Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker
Auto betingelser,  Bilreparasjon,  Artikler,  Kjøretøy enhet

Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker

For effektiv drift av alle systemer i en moderne bil, utstyrer produsenter kjøretøyet med en rekke elektroniske enheter som har flere fordeler fremfor mekaniske elementer.

Hver sensor er av stor betydning for stabiliteten i driften av forskjellige komponenter i maskinen. Vurder funksjonene til en hallsensor: hvilke typer er det, viktigste funksjonsfeil, driftsprinsipp og hvor det brukes.

Hva er en Hall-sensor i en bil

En hallsensor er et lite apparat som har et elektromagnetisk driftsprinsipp. Selv i gamle biler fra den sovjetiske bilindustrien er disse sensorene tilgjengelige - de kontrollerer driften av bensinmotoren. Hvis en enhet ikke fungerer som den skal, mister motoren i beste fall stabiliteten.

Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker

De brukes til drift av tenningssystemet, fordeling av faser i gassdistribusjonsmekanismen og andre. For å forstå hvilke funksjonsfeil som er relatert til sensorens sammenbrudd, må du forstå dens struktur og driftsprinsipp.

Hva er en Hall-sensor i en bil til?

En hallsensor i en bil er nødvendig for å registrere og måle magnetiske felt i forskjellige deler av bilen. Hovedanvendelsen av HH er i tenningssystemet.

Enheten lar deg bestemme spesifikke parametere på en kontaktløs måte. Sensoren skaper en elektrisk impuls som går til bryteren eller ECU. Disse enhetene sender deretter et signal for å generere en strøm for å skape en gnist i lysene.

Kort om arbeidsprinsippet

Prinsippet om drift av denne enheten ble oppdaget i 1879 av den amerikanske fysikeren E.G. Hall. Når en halvlederwafer kommer inn i området for magnetfeltet til en permanent magnet, genereres det en liten strøm i den.

Etter terminering av magnetfeltet genereres ingen strøm. Avbruddet i påvirkningen av magneten skjer gjennom sporene i stålskjermen, som er plassert mellom magneten og halvlederplaten.

Hvor ligger den og hvordan ser den ut?

Hall-effekten har funnet bruksområder i mange bilsystemer som:

  • Bestemmer posisjonen til veivakselen (når stemplet til den første sylinderen er øverst dødt sentrum av kompresjonsslaget);
  • Bestemmer posisjonen til kamakselen (for å synkronisere åpningen av ventiler i gassfordelingsmekanismen i noen modeller av moderne forbrenningsmotorer);
  • I tenningssystembryteren (på distributøren);
  • I turtelleren.

I rotasjonsprosessen av motorakselen reagerer sensoren på størrelsen på spaltene på tennene, hvorfra en lavspenningsstrøm genereres, som tilføres til koblingsanordningen. En gang i tenningsspolen konverteres signalet til høyspenning, som er nødvendig for å skape en gnist i sylinderen. Hvis posisjonssensoren for veivaksel er defekt, kan ikke motoren startes.

En lignende sensor er plassert i bryteren til det kontaktløse tenningssystemet. Når den utløses, kobles viklingene til tenningsspolen, noe som gjør at den kan produsere en ladning på primærviklingen og utladningen fra sekundæren.

Bildet nedenfor viser hvordan sensoren ser ut og hvor den er installert i noen kjøretøy.

Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker
I distributøren
Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker
Veivakselsensor
Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker
Kamakselsensor
Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker
Turteller sensor
Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker
Hallsensor i elmotoren

enhet

En enkel hallsensorenhet består av:

  • Permanent magnet. Den lager et magnetfelt som virker på halvlederen, der det opprettes en lavspenningsstrøm;
  • Magnetkrets. Dette elementet oppfatter virkningen av et magnetfelt og genererer en strøm;
  • Roterende rotor. Det er en metall buet plate som har spor. Når akselen til hovedanordningen roterer, blokkerer rotorbladene vekselvis virkningen av magneten på stangen, noe som skaper impulser inni den;
  • Plastkapslinger.

Typer og omfang

Alle Hall -sensorer faller i to kategorier. Den første kategorien er digital og den andre er analog. Disse enhetene brukes med hell i forskjellige bransjer, inkludert bilindustrien. Det enkleste eksemplet på denne sensoren er DPKV (måler veivakselens posisjon når den roterer).

Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker
Analog Hall Sensor Element

I andre bransjer brukes lignende enheter, for eksempel i vaskemaskiner (vasketøy veies basert på rotasjonshastigheten til en trommel). En annen vanlig anvendelse av slike enheter er på et datatastatur (små magneter er plassert på baksiden av tastene, og selve sensoren er installert under et elastisk polymermateriale).

Profesjonelle elektrikere bruker en spesiell enhet for kontaktløs måling av strømmen i kabelen, der det også er installert en Hall -sensor, som reagerer på styrken til magnetfeltet som skapes av ledningene og gir en verdi som tilsvarer styrken til den magnetiske virvelen .

I bilindustrien er Hall -sensorer integrert i forskjellige systemer. For eksempel, i elektriske kjøretøyer, overvåker disse enhetene batteriladningen. Veivakselposisjon, gassventil, hjulhastighet, etc. - alt dette og mange andre parametere bestemmes av Hall -sensorene.

Lineære (analoge) Hall-sensorer

I slike sensorer avhenger spenningen direkte av styrken til magnetfeltet. Med andre ord, jo nærmere sensoren er magnetfeltet, desto høyere er utgangsspenningen. Disse typene enheter har ikke en Schmidt-utløser og en svitsjeutgangstransistor. Spenningen i dem tas direkte fra operasjonsforsterkeren.

Utgangsspenningen til analoge Hall-effektsensorer kan genereres enten av en permanent magnet eller en elektrisk magnet. Det avhenger også av tykkelsen på platene og styrken til strømmen som går gjennom denne platen.

Logikken tilsier at utgangsspenningen til sensoren kan økes i det uendelige med økende magnetfelt. Det er det faktisk ikke. Utgangsspenningen fra sensoren vil være begrenset av forsyningsspenningen. Topputgangsspenningen over sensoren kalles metningsspenningen. Når denne toppen er nådd, er det meningsløst å fortsette å øke den magnetiske flukstettheten.

For eksempel fungerer strømklemmer på dette prinsippet, ved hjelp av hvilke spenningen i lederen måles uten kontakt med selve ledningen. Lineære Hall-sensorer brukes også i enheter som måler magnetfelttetthet. Slike enheter er trygge å bruke, siden de ikke krever direkte kontakt med et ledende element.

Et eksempel på bruk av et analogt element

Figuren under viser en enkel krets av en sensor som måler strømstyrken og fungerer etter prinsippet om Hall-effekten.

Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker
A - dirigent; B - åpen magnetisk ring; С – analog Hall-sensor; D - signalforsterker

En slik strømsensor fungerer veldig enkelt. Når strøm tilføres en leder, dannes et magnetfelt rundt den. Sensoren fanger opp polariteten til dette feltet og dets tetthet. Videre dannes en spenning tilsvarende denne verdien i sensoren, som tilføres forsterkeren og deretter til indikatoren.

Digitale hallsensorer

Analoge enheter utløses avhengig av magnetfeltets styrke. Jo høyere den er, jo mer spenning vil det være i sensoren. Siden introduksjonen av elektronikk i forskjellige kontrollenheter har hallsensoren skaffet seg logiske elementer.

Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker
Digital Hall Sensor Element

Enheten oppdager enten tilstedeværelsen av et magnetisk felt, eller detekterer det ikke. I det første tilfellet vil det være en logisk enhet, og et signal blir sendt til aktuatoren eller kontrollenheten. I det andre tilfellet (selv om det er et stort, men ikke når grenseterskelen, magnetfelt), registrerer ikke enheten noe som kalles et logisk null.

På sin side er digitale enheter av den unipolare og bipolare typen. La oss kort vurdere hva deres forskjeller er.

Unipolar

Når det gjelder de unipolare variantene, utløses de når et magnetfelt med bare én polaritet vises. Hvis du tar med en magnet med motsatt polaritet til sensoren, vil enheten ikke reagere i det hele tatt. Deaktivering av enheten skjer når styrken til magnetfeltet synker eller den forsvinner helt.

Den nødvendige måleenheten utstedes av enheten i det øyeblikket styrken til magnetfeltet er maksimal. Inntil denne terskelen er nådd, viser enheten en verdi på 0. Hvis magnetfeltinduksjonen er liten, kan ikke enheten fikse den, derfor viser den en nullverdi. En annen faktor som påvirker nøyaktigheten av målinger fra enheten er dens avstand fra magnetfeltet.

Bipolar

Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker

Når det gjelder den bipolare modifikasjonen, aktiveres enheten når elektromagneten oppretter en bestemt pol, og deaktiveres når den motsatte polen påføres. Hvis magneten fjernes mens sensoren er på, slås ikke enheten av.

Utnevnelse av HH i bilens tenningsanlegg

Hall-sensorer brukes i berøringsfrie tenningssystemer. I dem er dette elementet installert i stedet for bryterglideren, som slår av den primære viklingen til tenningsspolen. Figuren nedenfor viser et eksempel på en Hall-sensor, som brukes i biler i VAZ-familien.

Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker
A - Hall sensor; B - permanent magnet; Med en plate som dekker magnetens frie effekt

I mer moderne tenningssystemer brukes Hall-sensoren kun for å bestemme posisjonen til veivakselen. En slik sensor kalles en veivakselposisjonssensor. Prinsippet for driften er identisk med den klassiske Hall-sensoren.

Bare for avbrudd av primærviklingen og distribusjon av høyspenningspulsen er allerede ansvaret til den elektroniske kontrollenheten, som er programmert for motorens egenskaper. ECU er i stand til å tilpasse seg forskjellige driftsmoduser til kraftenheten ved å endre tenningstidspunktet (i kontakt- og ikke-kontaktsystemene til den gamle modellen er denne funksjonen tildelt vakuumregulatoren).

Tenning med Hall sensor

I kontaktløse tenningssystemer av den gamle modellen (ombordsystemet til en slik bil er ikke utstyrt med en elektronisk kontrollenhet), fungerer sensoren i følgende sekvens:

  1. Fordelerakselen roterer (koblet til kamakselen).
  2. En plate festet på akselen er plassert mellom Hall-sensoren og magneten.
  3. Platen har spor.
  4. Når platen roterer og det dannes et ledig rom mellom magneten, genereres det en spenning i sensoren på grunn av magnetfeltets påvirkning.
  5. Utgangsspenningen tilføres bryteren, som gir veksling mellom viklingene på tennspolen.
  6. Etter at primærviklingen er slått av, genereres en høyspenningspuls i sekundærviklingen, som går inn i fordeleren (fordeleren) og går til en bestemt tennplugg.

Til tross for det enkle operasjonsskjemaet, må et kontaktløst tenningssystem være perfekt innstilt slik at en gnist vises i hvert stearinlys til rett tid. Ellers vil motoren gå ustabilt eller ikke starte i det hele tatt.

Fordeler med bilhallsensor

Med introduksjonen av elektroniske elementer, spesielt i systemer som krever finjustering, har ingeniører vært i stand til å gjøre systemene mer stabile sammenlignet med motparter som er kontrollert av mekanikk. Et eksempel på dette er det kontaktløse tenningssystemet.

Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker

Hall-effektsensoren har flere viktige fordeler:

  1. Den er kompakt;
  2. Den kan installeres i absolutt hvilken som helst del av bilen, og i noen tilfeller til og med direkte i selve mekanismen (for eksempel i en distributør);
  3. Det er ingen mekaniske elementer i den, slik at kontaktene ikke brenner, som for eksempel i en bryter for kontakttenningssystem;
  4. Elektroniske pulser reagerer mye mer effektivt på endringer i magnetfeltet, uavhengig av rotasjonshastigheten til akselen;
  5. I tillegg til pålitelighet gir enheten et stabilt elektrisk signal i forskjellige driftsmoduser for motoren.

Men denne enheten har også betydelige ulemper:

  • Den største fienden til enhver elektromagnetisk enhet er interferens. Det er nok av dem i enhver motor;
  • Sammenlignet med en konvensjonell elektromagnetisk sensor, vil denne enheten koste en størrelsesorden dyrere;
  • Ytelsen påvirkes av typen elektrisk krets.

Applikasjoner for hallsensorer

Som vi sa, brukes Hall -prinsipielle enheter ikke bare i biler. Her er bare noen få av bransjene der en Hall -effektsensor enten er mulig eller nødvendig.

Lineære sensorapplikasjoner

Sensorer av lineær type finnes i:

  • Enheter som bestemmer gjeldende styrke på en kontaktfri måte;
  • Turtellere;
  • Sensorer for vibrasjonsnivå;
  • Ferromagnet sensorer;
  • Sensorer som bestemmer rotasjonsvinkelen;
  • Berøringsfrie potensiometre;
  • DC børsteløse motorer;
  • Strømningssensorer for arbeidsstoff;
  • Detektorer som bestemmer plasseringen av arbeidsmekanismer.

Bruk av digitale sensorer

Når det gjelder digitale modeller, brukes de i:

  • Sensorer som bestemmer rotasjonsfrekvensen;
  • Synkroniseringsenheter;
  • Tenningssystemsensorer i bilen;
  • Posisjonssensorer for elementer i arbeidsmekanismer;
  • Pulsteller;
  • Sensorer som bestemmer ventilenes posisjon;
  • Dørlåseanordninger;
  • Forbrukende forbruksmålere;
  • Nærhetssensorer;
  • Kontaktløse reléer;
  • I noen skrivermodeller, som sensorer som oppdager tilstedeværelse eller posisjon av papir.

Hvilke funksjonsfeil kan det være?

Her er en tabell med funksjonsfeil i hovedsalen og deres visuelle manifestasjoner:

Feil:Hvordan manifesterer det seg:
Sensoren utløses oftere enn veivakselen går gjennom en hel syklusDrivstofforbruket øker (mens andre systemer, for eksempel drivstoff, fungerer som de skal)
Enheten utløses hver gang eller slår seg av regelmessig heltMens bilen beveger seg, kan motoren gå i stå, bilen rykker, motorkraften synker, det er umulig å akselerere bilen raskere enn 60 km / t.
Feil i hall-sensorenI noen utenlandske biler av siste generasjon er girspaken blokkert
Veivakselposisjonssensoren er ødelagtMotoren kan ikke startes
Feil i et elektrisk system der hallføleren er hovedelementetPå dashbordet tennes feillyset til selvdiagnosesystemet til en bestemt enhet, for eksempel motoren i tomgang, men forsvinner når motoren tar fart.

Det hender ofte at sensoren selv er brukbar, men det føles som om den er ute av drift. Her er årsakene til dette:

  • Skitt på sensoren;
  • Ødelagt ledning (en eller flere);
  • Fuktighet har kommet på kontaktene;
  • Kortslutning (på grunn av fuktighet eller skade på isolasjonen, signalkabelen kortsluttet til jord);
  • Brudd på kabelisolasjon eller skjerm;
  • Sensoren er ikke riktig tilkoblet (polariteten er omvendt);
  • Problemer med høyspentledninger;
  • Brudd på den automatiske kontrollenheten;
  • Avstanden mellom elementene i sensoren og den kontrollerte delen er feil innstilt.

Sensorsjekk

For å være sikker på at sensoren er feil, må det utføres en kontroll før den byttes ut. Den enkleste måten å diagnostisere et problem - om problemet virkelig er i sensoren - er å kjøre diagnostikk på oscilloskopet. Enheten oppdager ikke bare funksjonsfeil, men indikerer også en forestående sammenbrudd av enheten.

Siden ikke alle bilister har muligheten til å utføre en slik prosedyre, er det rimeligere måter å diagnostisere sensoren på.

Diagnostikk med multimeter

Først er multimeteret satt til DC-strømmålingsmodus (bryter for 20V). Fremgangsmåten utføres i følgende rekkefølge:

  • Den pansrede ledningen er koblet fra distributøren. Den er koblet til massen slik at du, som et resultat av diagnostikk, ikke starter bilen ved et uhell;
  • Tenningen er aktivert (nøkkelen er vridd hele veien, men ikke start motoren);
  • Koblingen er fjernet fra distributøren;
  • Den negative kontakten til multimeteret er koblet til massen av bilen (karosseriet);
  • Sensorkontakten har tre pinner. Den positive kontakten til multimeteret er koblet til hver av dem separat. Den første kontakten skal vise en verdi på 11,37V (eller opptil 12V), den andre skal også vises i 12V-regionen, og den tredje skal være 0.
Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker

Deretter blir sensoren sjekket i drift. For å gjøre dette må du gjøre følgende:

  • Fra ledningsinngangssiden settes metallpinner (for eksempel små negler) inn i kontakten slik at de ikke berører hverandre. Den ene settes inn i midtkontakten, og den andre i den negative ledningen (vanligvis hvit);
  • Koblingen glir over sensoren;
  • Tenningen slås på (men vi starter ikke motoren);
  • Vi fikser den negative kontakten til testeren på minus (hvit ledning), og den positive kontakten til den sentrale tappen. Arbeidsføleren vil gi en avlesning på omtrent 11,2 V;
  • Nå må assistenten sveive veivakselen med starteren flere ganger. Multimeteravlesningen vil svinge. Legg merke til minimums- og maksimumsverdiene. Den nedre stangen skal ikke overstige 0,4V, og den øvre skal ikke falle under 9V. I dette tilfellet kan sensoren betraktes som brukbar.

Motstandstest

For å måle motstand trenger du en motstand (1 kΩ), en diodelampe og ledninger. En motstand er loddet til benet på lyspæren, og en ledning er koblet til den. Den andre ledningen er festet til den andre delen av lyspæren.

Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker

Kontrollen utføres i følgende rekkefølge:

  • Fjern fordelerdekselet, koble fra blokken og kontaktene til selve fordeleren;
  • Testeren er koblet til terminal 1 og 3. Etter at tenningen er aktivert, skal displayet vise en verdi i området 10-12 volt;
  • På samme måte er en lyspære med motstand koblet til fordeleren. Hvis polariteten er riktig, vil kontrollen lyse;
  • Deretter er ledningen fra den tredje terminalen koblet til den andre. Så snur assistenten motoren ved hjelp av starteren;
  • Et blinkende lys indikerer en fungerende sensor. Ellers må den byttes ut.

Opprette en simulert hallkontroller

Denne metoden lar deg diagnostisere hallsensoren i fravær av en gnist. Stripen med kontakter kobles fra distributøren. Tenningen er aktivert. En liten ledning kobler sensorens utgangskontakter til hverandre. Dette er en slags hallsensorsimulator som skapte impulsen. Hvis det samtidig har dannet seg en gnist på den sentrale kabelen, er sensoren ute av drift og den må byttes ut.

Feilsøking

Hvis du vil reparere hallsensoren med egne hender, må du først kjøpe en såkalt logisk komponent. Den kan velges i henhold til modell og sensortype.

Selve reparasjonen utføres som følger:

  • Et hull er laget i midten av kroppen med en bor;
  • Med en kontoristkniv blir ledningene til den gamle komponenten kuttet, hvorpå det blir lagt spor for nye ledninger som skal kobles til kretsen;
  • Den nye komponenten settes inn i huset og kobles til de gamle pinnene. Du kan sjekke om forbindelsen er riktig ved hjelp av en kontrolldiodelampe med motstand på en kontakt. Uten magnetens påvirkning bør lyset slukke. Hvis dette ikke skjer, må du endre polariteten;Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker
  • Nye kontakter må loddes til enhetsblokken;
  • For å sikre at arbeidet blir utført riktig, bør du diagnostisere den nye sensoren ved hjelp av metodene ovenfor;
  • Til slutt må huset forsegles. For å gjøre dette er det bedre å bruke varmebestandig lim, siden enheten ofte utsettes for høye temperaturer;
  • Kontrolleren er montert i omvendt rekkefølge.

Hvordan bytte sensor ut med egne hender?

Ikke alle bilentusiaster har tid til å reparere sensorer manuelt. Det er lettere for dem å kjøpe en ny og installere den i stedet for den gamle. Denne prosedyren utføres som følger:

  • Først og fremst må du fjerne terminalene fra batteriet;
  • Distributøren fjernes, blokken med ledninger kobles fra;
  • Dekselet til distributøren er fjernet;
  • Før du demonterer enheten helt, er det viktig å huske hvordan selve ventilen var plassert. Det er nødvendig å kombinere timing merker og veivaksel;
  • Fordelingsakselen fjernes;
  • Selve hallsensoren er frakoblet;Hall sensor: prinsippet om drift, typer, applikasjon, hvordan du sjekker
  • En ny installeres i stedet for den gamle sensoren;
  • Blokken monteres i omvendt rekkefølge.

Siste generasjons sensorer har lang levetid, så hyppig utskifting av enheter er ikke nødvendig. Når du betjener tenningssystemet, må du også ta hensyn til denne sporingsenheten.

Video om emnet

Avslutningsvis, en detaljert oversikt over enheten og prinsippet for drift av Hall-sensoren i en bil:

Hva er en HALL SENSOR. Hvordan det fungerer og hvordan det er ordnet

Spørsmål og svar:

Hva er en hallsensor? Dette er en enhet som reagerer på utseendet eller fraværet av et magnetfelt. Optiske sensorer har et lignende operasjonsprinsipp som reagerer på virkningen av en lysstråle på en fotocelle.

Hvor brukes hallsensoren? I biler brukes denne sensoren til å oppdage hastigheten på et hjul eller en bestemt aksel. Denne sensoren er også installert i de systemene der det er viktig å bestemme posisjonen til en bestemt aksel for synkronisering av forskjellige systemer. Et eksempel på dette er veivaksel og kamaksel sensor.

Hvordan sjekker jeg Hall -sensoren? Det er flere måter å kontrollere sensoren på. For eksempel, når det er strøm i tenningssystemet og tennpluggene ikke avgir en gnist, på maskiner med en kontaktløs fordeler, fjernes fordelerdekselet og pluggblokken fjernes. Deretter slås tenningen på bilen på og kontaktene 2 og 3. lukkes. Høyspenningskabelen må holdes nær bakken. I dette øyeblikket skal en gnist dukke opp. Hvis det er en gnist, men det er ingen gnist når sensoren kobles til, må den byttes ut. Den andre måten er å måle utgangsspenningen til sensoren. I god stand bør denne indikatoren være i området fra 0.4 til 11V. Den tredje metoden er å sette en kjent fungerende analog i stedet for den gamle sensoren. Hvis systemet fungerer, er problemet i sensoren.

2 kommentar

  • Anonym

    je recherche le shema electronique ru capteur a 3 contacts . il fait 300 ohms entre deux broches et le moteur ne démarre plus .
    ingen tenning. testing av to andre spoler. samme resultat. testing av en annen injeksjonsenhet. fremdeles ingen tenning. likevel er det to doble spoler. det er ingen distributør på peugeot 106.

  • Nguyen Duy Hoa

    Hvorfor kalles den optiske og elektromagnetiske hallen G NE -tenningssensoren?

Legg til en kommentar