Халов сензор: принцип рада, врсте, примена, начин провере

За ефикасан рад свих система модерног аутомобила, произвођачи опремају возило разним електронским уређајима који имају више предности у односу на механичке елементе.

Сваки сензор је од велике важности за стабилност рада различитих компонената у машини. Размотрите карактеристике сензора хале: које врсте постоје, главне неисправности, принцип рада и где се примењује.

Шта је Халлов сензор у аутомобилу

Халов сензор је мали уређај који има електромагнетни принцип рада. Чак и у старим аутомобилима совјетске аутомобилске индустрије, ови сензори су доступни - они контролишу рад бензинског мотора. Ако се уређај поквари, мотор ће у најбољем случају изгубити стабилност.

Користе се за рад система паљења, расподелу фаза у механизму расподеле гаса и друге. Да бисте разумели које су неисправности повезане са кваром сензора, требало би да разумете његову структуру и принцип рада.

Чему служи Халл сензор у аутомобилу?

Сензор хале у аутомобилу потребан је за снимање и мерење магнетних поља у различитим деловима аутомобила. Главна примена ХХ је у систему паљења.

Уређај вам омогућава да одредите одређене параметре на бесконтактни начин. Сензор ствара електрични импулс који иде на прекидач или ЕЦУ. Ови уређаји затим шаљу сигнал да генеришу струју која ствара искру у свећама.

Укратко о принципу рада

Принцип рада овог уређаја открио је 1879. године амерички физичар Е.Г. Халл. Када полупроводничка плочица уђе у подручје магнетног поља трајног магнета, у њему се ствара мала струја.

Након завршетка магнетног поља не ствара се струја. Прекид утицаја магнета настаје кроз прорезе на челичном екрану који је постављен између магнета и полупроводничке плочице.

Где се налази и како изгледа?

Халов ефекат је пронашао примену у многим системима возила као што су:

• Одређује положај радилице (када је клип првог цилиндра у горњој мртвој точки такта компресије);
• Одређује положај брегастог вратила (за синхронизацију отварања вентила у механизму за расподелу гаса у неким моделима савремених мотора са унутрашњим сагоревањем);
• У прекидачу система за паљење (на разделнику);
• У тахометру.

У процесу ротације осовине мотора, сензор реагује на величину прореза зуба, из којих се генерише струја ниског напона, која се напаја на преклопни уређај. Једном у калему за паљење, сигнал се претвара у високи напон, потребан за стварање искре у цилиндру. Ако је сензор положаја радилице неисправан, мотор се не може покренути.

Сличан сензор се налази у прекидачу бесконтактног система паљења. Када се активира, намотаји калема за паљење се пребацују, што му омогућава да произведе наелектрисање на примарном намотају и пражњење из секундарног.

Фотографија испод приказује како сензор изгледа и где је уграђен у нека возила.

У дистрибутеру

Сензор радилице

Сензор брегастог вратила

Сензор тахометра

Халов сензор у електромотору

Уређај

Једноставан сензор Халл-а састоји се од:

• Трајни магнет. Ствара магнетно поље које делује на полупроводник, у којем се ствара струја ниског напона;
• Магнетно коло. Овај елемент опажа деловање магнетног поља и ствара струју;
• Ротирајући ротор. То је метална закривљена плоча која има прорезе. Када се осовина главног уређаја окреће, лопатице ротора наизменично блокирају ефекат магнета на шипку, што ствара импулсе унутар ње;
• Кућишта од пластике.

Врсте и обим

Сви Халл сензори спадају у две категорије. Прва категорија је дигитална, а друга аналогна. Ови уређаји се успешно користе у различитим индустријама, укључујући аутомобилску индустрију. Најједноставнији пример овог сензора је ДПКВ (мери положај радилице док се окреће).

Аналогни елемент сензора Хала

У другим индустријама, слични уређаји се користе, на пример, у машинама за прање веша (веш се мери на основу брзине ротације пуног бубња). Друга уобичајена примена таквих уређаја је у тастатури рачунара (мали магнети се налазе на задњој страни тастера, а сам сензор је инсталиран испод еластичног полимерног материјала).

Професионални електричари користе посебан уређај за бесконтактно мерење струје у каблу, у који је уграђен и Халлов сензор, који реагује на јачину магнетног поља које стварају жице и даје вредност која одговара јачини магнетног вртлога .

У аутомобилској индустрији, Халл сензори су интегрисани у различите системе. На пример, у електричним возилима ови уређаји прате напуњеност батерије. Положај радилице, лептир за гас, број обртаја точкова итд. - све ове и многе друге параметре одређују Халл сензори.

Линеарни (аналогни) Холови сензори

У таквим сензорима напон директно зависи од јачине магнетног поља. Другим речима, што је сензор ближи магнетном пољу, то је већи излазни напон. Ови типови уређаја немају Шмитов окидач и прекидачки излазни транзистор. Напон у њима се узима директно са операционог појачавача.

Излазни напон аналогних сензора са Холовим ефектом може да се генерише или помоћу перманентног или електричног магнета. Зависи и од дебљине плоча и јачине струје која тече кроз ову плочу.

Логика налаже да се излазни напон сензора може неограничено повећавати са повећањем магнетног поља. У ствари није. Излазни напон из сензора ће бити ограничен напоном напајања. Врхунски излазни напон на сензору назива се напон засићења. Када се достигне овај врхунац, бесмислено је наставити са повећањем густине магнетног флукса.

На пример, струјне стезаљке раде на овом принципу, уз помоћ којих се мери напон у проводнику без контакта са самом жицом. Линеарни Холови сензори се такође користе у уређајима који мере густину магнетног поља. Такви уређаји су безбедни за употребу, јер не захтевају директан контакт са проводним елементом.

Пример употребе аналогног елемента

На слици испод приказано је једноставно коло сензора који мери јачину струје и ради на принципу Холовог ефекта.

А - проводник; Б - отворени магнетни прстен; С – аналогни Холов сензор; Д - појачавач сигнала

Такав сензор струје ради врло једноставно. Када се струја примени на проводник, око њега се ствара магнетно поље. Сензор хвата поларитет овог поља и његову густину. Даље, у сензору се формира напон који одговара овој вредности, који се доводи до појачала, а затим до индикатора.

Дигитални хал сензори

Аналогни уређаји се активирају у зависности од јачине магнетног поља. Што је већи, то ће више напона бити у сензору. Од увођења електронике у различите управљачке уређаје, халов сензор је добио логичке елементе.

Дигитални елемент сензора Халл-а

Уређај или детектује присуство магнетног поља, или га не детектује. У првом случају то ће бити логичка јединица, а сигнал се шаље актуатору или управљачкој јединици. У другом случају (чак и са великим, али не достижући гранични праг, магнетног поља) уређај не снима ништа, што се назива логичком нулом.

Заузврат, дигитални уређаји су униполарног и биполарног типа. Хајде да укратко размотримо које су њихове разлике.

Униполар

Што се тиче униполарних варијанти, оне се покрећу када се појави магнетно поље само једног поларитета. Ако сензору донесете магнет супротног поларитета, уређај уопште неће реаговати. До деактивирања уређаја долази када се јачина магнетног поља смањи или потпуно нестане.

Потребну мерну јединицу уређај издаје у тренутку када је јачина магнетног поља максимална. Док се овај праг не достигне, уређај ће показивати вредност 0. Ако је индукција магнетног поља мала, уређај неће моћи да је поправи, па показује нулту вредност. Други фактор који утиче на тачност мерења уређаја је његова удаљеност од магнетног поља.

Биполарни

У случају биполарне модификације, уређај се активира када електромагнет ствара одређени пол, а деактивира се када се примени супротни пол. Ако се магнет уклони док је сензор укључен, уређај се неће искључити.

Именовање ХХ у систему паљења аутомобила

Халл сензори се користе у бесконтактним системима паљења. У њима је овај елемент уграђен уместо клизача прекидача, који искључује примарни намотај завојнице за паљење. На слици испод приказан је пример Халл сензора, који се користи у аутомобилима породице ВАЗ.

А - Холов сензор; Б - перманентни магнет; Са плочом која покрива слободно дејство магнета

У модернијим системима паљења, Халл сензор се користи само за одређивање положаја радилице. Такав сензор се назива сензор положаја радилице. Принцип његовог рада је идентичан класичном Холовом сензору.

Само за прекид примарног намотаја и дистрибуцију високонапонског импулса већ је задужена електронска управљачка јединица која је програмирана за карактеристике мотора. ЕЦУ је у стању да се прилагоди различитим режимима рада агрегата променом времена паљења (у контактним и бесконтактним системима старог модела, ова функција је додељена регулатору вакуума).

Паљење са Халл сензором

У бесконтактним системима паљења старог модела (уграђени систем таквог аутомобила није опремљен електронском контролном јединицом), сензор ради у следећем редоследу:

1. Разводно вратило се ротира (повезано са брегастим вратилом).
2. Плоча причвршћена на осовину налази се између Холовог сензора и магнета.
3. Плоча има прорезе.
4. Када се плоча ротира и између магнета се формира слободан простор, у сензору се ствара напон услед утицаја магнетног поља.
5. Излазни напон се доводи до прекидача, који обезбеђује пребацивање између намотаја завојнице за паљење.
6. Након искључивања примарног намотаја, у секундарном намотају се генерише високонапонски импулс, који улази у разводник (разводник) и иде до одређене свећице.

Упркос једноставној шеми рада, бесконтактни систем паљења мора бити савршено подешен тако да се искра појави у свакој свећи у право време. У супротном, мотор ће радити нестабилно или се уопште неће покренути.

Предности Аутомотиве Халл сензора

Са увођењем електронских елемената, посебно у системима који захтевају фино подешавање, инжењери су успели да учине системе стабилнијим у поређењу са колегама које контролише механика. Пример за то је бесконтактни систем паљења.

Сензор Холовог ефекта има неколико важних предности:

1. Компактан је;
2. Може се уградити апсолутно у било који део аутомобила, ау неким случајевима чак и директно у сам механизам (на пример, у дистрибутеру);
3. У њему нема механичких елемената, тако да његови контакти не изгоре, као, на пример, у прекидачу контактног система за паљење;
4. Електронски импулси много ефикасније реагују на промене у магнетном пољу, без обзира на брзину ротације осовине;
5. Поред поузданости, уређај обезбеђује стабилан електрични сигнал у различитим режимима рада мотора.

Али овај уређај такође има значајне недостатке:

• Највећи непријатељ сваког електромагнетног уређаја су сметње. Има их доста у сваком мотору;
• У поређењу са конвенционалним електромагнетним сензором, овај уређај ће бити много скупљи;
• На његове перформансе утиче врста електричног кола.

Халове апликације сензора

Као што смо рекли, уређаји са Халловим принципом не користе се само у аутомобилима. Ево само неколико индустрија у којима је Халл -ов сензор могућ или потребан.

Примене линеарних сензора

Сензори линеарног типа налазе се у:

• Уређаји који одређују јачину струје на бесконтактни начин;
• Тахометри;
• Сензори нивоа вибрација;
• Феромагнет сензори;
• Сензори који одређују угао ротације;
• Бесконтактни потенциометри;
• ДЦ мотори без четкица;
• Сензори протока радне супстанце;
• Детектори који одређују положај радних механизама.

Примена дигиталних сензора

Што се тиче дигиталних модела, они се користе у:

• Сензори који одређују учесталост ротације;
• Уређаји за синхронизацију;
• Сензори система паљења у аутомобилу;
• Сензори положаја елемената радних механизама;
• Бројачи импулса;
• Сензори који одређују положај вентила;
• Уређаји за закључавање врата;
• Бројила потрошње радних материја;
• Сензори близине;
• Бесконтактни релеји;
• У неким моделима штампача, као сензори који детектују присуство или положај папира.

Који кварови могу бити?

Ево табеле неисправности сензора главне сале и њихових визуелних манифестација:

Квар:	Како се то манифестује:
Сензор се активира чешће него што радилица пролази кроз пуни циклус	Потрошња горива се повећава (док други системи, попут горива, раде исправно)
Уређај се активира једном или повремено потпуно искључи	Док се аутомобил креће, мотор се може зауставити, аутомобил се тргне, снага мотора опада, немогуће је убрзати аутомобил брже од 60 км / х.
Неисправност Халл сензора	У неким страним аутомобилима најновије генерације ручица мењача је блокирана
Покварен је сензор положаја радилице	Мотор се не може покренути
Грешке у електричном систему у коме је главни елемент халски сензор	На контролној табли светли лампица грешке система за самодијагнозу одређене јединице, на пример, мотор у празном ходу, светли, али нестаје кад мотор убрза.

Често се догоди да је сам сензор употребљив, али осећа се као да је у квару. Ево разлога за то:

• Прљавштина на сензору;
• Прекинута жица (једна или више);
• На контактима се нашла влага;
• Кратки спој (због влаге или оштећења изолације, сигнална жица кратко спојена на масу);
• Кршење изолације кабла или екрана;
• Сензор није правилно повезан (поларитет је обрнут);
• Проблеми са високонапонским жицама;
• Кршење јединице за аутоматско управљање;
• Растојање између елемената сензора и контролисаног дела није правилно постављено.

Провера сензора

Да бисте били сигурни да је сензор неисправан, мора се извршити провера пре замене. Најлакши начин да се дијагностикује проблем - постоји ли заиста проблем са сензором - је покретање дијагностике на осцилоскопу. Уређај не само да открива кварове, већ такође указује на скори квар уређаја.

Будући да сваки возач нема прилику да изврши такав поступак, постоје приступачнији начини дијагнозе сензора.

Дијагностика мултиметром

Прво, мултиметар је подешен на режим мерења једносмерне струје (прекидач за 20В). Поступак се изводи у следећем низу:

• Оклопна жица је одвојена од дистрибутера. Повезан је са масом тако да, као резултат дијагностике, случајно не покренете аутомобил;
• Паљење је активирано (кључ је окренут до краја, али немојте покретати мотор);
• Конектор је уклоњен из дистрибутера;
• Негативни контакт мултиметра повезан је са масом аутомобила (тела);
• Конектор сензора има три пина. Позитивни контакт мултиметра повезан је са сваким од њих одвојено. Први контакт треба да покаже вредност од 11,37В (или до 12В), други такође треба да се прикаже у 12В региону, а трећи треба да буде 0.

Даље, сензор се проверава у раду. Да бисте то урадили, потребно је да урадите следеће:

• Са бочне стране жичаног улаза, металне игле (на пример, мали нокти) убацују се у конектор тако да се не додирују. Један је уметнут у средишњи контакт, а други - на негативну жицу (обично белу);
• Конектор клизи преко сензора;
• Паљење се укључује (али не палимо мотор);
• Негативни контакт тестера фиксирамо на минус (бела жица), а позитивни контакт на централни клин. Радни сензор ће дати очитавање од приближно 11,2В;
• Сада би помоћник требао неколико пута да окрене радилицу са стартером. Очитавање мултиметра ће варирати. Обратите пажњу на минималне и максималне вредности. Доња трака не би требало да прелази 0,4В, а горња не би смела да падне испод 9В. У овом случају, сензор се може сматрати употребљивим.

Тест отпора

Да бисте измерили отпор, требат ће вам отпорник (1 кΩ), диодна лампа и жице. На ножици сијалице залемљен је отпорник, а на њега је повезана жица. Друга жица је причвршћена за другу ногу сијалице.

Провера се врши у следећем редоследу:

• Уклоните поклопац дистрибутера, одвојите блок и контакте самог дистрибутера;
• Испитивач је повезан са стезаљкама 1 и 3. Након активирања контакта, дисплеј треба да прикаже вредност у опсегу од 10-12 волти;
• На исти начин, сијалица са отпорником прикључена је на разводник. Ако је поларитет тачан, контрола ће се упалити;
• Након тога, жица са трећег терминала је повезана са другим. Тада помоћник окреће мотор уз помоћ стартера;
• Трепћућа лампица означава радни сензор. У супротном, мора се заменити.

Израда симулираног контролера дворане

Ова метода вам омогућава дијагнозу Халл сензора у одсуству варнице. Трака са контактима је одвојена од дистрибутера. Паљење је активирано. Мала жица међусобно повезује излазне контакте сензора. Ово је врста симулатора Халл сензора који је створио импулс. Ако се истовремено на централном каблу формира варница, сензор је у квару и треба га заменити.

Решавање проблема

Ако желите да поправите сензор хале сопственим рукама, прво морате купити такозвану логичку компоненту. Можете га одабрати у складу са моделом и врстом сензора.

Сама поправка се изводи на следећи начин:

• У средишту тела бушилицом је направљена рупа;
• Клерикалним ножем се пресецају жице старе компоненте, након чега се постављају жлебови за нове жице које ће бити повезане на коло;
• Нова компонента се убацује у кућиште и повезује са старим клиновима. Тачну везу можете проверити помоћу контролне диодне лампе са отпорником на једном контакту. Без утицаја магнета, светло би требало да се угаси. Ако се то не догоди, онда морате да промените поларитет;
• Нови контакти морају бити залемљени на блок уређаја;
• Да бисте били сигурни да је посао правилно обављен, требало би да дијагностикујете нови сензор помоћу горе наведених метода;
• Коначно, кућиште мора бити запечаћено. Да бисте то урадили, боље је користити лепак отпоран на топлоту, јер је уређај често изложен високим температурама;
• Контролер се саставља обрнутим редоследом.

Како заменити сензор сопственим рукама?

Нема сваки ауто-ентузијаст времена да ручно поправи сензоре. Лакше им је купити нови и инсталирати га уместо старог. Овај поступак се изводи на следећи начин:

• Пре свега, морате уклонити терминале из батерије;
• Дистрибутер се уклања, блок са жицама се одваја;
• Поклопац дистрибутера је уклоњен;
• Пре потпуног демонтирања уређаја, важно је запамтити како се налазио сам вентил. Потребно је комбинирати временске ознаке и радилицу;
• Осовина разводника је уклоњена;
• Сам сензор Халл је искључен;
• Уместо старог сензора инсталиран је нови;
• Јединица се саставља обрнутим редоследом.

Сензори најновије генерације имају дуг радни век, па честа замена уређаја није потребна. Када сервисирате систем паљења, такође морате обратити пажњу на овај уређај за праћење.

Повезани видео

У закључку, детаљан преглед уређаја и принципа рада Халл сензора у аутомобилу:

Шта је ХАЛЛ СЕНЗОР. Како то функционише и како је уређено

Питања и одговори:

Шта је Халл сензор? Ово је уређај који реагује на појаву или одсуство магнетног поља. Оптички сензори имају сличан принцип рада, који реагују на удар светлосног снопа на фотоћелију.

Где се користи Холлов сензор? У аутомобилима се овај сензор користи за откривање брзине точка или одређене осовине. Такође, овај сензор је уграђен у оне системе у којима је важно одредити положај одређене осовине за синхронизацију различитих система. Пример за то је сензор радилице и брегастог вратила.

Како проверити Халл сензор? Постоји неколико начина за проверу сензора. На пример, када у систему за паљење постоји напајање, а свећице не емитују искру, на машинама са бесконтактним разводником скида се поклопац разводника и уклања се утикач. Затим се укључује паљење аутомобила и затварају контакти 2 и 3. Високонапонска жица мора се држати близу земље. У овом тренутку би требало да се појави искра. Ако постоји искра, али нема искре када је сензор повезан, мора се заменити. Други начин је мерење излазног напона сензора. У добром стању, овај индикатор би требао бити у распону од 0.4 до 11В. Трећи метод је да се уместо старог сензора стави познати радни аналог. Ако систем ради, проблем је у сензору.