в качестве привода используется магнит, это делает его уязвимым для помех от намагниченных металлических конструкций и электроники, что ухудшает его работу. Эта восприимчивость к магнитным помехам не характерна для индуктивного датчика, что еще раз повышает его пригодность для сложных условий и надежность работы.
  3. При более высоких температурах индуктивный датчик снова предлагает преимущества. Датчики на эффекте Холла могут демонстрировать большие характеристики дрейфа при изменении температуры. Индуктивные датчики не обладают этой характеристикой.
  4. В условиях очень высокой температуры нет необходимости располагать электронику обработки сигналов в непосредственной близости от чувствительных катушек. Магнитные датчики требуют относительно тонкой электроники на основе кремния, расположенной в точке измерения.
  5. Последним основным преимуществом индуктивных датчиков является более простая установка. Как описано выше, для датчиков Холла в качестве активатора требуется магнит, и этот магнит должен быть встроен в установку. Индуктивному датчику требуется только железная мишень, поэтому активатором может быть существующая часть измеряемой сборки или врезанная в сборку при изготовлении. В качестве альтернативы это может быть отдельный компонент, профилированный для обеспечения определенного результата или для более легкой интеграции в сборку.

Если вам нужен надежный датчик положения для вашего приложения, свяжитесь с нами через нашу онлайн-форму запроса или позвоните по телефону +44 (0) 1590 613900.

Что такое эффект Холла? – Блог Digilent

Добро пожаловать в блог Digilent!

Роботы, которые бегают на моторах, довольно милые. Эти двигатели традиционно представляют собой двигатели постоянного тока, которые управляются с помощью H-моста, который может изменять поток тока, чтобы двигатель мог вращаться вперед или назад.Модули Н-моста, такие как Digilent PmodHB3 или PmodHB5, также обычно имеют два контакта, помеченных как датчик A и датчик B, которые измеряют направление вращения двигателя. Два датчика, A и B, будут подключены к выходам компонентов, известных как датчики на эффекте Холла. Неудивительно, что они измеряют эффект Холла. Но вместо того, чтобы решать проблему «слова в определении», давайте изучим некоторые практические детали.

Положительные и отрицательные носители заряда отталкиваются по обе стороны от пластины.Изображение с сайта electronics-tutorials.ws.

Вообще говоря, когда ток проходит через компонент, такой как кусок металла, он будет проходить по пути наименьшего сопротивления. Как правило, этот путь наименьшего сопротивления будет кратчайшим и относительно прямым путем от стороны высокого напряжения компонента к стороне низкого напряжения. Однако, если магнитное поле расположено перпендикулярно прямолинейному пути тока, протекающего через полупроводник, носители заряда в токе испытывают так называемую силу Лоренца.Эта сила заставляет заряженные частицы двигаться к одной или другой стороне полупроводника, в зависимости от того, заряжены ли они положительно или отрицательно.

Два датчика Холла расположены под углом 90 градусов друг к другу.

Это разделение зарядов и результирующая разность напряжений известны как эффект Холла. Полученное напряжение затем можно подать на транзистор или системную плату, чтобы указать, насколько силен эффект Холла в этом конкретном полупроводнике. Итак, как это относится к двигателям постоянного тока? Если наш двигатель постоянного тока имеет постоянный магнит в небольшой секции снаружи двигателя, мы можем разместить два датчика Холла в квадратуре к двигателю.Проще говоря, это означает, что если смотреть на верхнюю часть вращающегося двигателя, два датчика Холла расположены под углом 90° друг к другу. Таким образом, магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом, будет воздействовать только на датчик Холла, который находится непосредственно перед ним, и не будет воздействовать на тот, который перпендикулярен (на расстоянии 90 градусов) к нему. С помощью этой конфигурации можно определить, в какую сторону вращается двигатель, исходя из того, какой датчик выдает напряжение первым в течение заданного периода времени.Вы также можете определить, насколько быстро вращается ваш двигатель, основываясь на разнице во времени между максимальным значением конкретного датчика и шириной вашего двигателя.

Датчик на эффекте Холла испытывает перепад напряжения, когда магнит приближается к нему. Изображение из Википедии.

Не стесняйтесь оставлять комментарии, если у вас есть какие-либо вопросы!

Что такое горизонтальное обнаружение датчика Холла?

Как заводской датчик Холла с защелкой , поделитесь с вами.

Вторая конфигурация обнаружения — «обнаружение сбоку». Это требует магнит для перемещения по поверхности элемента на эффекте Холла в боковом направлении движение.

Боковое или скользящее обнаружение полезно для обнаружения присутствия магнитное поле, например, когда магнитное поле перемещается по поверхности Элемент Холла в пределах фиксированного расстояния воздушного зазора, например, для расчета скорость вращающегося магнита или двигателя.

Всеполярный микромощный датчик Холла

В зависимости от положения, когда магнитное поле проходит через центр линия нулевых полей датчика, линейное выходное напряжение, которое представляет собой как положительный выход и отрицательный результат могут быть сгенерированы.Это позволяет направленно обнаружение движения, которое может быть вертикальным или горизонтальным.

Датчики на эффекте Холла имеют множество различных применений, особенно в качестве датчиков приближения. датчики. Если условия окружающей среды включают воду, вибрацию, пыль или масло, например, в автомобильных приложениях их можно использовать вместо оптических и датчики света. Устройства на эффекте Холла также можно использовать для измерения тока.

Из предыдущего урока мы знаем, что когда ток течет через проводника, вокруг проводника создается круговое электромагнитное поле.Поместив датчик Холла рядом с проводником, можно измерить токи от нескольких миллиампер до тысяч ампер от генерируемого магнитного поля без необходимости использования больших или дорогих трансформаторов и катушки.

В дополнение к обнаружению наличия или отсутствия магнитов и магнитных поля, датчики на эффекте Холла могут также обнаруживать ферромагнитные материалы, такие как железо и гладить, поместив небольшой постоянный «смещающий» магнит позади активной области Устройство. Теперь датчик находится в постоянном и статическом магнитном поле, и любые изменения или вмешательство в магнитное поле путем введения железных материалы будут обнаруживаться с минимально возможной чувствительностью мВ/Гс.

Датчик положения

При отсутствии магнитного поля (0 Гаусс) передний датчик положения будет быть «ВЫКЛ.». Когда южный полюс постоянного магнита (положительный Гаусс) движется вертикально к эффективной площади датчика Холла, устройство «включить» и зажечь светодиод. После переключения в положение «ВКЛ.» датчик Холла останется включенным.

Для выключения устройства и выключения светодиодов магнитное поле должно быть уменьшается ниже точки срабатывания униполярного датчика или магнитного поля должен быть подвержен северному полюсу (отрицательный Гаусс) биполярного датчика.Если выход датчика Холла необходим для коммутации большей токовой нагрузки, Вместо светодиода можно использовать транзистор большей мощности.

Наша компания также имеет Всеполярный микромощный датчик Холла в продаже, добро пожаловать связаться с нами.

Датчики Холла — работа, типы, области применения, преимущества и недостатки

Датчики Холла широко используются в различных областях. В этом посте мы обсудим, как они работают, их типы, области применения, преимущества и недостатки.

Знакомство с датчиком Холла

Магнитные датчики представляют собой полупроводниковые устройства, которые генерируют электрические сигналы, пропорциональные приложенному к ним магнитному полю. Затем эти электрические сигналы обрабатываются специальной электронной схемой пользователя для получения желаемого результата.

В наши дни эти магнитные датчики способны реагировать на широкий диапазон магнитных полей. Одним из таких магнитных датчиков является датчик Холла, выходной сигнал которого (напряжение) является функцией плотности магнитного поля.

Для активации этих датчиков Холла используется внешнее магнитное поле. Когда плотность магнитного потока в непосредственной близости от датчика превышает определенный порог, это обнаруживается датчиком. При обнаружении датчик генерирует выходное напряжение, также известное как напряжение Холла.

Рис. 1 – Датчики Холла

Эти датчики Холла пользуются большим спросом и имеют очень широкое применение, например, датчики приближения, переключатели, датчики скорости вращения колес, датчики положения и т. д.

Принцип работы датчика Холла

Датчик Холла основан на принципе эффекта Холла. Этот принцип гласит, что когда проводник или полупроводник с током, текущим в одном направлении, вводится перпендикулярно магнитному полю, напряжение может быть измерено под прямым углом к ​​пути тока.

Рис. 2 – Принцип эффекта Холла – ток, протекающий через пластину

Как работает датчик Холла Сенсор, электроны движутся через него по прямой линии.

  • Когда на датчик воздействует внешнее магнитное поле, сила Лоренца отклоняет носители заряда по криволинейной траектории.
  • Из-за этого электроны с отрицательным зарядом будут отклоняться к одной стороне сенсора, а отверстия с положительным зарядом — к другой.
  • Рис. 3 – Принцип эффекта Холла – отклонение электронов и дырок стороны пластины.Полученное напряжение прямо пропорционально силе электрического тока и напряженности магнитного поля.

    Типы датчиков Холла

    Датчики Холла можно разделить на два типа по двум основаниям:

    • На основе выходных данных
    • На основе операций

    На основе выходных данных

    7 Датчики Холла с аналоговым выходом

  • Датчики Холла с цифровым выходом
  • Датчики Холла с аналоговым выходом

    Рис.4 – Схема датчика Холла с аналоговым выходом

    Датчики Холла с аналоговым выходом содержат регулятор напряжения, элемент Холла и усилитель. Как следует из названия, выходной сигнал датчика такого типа имеет аналоговую природу и пропорционален напряженности магнитного поля и выходному сигналу элемента Холла.

    Эти датчики имеют непрерывный линейный выход. Благодаря этому свойству их целесообразно использовать в качестве датчиков приближения.

    Рис.5 – Выход датчика Холла с аналоговым выходом

    Датчики Холла с цифровым выходом

    Датчики Холла с цифровым выходом имеют только два выхода: «ВКЛ» и «ВЫКЛ». Эти датчики имеют дополнительный элемент «триггер Шмитта», добавленный по сравнению с датчиками Холла с аналоговым выходом.

    Рис. 6 – Схема датчика Холла с цифровым выходом

    «Триггер Шмитта» вызывает эффект гистерезиса, поэтому достигаются два различных пороговых уровня.Соответственно, на выходе всей схемы будет либо Low, либо High.

    Переключатель на эффекте Холла является одним из таких датчиков. Эти цифровые выходные датчики широко используются в качестве концевых выключателей в станках с ЧПУ, трехмерных (3D) принтерах и позиционных блокировках в автоматизированных системах. Рис. 7. Выходной сигнал датчика Холла с цифровым выходом Датчик эффекта

  • Униполярный датчик Холла
  • Биполярный датчик Холла

    Как следует из названия, для работы этих датчиков требуются как положительные, так и отрицательные магнитные поля.Положительное магнитное поле южного полюса магнита используется для активации датчика, а отрицательное магнитное поле северного полюса магнита используется для отключения датчика.

    Рис. 8. Биполярный датчик Холла

    Униполярный датчик Холла

    Как следует из названия, этим датчикам требуется только положительное магнитное поле южного полюса магнита для активации и отключения датчика.

    Рис. 9 – Униполярный датчик Холла

    Применение датчика Холла

    Применение датчиков Холла для простоты понимания представлено в двух категориях.

    • Применение аналоговых датчиков Холла
    • Применение цифровых датчиков Холла

    Применение аналоговых датчиков Холла

    Аналоговые датчики Холла используются для: Тестеры).

  • Определение скорости вращения колеса для антиблокировочной системы тормозов (ABS).
  • Устройства управления двигателем для защиты и индикации.
  • Определение наличия питания.
  • Датчик движения.
  • Определение скорости потока.
  • Измерение давления мембраны в манометре мембраны.
  • Датчик вибрации.
  • Обнаружение черных металлов в детекторах черных металлов.
  • Регулировка напряжения.
  • Применение цифровых датчиков Холла

    Цифровые датчики Холла используются для:

    • Определение углового положения коленчатого вала для угла зажигания свечей зажигания.
    • Определение положения автомобильных сидений и ремней безопасности для управления подушками безопасности.
    • Беспроводная связь.
    • Измерение давления.
    • Ощущение близости.
    • Определение скорости потока.
    • Определение положения клапанов.
    • Определение положения объектива.

    Преимущества датчиков Холла

    Датчики Холла обладают следующими преимуществами:

    • Их можно использовать для различных функций датчика, таких как определение положения, определение скорости, а также определение направления движения.
    • Поскольку это полупроводниковые устройства, они абсолютно не изнашиваются из-за отсутствия движущихся частей.
    • Почти не требуют обслуживания.
    • Прочные.
    • Невосприимчивы к вибрации, пыли и воде.

    Недостатки датчиков Холла

    Датчики Холла имеют следующие недостатки: –

    • Они не способны измерять ток на расстоянии более 10 см. Единственным решением этой проблемы является использование очень сильного магнита, способного генерировать широкое магнитное поле.
    • Точность измеренного значения всегда является проблемой, так как внешние магнитные поля могут повлиять на значения.
    • Высокая температура влияет на сопротивление проводника. Это, в свою очередь, повлияет на подвижность носителей заряда и чувствительность датчиков Холла.

    Как датчики Холла могут управлять большими электрическими нагрузками

    Мы уже знаем, что выходная мощность датчика Холла очень мала (от 10 до 20 мА). Поэтому он не может напрямую управлять большими электрическими нагрузками.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.