Sensor dewan: prinsip operasi, jenis, aplikasi, cara memeriksa

Untuk pengoperasian semua sistem kereta moden yang cekap, pengeluar melengkapkan kenderaan dengan pelbagai alat elektronik yang mempunyai lebih banyak kelebihan berbanding elemen mekanikal.

Setiap sensor sangat penting untuk kestabilan operasi pelbagai komponen dalam mesin. Pertimbangkan ciri-ciri sensor ruang: jenis apa yang ada, kerosakan utama, prinsip operasi dan di mana ia digunakan.

Apakah sensor Hall di dalam kereta

Sensor dewan adalah peranti kecil yang mempunyai prinsip operasi elektromagnetik. Walaupun pada kereta lama industri automobil Soviet, sensor ini tersedia - mereka mengawal operasi enjin petrol. Sekiranya peranti tidak berfungsi, enjin akan kehilangan kestabilan pada tahap terbaik.

Mereka digunakan untuk operasi sistem pencucuhan, penyebaran fasa dalam mekanisme pengedaran gas, dan lain-lain. Untuk memahami kerosakan apa yang berkaitan dengan kerosakan sensor, anda harus memahami struktur dan prinsip operasi.

Untuk apa sensor Hall dalam kereta?

Sensor dewan di dalam kereta diperlukan untuk merakam dan mengukur medan magnet di pelbagai bahagian kereta. Aplikasi utama HH adalah dalam sistem pencucuhan.

Peranti ini membolehkan anda menentukan parameter tertentu dengan cara tidak bersentuhan. Sensor mencipta impuls elektrik yang menuju ke suis atau ECU. Selanjutnya, peranti ini menghantar isyarat untuk menghasilkan arus untuk membuat percikan api di dalam lilin.

Secara ringkas mengenai prinsip kerja

Prinsip pengoperasian alat ini ditemui pada tahun 1879 oleh ahli fizik Amerika E.G. Dewan. Apabila wafer semikonduktor memasuki kawasan medan magnet magnet kekal, arus kecil dihasilkan di dalamnya.

Selepas penamatan medan magnet, tidak ada arus yang dihasilkan. Gangguan pengaruh magnet berlaku melalui slot di skrin keluli, yang diletakkan di antara magnet dan wafer semikonduktor.

Di manakah ia berada dan seperti apa?

Kesan Hall telah menemui aplikasi dalam banyak sistem kenderaan seperti:

• Menentukan kedudukan poros engkol (apabila omboh silinder pertama berada di pusat mati pukulan mampatan atas);
• Menentukan kedudukan camshaft (untuk menyegerakkan pembukaan injap dalam mekanisme pengedaran gas dalam beberapa model enjin pembakaran dalaman moden);
• Di pemecah sistem pencucuhan (pada pengedar);
• Di takometer.

Dalam proses putaran poros motor, sensor bertindak balas terhadap ukuran slot gigi, dari mana arus voltan rendah dihasilkan, yang dibekalkan ke alat pensuisan. Setelah berada di gegelung pencucuhan, isyarat diubah menjadi voltan tinggi, yang diperlukan untuk membuat percikan di dalam silinder. Sekiranya sensor kedudukan engkol rusak, enjin tidak dapat dihidupkan.

Sensor serupa terletak di pemutus sistem pencucuhan tanpa sentuh. Ketika dipicu, belitan gegelung pencucuhan diaktifkan, yang memungkinkannya menghasilkan cas pada belitan primer dan pelepasan dari sekunder.

Foto di bawah menunjukkan seperti apa sensor dan di mana ia dipasang di beberapa kenderaan.

Di pengedar

Sensor crankshaft

Sensor camshaft

Sensor takometer

Sensor dewan di motor elektrik

peranti

Peranti sensor dewan ringkas terdiri daripada:

• Magnet kekal. Ia menghasilkan medan magnet yang bertindak pada semikonduktor, di mana arus voltan rendah dicipta;
• Litar magnet. Unsur ini melihat tindakan medan magnet dan menghasilkan arus;
• Pemutar berputar. Ia adalah plat melengkung logam yang mempunyai slot. Apabila poros peranti utama berputar, bilah pemutar secara bergantian menyekat kesan magnet pada rod, yang menimbulkan impuls di dalamnya;
• Kandang plastik.

Jenis dan skop

Semua sensor Hall tergolong dalam dua kategori. Kategori pertama adalah digital dan yang kedua adalah analog. Peranti ini berjaya digunakan di pelbagai industri, termasuk industri automotif. Contoh paling mudah dari sensor ini ialah DPKV (mengukur kedudukan poros engkol semasa ia berputar).

Elemen Sensor Dewan Analog

Di industri lain, alat serupa digunakan, misalnya, di mesin basuh (cucian ditimbang berdasarkan kelajuan putaran dram penuh). Aplikasi lain yang biasa digunakan pada peranti tersebut adalah pada papan kekunci komputer (magnet kecil terletak di bahagian belakang kunci, dan sensor itu sendiri dipasang di bawah bahan polimer elastik).

Juruelektrik profesional, ketika mengukur kekuatan arus dalam kabel tanpa sentuhan, gunakan peranti khas, di mana sensor Hall juga dipasang, yang bertindak balas terhadap kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh wayar dan memberikan nilai yang sepadan dengan kekuatan pusaran magnet.

Dalam industri automotif, sensor Hall disatukan ke dalam pelbagai sistem. Contohnya, dalam kenderaan elektrik, peranti ini memantau pengecasan bateri. Kedudukan poros engkol, injap pendikit, kelajuan roda, dll. - semua ini dan banyak parameter lain ditentukan oleh sensor Hall.

Penderia Hall linear (analog).

Dalam sensor sedemikian, voltan secara langsung bergantung kepada kekuatan medan magnet. Dengan kata lain, semakin dekat penderia dengan medan magnet, semakin tinggi voltan keluaran. Jenis peranti ini tidak mempunyai pencetus Schmidt dan transistor output pensuisan. Voltan di dalamnya diambil terus dari penguat operasi.

Voltan keluaran penderia kesan Hall analog boleh dijana sama ada oleh magnet kekal atau magnet elektrik. Ia juga bergantung kepada ketebalan plat dan kekuatan arus yang mengalir melalui plat ini.

Logik menentukan bahawa voltan keluaran sensor boleh ditingkatkan selama-lamanya dengan peningkatan medan magnet. Sebenarnya tidak. Voltan keluaran daripada sensor akan dihadkan oleh voltan bekalan. Voltan keluaran puncak merentasi sensor dipanggil voltan tepu. Apabila puncak ini dicapai, adalah sia-sia untuk terus meningkatkan ketumpatan fluks magnet.

Sebagai contoh, pengapit semasa berfungsi pada prinsip ini, dengan bantuan voltan dalam konduktor diukur tanpa sentuhan dengan wayar itu sendiri. Penderia Dewan Linear juga digunakan dalam peranti yang mengukur ketumpatan medan magnet. Peranti sedemikian selamat digunakan, kerana ia tidak memerlukan sentuhan langsung dengan elemen konduktif.

Contoh penggunaan elemen analog

Rajah di bawah menunjukkan litar ringkas penderia yang mengukur kekuatan semasa dan berfungsi pada prinsip kesan Hall.

A - konduktor; B - cincin magnet terbuka; С – sensor Dewan analog; D - penguat isyarat

Sensor semasa sedemikian berfungsi dengan sangat mudah. Apabila arus dikenakan pada konduktor, medan magnet tercipta di sekelilingnya. Sensor menangkap kekutuban medan ini dan ketumpatannya. Selanjutnya, voltan yang sepadan dengan nilai ini terbentuk dalam sensor, yang dibekalkan kepada penguat dan kemudian kepada penunjuk.

Sensor Dewan Digital

Peranti analog dicetuskan bergantung pada kekuatan medan magnet. Semakin tinggi, voltan akan semakin tinggi pada sensor. Sejak pengenalan elektronik ke dalam pelbagai alat kawalan, sensor dewan telah memperoleh unsur logik.

Elemen Sensor Dewan Digital

Peranti sama ada mengesan kehadiran medan magnet, atau tidak mengesannya. Dalam kes pertama, ia akan menjadi unit logik, dan isyarat dihantar ke unit penggerak atau kawalan. Dalam kes kedua (walaupun dengan medan magnet yang besar, tetapi tidak mencapai ambang batas), peranti tidak merakam apa-apa, yang disebut sifar logik.

Sebaliknya, peranti digital adalah jenis unipolar dan bipolar. Mari kita pertimbangkan secara ringkas apa perbezaan mereka.

Unipolar

Bagi varian unipolar, ia dipicu apabila medan magnet hanya satu polaritas muncul. Sekiranya anda membawa magnet dengan kekutuban yang berlawanan ke sensor, peranti tidak akan bertindak sama sekali. Penonaktifan peranti berlaku apabila kekuatan medan magnet menurun atau hilang sama sekali.

Unit pengukuran yang diperlukan dikeluarkan oleh peranti pada saat kekuatan medan magnet maksimum. Sehingga ambang ini tercapai, peranti akan menunjukkan nilai 0. Sekiranya aruhan medan magnet kecil, peranti tidak dapat memperbaikinya, oleh itu, ia menunjukkan nilai sifar. Faktor lain yang mempengaruhi ketepatan pengukuran oleh peranti adalah jaraknya dari medan magnet.

Bipolar

Sekiranya modifikasi bipolar, peranti diaktifkan ketika elektromagnet membuat tiang tertentu, dan dinonaktifkan apabila tiang yang berlawanan digunakan. Sekiranya magnet dikeluarkan semasa sensor dihidupkan, peranti tidak akan mati.

Pelantikan HH dalam sistem penyalaan kereta

Penderia dewan digunakan dalam sistem pencucuhan bukan sentuhan. Di dalamnya, elemen ini dipasang dan bukannya peluncur pemutus, yang mematikan penggulungan utama gegelung pencucuhan. Rajah di bawah menunjukkan contoh penderia Hall, yang digunakan dalam kereta keluarga VAZ.

A - Sensor dewan; B - magnet kekal; Dengan plat yang menutupi kesan bebas magnet

Dalam sistem penyalaan yang lebih moden, penderia Hall hanya digunakan untuk menentukan kedudukan aci engkol. Sensor sedemikian dipanggil sensor kedudukan crankshaft. Prinsip operasinya adalah sama dengan penderia Hall klasik.

Hanya untuk gangguan penggulungan utama dan pengedaran nadi voltan tinggi sudah menjadi tanggungjawab unit kawalan elektronik, yang diprogramkan untuk ciri-ciri enjin. ECU dapat menyesuaikan diri dengan mod operasi unit kuasa yang berbeza dengan menukar pemasaan pencucuhan (dalam sistem hubungan dan bukan hubungan model lama, fungsi ini diberikan kepada pengawal selia vakum).

Pencucuhan dengan sensor Hall

Dalam sistem pencucuhan tanpa sentuh model lama (sistem on-board kereta sedemikian tidak dilengkapi dengan unit kawalan elektronik), sensor berfungsi dalam urutan berikut:

1. Aci pengedar berputar (disambungkan ke aci sesondol).
2. Plat yang dipasang pada aci terletak di antara penderia Hall dan magnet.
3. Pinggan ada slot.
4. Apabila plat berputar dan ruang bebas terbentuk di antara magnet, voltan dijana dalam sensor akibat pengaruh medan magnet.
5. Voltan keluaran dibekalkan kepada suis, yang menyediakan pensuisan antara belitan gegelung pencucuhan.
6. Selepas belitan utama dimatikan, denyutan voltan tinggi dijana dalam belitan sekunder, yang memasuki pengedar (pengedar) dan pergi ke palam pencucuh tertentu.

Walaupun skema operasi yang mudah, sistem pencucuhan tanpa sentuh mesti ditala dengan sempurna supaya percikan api muncul dalam setiap lilin pada masa yang tepat. Jika tidak, motor akan berjalan tidak stabil atau tidak dihidupkan sama sekali.

Faedah Penderia Dewan Automotif

Dengan pengenalan elemen elektronik, terutamanya dalam sistem yang memerlukan penalaan halus, jurutera telah dapat menjadikan sistem lebih stabil berbanding rakan sejawat yang dikawal oleh mekanik. Contohnya ialah sistem pencucuhan tanpa sentuh.

Sensor kesan Hall mempunyai beberapa kelebihan penting:

1. Ia padat;
2. Ia boleh dipasang secara mutlak di mana-mana bahagian kereta, dan dalam beberapa kes walaupun secara langsung dalam mekanisme itu sendiri (contohnya, dalam pengedar);
3. Tiada unsur mekanikal di dalamnya, supaya kenalannya tidak terbakar, seperti, sebagai contoh, dalam pemutus sistem pencucuhan kenalan;
4. Denyutan elektronik bertindak balas dengan lebih berkesan kepada perubahan dalam medan magnet, tanpa mengira kelajuan putaran aci;
5. Selain kebolehpercayaan, peranti ini menyediakan isyarat elektrik yang stabil dalam mod operasi motor yang berbeza.

Tetapi peranti ini juga mempunyai kelemahan yang ketara:

• Musuh terbesar mana-mana peranti elektromagnet adalah gangguan. Terdapat banyak daripada mereka dalam mana-mana enjin;
• Berbanding dengan sensor elektromagnet konvensional, peranti ini akan jauh lebih mahal;
• Prestasinya dipengaruhi oleh jenis litar elektrik.

Aplikasi sensor dewan

Seperti yang kami katakan, peranti prinsip Hall tidak hanya digunakan di dalam kereta. Berikut adalah beberapa industri di mana sensor kesan Hall mungkin atau diperlukan.

Aplikasi sensor linear

Sensor jenis linier terdapat di:

• Peranti yang menentukan kekuatan semasa dengan cara tidak bersentuhan;
• Tachometer;
• Sensor tahap getaran;
• Sensor Ferromagnet;
• Sensor yang menentukan sudut putaran;
• Potensiometer tanpa kontak;
• Motor tanpa berus DC;
• Sensor aliran bahan kerja;
• Pengesan yang menentukan kedudukan mekanisme kerja.

Aplikasi sensor digital

Bagi model digital, ia digunakan dalam:

• Sensor yang menentukan kekerapan putaran;
• Peranti penyegerakan;
• Sensor sistem pencucuhan di dalam kereta;
• Sensor kedudukan elemen mekanisme kerja;
• Kaunter nadi;
• Sensor yang menentukan kedudukan injap;
• Peranti pengunci pintu;
• Meter penggunaan bahan kerja;
• Sensor jarak;
• Geganti tanpa sentuh;
• Dalam beberapa model pencetak, sebagai sensor yang mengesan kehadiran atau kedudukan kertas.

Apa yang boleh berlaku?

Berikut adalah jadual kerosakan fungsi dewan utama dan manifestasi visualnya:

Kerosakan:	Bagaimana ia menampakkan:
Sensor dipicu lebih kerap daripada poros engkol melalui kitaran penuh	Penggunaan bahan api meningkat (sementara sistem lain, seperti bahan bakar, berfungsi dengan baik)
Peranti dicetuskan sekali atau berkala mati sepenuhnya	Semasa kereta bergerak, mesin mungkin berhenti, kereta tersentak, kuasa enjin turun, mustahil untuk mempercepat kereta lebih cepat daripada 60 km / j.
Kerosakan sensor dewan	Di beberapa kereta asing generasi terbaru, tuas gear tersekat
Sensor kedudukan poros engkol rosak	Motor tidak dapat dihidupkan
Kesalahan dalam sistem elektrik di mana sensor dewan adalah elemen utama	Di papan pemuka, lampu ralat sistem diagnosis diri unit tertentu, misalnya, mesin pada kelajuan siaga, menyala, tetapi hilang ketika mesin mengambil kelajuan.

Selalunya sensor itu berada dalam keadaan baik, tetapi rasanya seperti tidak berfungsi. Inilah sebabnya:

• Kotoran pada sensor;
• Kawat patah (satu atau lebih);
• Kelembapan mempunyai hubungan;
• Litar pintas (kerana kelembapan atau kerosakan pada penebat, wayar isyarat terpendek ke tanah);
• Pelanggaran penebat kabel atau skrin;
• Sensor tidak dihubungkan dengan betul (kekutuban terbalik);
• Masalah dengan wayar voltan tinggi;
• Pelanggaran unit kawalan automatik;
• Jarak antara elemen sensor dan bahagian yang dikawal tidak betul.

Pemeriksaan sensor

Untuk memastikan bahawa sensor rosak, pemeriksaan mesti dilakukan sebelum menggantinya. Kaedah termudah untuk mendiagnosis masalah - jika masalahnya benar-benar ada pada sensor - adalah menjalankan diagnostik pada osiloskop. Peranti ini bukan sahaja dapat mengesan kerosakan, tetapi juga menunjukkan kerosakan peranti yang akan berlaku.

Oleh kerana tidak setiap pengendara berkesempatan untuk menjalankan prosedur sedemikian, ada cara yang lebih berpatutan untuk mendiagnosis sensor.

Diagnostik dengan multimeter

Pertama, multimeter ditetapkan ke mod pengukuran arus DC (beralih untuk 20V). Prosedur ini dilakukan mengikut urutan berikut:

• Kawat berperisai terputus dari pengedar. Ia disambungkan ke jisim sehingga, sebagai hasil diagnostik, anda tidak boleh memulakan kereta secara tidak sengaja;
• Pencucuhan diaktifkan (kuncinya dipusingkan sepanjang masa, tetapi jangan menghidupkan enjin);
• Penyambung dikeluarkan dari pengedar;
• Hubungan negatif multimeter dihubungkan dengan jisim kereta (badan);
• Penyambung sensor mempunyai tiga pin. Hubungan positif multimeter disambungkan ke masing-masing secara berasingan. Kenalan pertama harus menunjukkan nilai 11,37V (atau hingga 12V), yang kedua juga harus ditunjukkan di wilayah 12V, dan yang ketiga harus 0.

Seterusnya, sensor diperiksa semasa beroperasi. Untuk melakukan ini, anda perlu melakukan perkara berikut:

• Dari sisi pintu masuk wayar, pin logam (misalnya, paku kecil) dimasukkan ke dalam penyambung supaya tidak saling bersentuhan. Satu dimasukkan ke kenalan tengah, dan yang lain - ke wayar negatif (biasanya berwarna putih);
• Penyambung meluncur di atas sensor;
• Pencucuhan menyala (tetapi kita tidak menghidupkan enjin);
• Kami memperbaiki hubungan negatif penguji pada titik tolak (wayar putih), dan hubungan positif ke pin tengah. Sensor berfungsi akan memberikan bacaan sekitar 11,2V;
• Sekarang pembantu harus membengkokkan poros engkol dengan starter beberapa kali. Bacaan meter akan berubah-ubah. Perhatikan nilai minimum dan maksimum. Batang bawah tidak boleh melebihi 0,4V, dan bahagian atas tidak boleh jatuh di bawah 9V. Dalam kes ini, sensor boleh dianggap boleh digunakan.

Ujian rintangan

Untuk mengukur rintangan, anda memerlukan perintang (1 kΩ), lampu diod dan wayar. Perintang disolder ke kaki bola lampu, dan wayar disambungkan kepadanya. Kawat kedua dipasang pada kaki kedua mentol lampu.

Pemeriksaan dilakukan mengikut urutan berikut:

• Tanggalkan penutup pengedar, cabut blok dan kenalan pengedar itu sendiri;
• Penguji disambungkan ke terminal 1 dan 3. Setelah mengaktifkan pencucuhan, paparan harus menunjukkan nilai dalam julat 10-12 volt;
• Dengan cara yang sama, bola lampu dengan perintang disambungkan ke pengedar. Sekiranya kekutuban betul, kawalan akan menyala;
• Selepas itu, wayar dari terminal ketiga disambungkan ke terminal kedua. Kemudian pembantu menghidupkan enjin dengan bantuan starter;
• Lampu berkelip menunjukkan sensor berfungsi. Jika tidak, ia mesti diganti.

Membuat Pengawal Dewan Simulasi

Kaedah ini membolehkan anda mendiagnosis sensor dewan sekiranya tiada percikan api. Jalur dengan kenalan terputus dari pengedar. Pencucuhan diaktifkan. Kawat kecil menghubungkan kenalan output sensor antara satu sama lain. Ini adalah sejenis simulator sensor dewan yang mencipta dorongan. Sekiranya pada masa yang sama percikan terbentuk pada kabel pusat, maka sensor tidak berfungsi dan perlu diganti.

Penyelesaian masalah

Sekiranya ada keinginan untuk membaiki sensor dewan dengan tangan anda sendiri, pertama sekali anda perlu membeli komponen logik yang disebut. Ia dapat dipilih sesuai dengan model dan jenis sensor.

Pembaikan itu sendiri dilakukan seperti berikut:

• Lubang dibuat di bahagian tengah badan dengan gerudi;
• Dengan pisau perkeranian, wayar komponen lama dipotong, setelah itu alur diletakkan untuk wayar baru yang akan disambungkan ke litar;
• Komponen baru dimasukkan ke dalam perumahan dan disambungkan ke pin lama. Anda boleh memeriksa kebenaran sambungan menggunakan lampu diod kawalan dengan perintang pada satu kenalan. Tanpa pengaruh magnet, cahaya harus padam. Sekiranya ini tidak berlaku, maka anda perlu mengubah kekutuban;
• Kenalan baru mesti disolder ke blok peranti;
• Untuk memastikan bahawa kerja itu dilakukan dengan betul, anda harus mendiagnosis sensor baru menggunakan kaedah di atas;
• Akhirnya, perumahan mesti ditutup. Untuk melakukan ini, lebih baik menggunakan gam tahan panas, kerana alat ini sering terdedah kepada suhu tinggi;
• Pengawal dipasang dalam urutan terbalik.

Bagaimana cara mengganti sensor dengan tangan anda sendiri?

Tidak semua peminat kereta mempunyai masa untuk memperbaiki sensor secara manual. Lebih mudah bagi mereka untuk membeli yang baru dan memasangnya daripada yang lama. Prosedur ini dilakukan seperti berikut:

• Pertama sekali, anda perlu mengeluarkan terminal dari bateri;
• Pengedar dikeluarkan, blok dengan wayar terputus;
• Penutup pengedar dikeluarkan;
• Sebelum membongkar sepenuhnya peranti, penting untuk diingat bagaimana injap itu berada. Anda perlu menggabungkan tanda masa dan poros engkol;
• Poros pengedar dikeluarkan;
• Sensor dewan itu sendiri terputus;
• Yang baru dipasang di tempat sensor lama;
• Blok dipasang dalam urutan terbalik.

Sensor generasi terbaru mempunyai jangka hayat yang panjang, jadi penggantian peranti yang kerap tidak diperlukan. Semasa melakukan servis sistem pencucuhan, anda juga mesti memperhatikan alat penjejak ini.

Video mengenai topik

Sebagai kesimpulan, gambaran keseluruhan terperinci peranti dan prinsip operasi sensor Hall di dalam kereta:

Apakah itu SENSOR DEWAN. Bagaimana ia berfungsi dan bagaimana ia disusun

Soalan dan Jawapan:

Apa itu Sensor Hall? Ini adalah alat yang bertindak balas terhadap penampilan atau ketiadaan medan magnet. Sensor optik mempunyai prinsip operasi yang serupa, yang bertindak balas terhadap impak pancaran cahaya pada photocell.

Di manakah sensor dewan digunakan? Di dalam kereta, sensor ini digunakan untuk mengesan kelajuan roda atau poros tertentu. Sensor ini juga dipasang pada sistem di mana penting untuk menentukan kedudukan batang tertentu untuk penyegerakan sistem yang berbeza. Contohnya ialah crankshaft dan camshaft sensor.

Bagaimana untuk memeriksa sensor Hall? Terdapat beberapa cara untuk memeriksa sensor. Contohnya, apabila terdapat kuasa dalam sistem pencucuhan dan palam pencucuh tidak mengeluarkan percikan api, pada mesin dengan pengedar tanpa sentuhan, penutup pengedar dilepaskan dan blok palam dilepaskan. Seterusnya, pencucuhan kereta dihidupkan dan kenalan 2 dan 3. ditutup. Kawat voltan tinggi mesti disimpan berhampiran tanah. Pada masa ini, percikan api akan muncul. Sekiranya terdapat percikan api, tetapi tidak ada percikan api ketika sensor disambungkan, maka ia mesti diganti. Cara kedua adalah dengan mengukur voltan output sensor. Dalam keadaan baik, penunjuk ini mestilah berada dalam lingkungan 0.4 hingga 11V. Kaedah ketiga adalah meletakkan analog yang berfungsi dan bukannya sensor lama. Sekiranya sistem berfungsi, maka masalahnya ada pada sensor.