Hallsensor: driftsprinsipp. Hvordan sjekke Hall-sensoren? Metoder Hva er en hallsensor i en bil
Offisielt navn - Hall effekt posisjonssensor.
Dette er en sensor som fungerer på Hall effekt, hvis essens er at når en leder med likestrøm plasseres i et magnetfelt, oppstår det en tverrpotensialforskjell i denne lederen. Også kalt Hall spenning.
Hall-sensoren er svært utbredt i bilindustrien, den brukes til å måle kamakselposisjonsvinkelen, på noen biler - veivakselposisjonsvinkelen, på eldre biler signaliserer den øyeblikket for gnistdannelse.
Hall-effekten er at når strøm føres gjennom terminalene "a" på en halvlederplate plassert i feltet til en magnet, vises en spenning ved sideklemmene "b".
Tilbake i 1879 oppdaget den amerikanske fysikeren E. Hall, som jobbet ved University of Baltimore, et interessant fenomen, hvis essens var som følger. Hvis du plasserer en rektangulær halvlederplate i et magnetfelt og tilfører elektrisk strøm til dens smale kanter, vil det oppstå en spenning på de brede kantene av skiven, hvis verdi kan variere fra titalls mikrovolt til hundrevis av millivolt. Imidlertid ble den tekniske anvendelsen av denne effekten tvunget til å utsette i nesten 75 år, til den industrielle produksjonen av halvlederfilmer med de nødvendige egenskapene begynte.
Hall sensor enhet:
1 - permanent magnet;
2 - rotorblad;
3 - magnetiske kretser;
4 - plastkropp;
5 - mikrokrets;
6. Konklusjoner.
Selv senere, med utviklingen av mikroelektronikk, var det mulig å lage en miniatyrsensor som inneholdt alt nødvendig - en permanent magnet og en mikrokrets med et følsomt element. Denne enheten har en rekke ubestridelige fordeler.
For det første - små størrelser.
For det andre, og dette er spesielt viktig, forårsaker ikke endring av driftsfrekvensen (med andre ord motorhastighet) et skifte i målemomentet.
For det tredje har det elektriske signalet fra sensoren, i ekspertterminologien, en rektangulær form: når den er slått på, får den umiddelbart en viss og konstant verdi, og har ikke karakter av utbrudd. Dette er et betydelig pluss for elektronisk kontroll.
Sensoren har andre fordeler, men la oss nevne ulempene. Den viktigste er en som er iboende i enhver elektronisk krets: sensoren er følsom for elektromagnetisk interferens som oppstår i strømkretsen (vi vil snakke om forholdsregler diktert av denne omstendigheten nedenfor). I tillegg er en Hall-sensor dyrere enn en magnetoelektrisk sensor og er teoretisk mindre pålitelig fordi den inneholder elektroniske kretser, men storskala produksjon og teknologiutvikling har minimert disse faktorene.
Hall-sensoren fungerer som følger. Når et metallrotorblad passerer gjennom gapet, shuntes den magnetiske fluksen og induksjonen på brikken er null. I dette tilfellet har signalet ved utgangen av sensoren i forhold til jord et høyt nivå, det vil si nesten lik forsyningsspenningen.
På denne måten kan du sjekke ytelsen til Hall-sensoren:
1 - sensor;
2 - kontakt;
3 - motstand MLT-0,25 1,5 kOhm;
4 - LED eller voltmeter (tester);
5 - 9 V batteri.
Det er best å sjekke sensoren med et oscilloskop. Men med en viss forsiktighet er det mulig med enklere utstyr, direkte på maskinen.
Det første du må gjøre er å koble fra kontakten til kabelen som går til sensoren. Den viktigste betingelsen som må overholdes strengt: tenningen må slås av! Manglende overholdelse av denne betingelsen er en av hovedårsakene til svikt i Hall-sensorer i drift. Sett nå sammen den enkle kretsen vist på figuren. Når magneten passerer sensoren, skal lysdioden vekselvis lyse og slukke, noe som indikerer tilstedeværelsen av et signal.
En annen viktig merknad: test under ingen omstendigheter sensoren med en testlampe! Dette er hvor mange enheter som ble ødelagt.
Der den mekaniske bryteren i fordeleren er erstattet av en vanskelig sensor. La oss snakke om det, om Hall-sensoren, det er det de kaller det. Hall-sensoren, dens driftsprinsipp er at den gir en avskjæring på ønsket punkt for å tenne arbeidsblandingen i sylinderen, men la oss ta det i orden.
Hall sensor driftsprinsipp
Som vi ser, utfører vår dagens helt en ekstremt viktig oppgave i tenningssystemet, men så langt er han fortsatt en mørk hest for oss. La oss rette opp denne mangelen. Så, hva er en hallsensor og hvordan fungerer den?
Først litt historie. Denne enheten fikk navnet sitt takket være en av de ansatte ved University of Baltimore, E. Hall, som på slutten av 1800-tallet oppdaget effekten av utseendet til spenning ved kantene av en halvlederplate når magnetfeltet som det er plassert endringer.
Med andre ord, hvis en spesiell plate plasseres på et sted der en magnet eller noe som kan endre det eksisterende magnetfeltet, for eksempel en metallgjenstand, med jevne mellomrom vil slippe gjennom, vil spenningspulser vises ved kantene, og de, på sin side kan brukes av elektronikk som signaler til handling.
En av de viktigste fordelene med slike sensorer er fraværet av mekaniske kontaktelementer, noe som betyr at det ikke er noen slitasje og som et resultat en lang problemfri drift av enheten.
Det skal bemerkes at Hall-effekten begynte å bli mye brukt i industrien først i andre halvdel av det tjuende århundre, da halvledermaterialer ble tilgjengelig.
Hallsensorer har også funnet sin plass i biler, eller mer presist, i motorer, hvor deres nyttige egenskaper er nyttige i tenningssystemer.
En slik enhet er installert i fordelerhuset. Inni den, som vi allerede vet, er det en aksel, kalt i litteraturen breaker-distributor akselen.
På et bestemt sted på denne akselen er det festet en magnetisk ledende plate, som har like mange kjerner som det er sylindre i kraftenheten.
Roterer synkront med kamakselen og veivakselen, når en av kjernene passerer sensoren, eksiterer den en elektrisk spenningspuls i den, som deretter går inn i tenningssystemets bryter, hvor den brukes til å kontrollere driften av tennspolen. Denne impulsen er utgangspunktet for å generere en tennplugg.
Tenningssystemet vil generere en gnist nøyaktig i det øyeblikket det er nødvendig å tenne drivstoff-luftblandingen - ikke et øyeblikk tidligere, ikke et øyeblikk senere, ellers vil motoren ganske enkelt ikke kunne fungere normalt. Dette er en enkel algoritme.
Hvordan sjekke Hall-sensoren?
Som ethvert annet elektronisk element kan helten vår også mislykkes, og vi kan finne ut om dette ved den dårlige ytelsen til bilmotoren, nemlig:
- motoren er vanskelig å starte eller nekter å starte i det hele tatt;
- ved tomgang er avbrudd eller fall i hastighet merkbare;
- når du kjører, stopper bilen plutselig;
- I høye hastigheter begynner bilen å rykke.
Selvfølgelig er det ikke et faktum at disse symptomene er knyttet spesifikt til Hall-sensoren, men den må likevel kontrolleres. Du kan gjøre dette på egen hånd.
- Spør vennene dine eller et sted mens du sjekker, omorganiser det og kontroller om Hall-sensoren er årsaken til problemene dine;
- Bare mål spenningen ved utgangen, den skal være 0,4 V ved bruddpunktet og 11 V ved passasjepunktet til platen;
- Demonter fordeleren, plasser høyspentledningen med tennpluggen og tennpluggene på karosseriet med garanti for negativ kontakt. Slå på tenningen og lukk kontaktene 6 og 3 på bryterpanelet. Hvis det vises en gnist ved tennpluggkontaktene, har sensoren din sviktet.
Men likevel er den enkleste og mest primitive måten å erstatte sensoren med en kjent god. Videoen nedenfor viser hvor enkelt det er.
Likevel krever verifisering en kvalifisert tilnærming hvis du ikke har det, bør du ikke eksperimentere. Pålitelig og med en garanti for suksess er det bedre å henvende seg til spesialister og gjøre alt som forventet.
Kanskje, kort fortalt, er Hall-sensoren, driftsprinsippet og dens betydning tydelig for deg. Jeg håper du fikk minimal nyttig kunnskap fra denne artikkelen.
Med dette, la meg ta min permisjon og minne deg på, les de siste og interessante publikasjonene som vises på bloggen, det vil hjelpe å abonnere. Ser deg snart!
Å bytte ut sensoren er ikke en veldig hyggelig prosess; for dette må vi demontere hele distributøren. La oss finne ut hva vi trenger i arbeidet vårt. Du trenger to skrutrekkere - en flathode og en Phillips, og en tang med lang nese, samt en skiftenøkkel i ti størrelse.
Fjerne distributøren fra en VAZ-2107-bil
For å erstatte sensoren, må vi fjerne fordeleren helt fra bilen. Hvor er distributøren på en VAZ-2107-bil? Den er plassert under panseret på bilen, til venstre i kjøreretningen. Fem høyspentledninger er koblet til den.
Før du gjør dette, vær oppmerksom på plasseringen av fordeleren i forhold til kroppen. Husk denne posisjonen eller gjør notater med kritt slik at du ikke trenger å justere tenningen senere. Først av alt fjernes terminalen fra batteriet, deretter kobles ledningene som er festet til tenningsspolen fra, deretter kobles den sentrale høyspentledningen fra. Bruk den tiende nøkkelen, skru løs boltene og fjern fordeleren fra VAZ-2107. Fjern til slutt dekselet til selve fordeleren.
Hva du skal gjøre etter dette
Etter at vi har skrudd av dekselet til distributøren, vil vi se i den en del populært kalt en løper. Riktig navn for denne delen er rotor. Den er lett å fjerne - du trenger bare å trekke den mot deg med litt innsats. Etter at glidebryteren er fjernet, må vi fjerne det svarte plastdekselet. Bruk nå en flat skrutrekker og fjern bolten som fester pluggen. Bolten som fester blokkene med ledninger på VAZ-2107-distributøren er også fjernet.
Så, med litt innsats, fjerner vi den fra stedet der den ble festet. Skru deretter ut de to boltene som fester Hall-sensorstøtteplaten. Så kommer turen til ytterligere to bolter som fester vakuummanifolden. I et lite hull er det en ring som fungerer som en stopper. Den må tas ut. Dette gjøres ved hjelp av tang med lang nese. Deretter fjernes vakuumkorrektorstangen, som er plassert på tappen til fordelerstøtteplaten, hvoretter korrektoren til slutt fjernes. Deretter kommer du å fjerne ledningene fra klemmen med en skrutrekker. Deretter er støtteplaten fri, den er ikke lenger sikret med noe. Vi drar den opp, inspiserer den og finner vår skjebnesvangre Hall-sensor, som må skiftes ut. Neste er et spørsmål om teknologi. Bruk en flat skrutrekker, fjern de to boltene og bytt ut den feilede sensoren med en ny. Det koster lite penger i bilbutikker, men det tar mye tid å erstatte det.
Sjekk sensoren for brukbarhet
Før du installerer sensoren på en VAZ-2107-bil, bør den undersøkes for brukbarhet. Den beste måten å sjekke sensoren på er selvfølgelig å sjekke den med bilen i gang, men du kan også sjekke den med et voltmeter. Sensoren må "ringes". Når sensorkontaktene kommer i kontakt med kontaktene, skal voltmeteret avgi lydsignaler, hvis det ikke er noen, er sensoren defekt. Du kan sjekke funksjonaliteten til sensoren på samme måte ved å bruke motstand. Hvis sensoren fungerer, er pilene på enheten i bevegelse. Hvis ikke, beveger de seg ikke.
Etter å ha sikret den nye sensoren, samler vi hele historien i omvendt rekkefølge.
En artikkel om Hall-sensoren: hva det er, hvilke typer sensorer finnes. Hvordan sjekke Hall-sensoren for funksjonalitet. Hvor brukes den og til hva. Hvordan det fungerer
Hva er en Hall-sensor?
Hall sensor- en magnetoelektrisk enhet, som fikk navnet sitt fra navnet til fysikeren Hall, som oppdaget prinsippet som denne sensoren senere ble opprettet på grunnlag av. Enkelt sagt er det en magnetfeltsensor. I dag finnes det analoge og digitale Hall-sensorer.
- Digitale sensorer bestemme tilstedeværelse eller fravær av et felt. Det vil si at hvis induksjonen når en viss terskel, gir sensoren ut tilstedeværelsen av feltet i form av en viss logisk enhet, hvis terskelen ikke nås, gir sensoren en logisk null. Det vil si at med svak induksjon og følgelig sensorens følsomhet, kan tilstedeværelsen av feltet kanskje ikke oppdages. Ulempen med en slik sensor er tilstedeværelsen av en dødsone mellom tersklene.
Digitale Hall-sensorer er også delt inn i: bipolare og unipolare.
- Unipolar– de aktiveres i nærvær av et felt med en viss polaritet og slås av når feltinduksjonen avtar.
- Bipolar– reagere på en endring i feltpolaritet, det vil si at en polaritet slår på sensoren, den andre slår den av.
- Analoge Hall-sensorer– konverter feltinduksjonen til spenning, verdien som vises av sensoren avhenger av feltets polaritet og dets styrke. Men igjen, du må vurdere avstanden som sensoren er installert på.
Hvor brukes Hall-sensoren?
Hallsensorer har blitt en del av mange enheter. I utgangspunktet brukes de selvfølgelig til det tiltenkte formålet og måler magnetfeltstyrken. De brukes i elektriske motorer og til og med i slike innovasjoner som ionerakettmotorer. Oftest møter du en Hall-sensor når du bruker bilens tenningssystem.
Slike enkle eksempler: kontaktløse brytere, væskenivåmålere, berøringsfri måling av strøm i ledere, motorstyring, lesing av magnetiske koder, og selvfølgelig kunne Hall-sensorer ikke la være å erstatte reed-brytere, fordi deres viktigste fordel er ikke-kontakt handling.
Arbeidsprinsippet til Hall-sensoren
Hvordan fungerer Hall-sensoren og hvor kommer denne kontaktfrie effekten fra? Hall la merke til at hvis en plate under spenning, det vil si med strøm som flyter gjennom den, plasseres i et magnetfelt, vil elektronene i denne platen avbøyes vinkelrett på retningen til den magnetiske fluksen. Retningen til denne avbøyningen avhenger av polariteten til magnetfeltet. Fenomenet kalles Hall-effekten. Dermed vil elektrontettheten på forskjellige sider av platen være forskjellig, noe som også vil skape en potensialforskjell. Denne forskjellen fanges opp av Hall-sensorer.
Nedenfor kan du tydelig se prosessen med drift av Hall-sensoren, ved å bruke et eksempel på en biltenningssystemenhet.
Hvordan sjekke hallsensoren for funksjonalitet?
Hvis du står overfor dette problemet hjemme, er du mest sannsynlig en bilist. Naturligvis er den enkleste måten, hvis ytelsen til sensoren er i tvil, å erstatte den med en kjent god. Og hvis erstatningen løste problemet, er svaret åpenbart.
Hvis du ikke har en fungerende sensor for hånden, kan du lage en enkel enhet som simulerer driften. For å gjøre dette trenger du bare et stykke ledning og en trepinners blokk fra tenningsfordeleren.
For diagnostikk kan du også bruke en vanlig tester. Hvis sensoren din er defekt, vil testeravlesningen definitivt være mindre enn 0,4 V.
Du kan også sjekke om det er en gnist når du slår på tenningen. For å gjøre dette må du koble endene av ledningen til visse utganger på bryteren.
Hvis du støter på en funksjonsfeil på Hall-sensoren ikke i bilen din, men i en annen enhet, vil du sannsynligvis trenge en tester, og alt vil avhenge av enheten der Hall-sensoren brukes.
Sensorer, også kjent som sensorer, brukes til å registrere endringer i ulike fysiske mengder og overføre den mottatte informasjonen til prosesseringsenheter. Hvis en konstant ladning påføres en leder og plasseres i et magnetfelt, vil det oppstå en potensialforskjell. Denne effekten ble oppdaget i 1897 av forskeren Edwin Hall. Basert på denne effekten ble det laget en sensor, oppkalt etter oppfinneren, Hall-sensoren.
Driftsprinsippet til enheten
Dette er en enhet som registrerer magnetisk fluksintensitet. Faktisk er dette en sensor for tilstedeværelsen av et magnetisk felt. Sensorer er tilgjengelige i både digitale og analoge typer. Den første typen er basert på å måle feltinduksjonen og dannelsen av den tilsvarende spenningen, og den andre typen reagerer på endringer i polariteten til den magnetiske fluksen.
Driftsprinsippet til Hall-sensoren er basert på det galvanomagnetiske fenomenet. Dette fenomenet er resultatet av et magnetfelt som samhandler med en halvleder som er koblet til elektrisk energi, og endrer dens elektriske egenskaper. Hall-effekten manifesterer seg hvis en tverrspenning genereres i en halvleder som befinner seg i en magnetisk fluks når det går strøm gjennom den. I dette tilfellet er ladningsretningen vinkelrett på feltretningsvektoren. Det nye fenomenet forklares av det faktum at mobile elektroner eller hull i den magnetiske fluksen påvirkes av Lorentz-kraften, noe som fører til avbøyning.
I et enkelt eksempel er Hall-effekten representert som følger. I en halvleder, under påvirkning av Lorentz-kraften, beveger ladningsbærere seg i forskjellige retninger, tilsvarende deres tegn. På den ene siden av halvlederen akkumuleres elektroner, en negativ ladning, og på den andre siden, der elektronene beveget seg, en positiv ladning. Mellom disse sidene, på grunn av forskjellen i ladninger, dannes en elektrisk strømning, som forhindrer bevegelse av ladninger under påvirkning av Lorentz-kraften. Når øyeblikket for likhet mellom Lorentz-kreftene og magnetfeltet kommer, går halvlederen inn i en likevektstilstand.
I henhold til utseendet Sensorer kan produseres med et annet antall kontaktstifter og er:
- to-pin;
- tre-pins.
Siden signalnivået ved sensorutgangene er lavt, kobles en operasjonsforsterker til utgangene. Ved å legge til en trigger får man en enkel enhet som utløses ved en viss verdi av magnetfeltet og type ledningsevne. I digital elektronikk er sensorer supplert med logiske elementer delt inn i tre grupper:
En sensor som bruker tre terminaler inneholder en åpen kollektortransistor i huset, siden strømmen til enheten er lav og den brukes i forbindelse med en signalforsterker.
Det er et lineært forhold mellom den resulterende potensialforskjellen og den magnetiske induksjonen som fører til dens utseende. Det er dette enheter med Hall-sensor som måler magnetisk induksjon er bygget på.
På grunn av forstyrrelser som oppstår i driften av sensoren, oppstår det forskjellige funksjonsfeil, som påvirker motoren som starter, rykker under drift eller bare stopper den. Den enkleste måten å sjekke funksjonaliteten til sensoren i en bil er ved å rotere veivakselen og kamakselen. Under normal drift skal lysdioden på kontrollpanelet blinke.
Hvis det ikke er innebygd LED, er det mulig å gjøre tilpasningen selv. For å gjøre dette trenger du en motstand på en kilo-ohm, en LED og ledninger. Motstanden er koblet i serie med LED, og det lages kraner på ledningene fra strukturen. Fordeleren er slått av og ledningene fra LED og motstand kobles til, hvoretter kamakselen roteres. Som et resultat skal LED-en blinke.
For å få nøyaktige resultater er det bedre å sjekke hallsensoren med et multimeter. Du trenger en hvilken som helst tester med evne til å måle spenning. Når sensoren fungerer, vil spenningen på terminalene være opptil 11 volt. Først måles tilstedeværelsen av de nødvendige spenningene på kontaktblokken til fordeleren. Vanligvis er det tre spenninger som tilsvarer 12 volt, og en kontakt skal ikke ha spenning.
Tenningen slås på. Den positive sonden er installert på utgangsterminalen til sensoren, og den negative sonden på ledningen med null spenningsverdi. Spenningen er ca 11 volt. Når du veiver veivakselen, bør spenningen endres, med den høyeste verdien ikke falle under ni volt, og den laveste verdien ikke overstige 0,5 V.
Siden de er små i størrelse, har Hall-sensorer funnet sin anvendelse i elektroniske dingser. Ved å bruke egenskapene i smarttelefoner forbedres posisjonering, GPS-søk starter raskere og offline levetid øker. Ved å utnytte sensorens evne til å reagere på et magnetfelt, brukes omformeren også i flip-telefoner og bærbare datamaskiner. Sensoren er plassert på forsiden av enheten, noe som øker responsen på endringer i magnetfeltet.
Når den utsettes for magnetisk fluks, er transistorbryteren i aktiv tilstand. Signalet fra sensoren går inn i inngangen til mikrokretsen og forbyr driften av generatoren. LED1 lyser. Hvis døren åpnes, svekkes eller forsvinner den magnetiske kraften som virker på sensoren, og generatoren i brikken starter og LED-en slukker. Motstand R1 er designet for å beskytte Hall-omformeren mot omvendt spenningsbrudd. Hall-sensoren har funnet sin anvendelse på mange områder og er en uunnværlig assistent for en person i hverdagen. Det er takket være ham at såkalte "smarte" enheter eksisterer.
