26Дек

Датчик холла в машине что это: Датчик Холла: принцип работы, типы, применение, как проверить

Содержание

Датчик Холла в автомобиле ✔ Что такое датчик Холла?

Современные автомобили напичканы электроникой — датчики, сенсоры, блоки управления, блоки слежения, индикаторы, цифровые табло, экраны и т.д. В этой статье мы разберемся с одним из немаловажных датчиков автомобиля – датчиком холла.

Что такое датчик холла в автомобиле

Датчик холла автомобиля выполняет очень важную роль – участвует в старте двигателя. Датчик холла необходим для считывания показаний распределительного вала двигателя, чтобы определять его вращение. Другими словами, этот сенсор считывает количество зубцов распредвала и отправляет электрические сигналы в электронный блок управления (ЭБУ) автомобиля. ЭБУ по показаниям датчика холла определяет исправность системы зажигания и старта – работает ли стартер и вращается ли коленчатый вал.
Устанавливается датчик холла непосредственно напротив зубцов вала на расстоянии не более 1см.

Выходом с датчика холла является напряжение 5В или 12В – тот уровень, который ЭБУ автомобиля сможет распознать. У каждого автомобиля это напряжение разное, и для взаимозаменяемости датчиков с одной машины на другую потребуется лишь дополнительно установить в электрическую схему резистор. Схема подключения дополнительного резистора показана на рисунке ниже.

Как диагностировать неисправность датчика холла в машине

Основной симптом при неисправности ДХ – нестабильный запуск двигателя. Двигатель может заводиться без проблем практически всегда, а может не заводиться по 15 минут, как бы водитель ни крутил ключ зажигания. Датчик холла может проявлять неисправность в совершенно разных условиях – на горячую, на холодную, в дождь, в снег, в абсолютно сухую погоду, неважно. Двигатель может с первого раза завестись, а при повторном запуске – нет.

Стоит отметить, что современные ЭБУ сами могут диагностировать неисправность ДХ, причем производят это в автоматическом режиме. В случае обнаружения ошибки в сигнале ДХ, машина подсветит значок Check Engine на приборной панели, и выдаст ошибку в CAN-шину для возможности ее считывания на СТО.

Кстати, датчики холла от автомобилей ВАЗ подходят практически ко всем двигателям иномарок. Имеет артикулы А473.407529.002, 2108-3706800,16.3855, 1112.3855. Основная доработка – изменение напряжения путем добавления резистора, как описано выше.

Что такое датчик холла и его электрические принципы функционирования рассказываются в следующем видео:

Датчик Холла в машине — проверка и замена

Современный автомобиль напичкан электроникой под завязку. Датчики и сканеры считывают массу показателей — от количества оборотов и температуры, до атмосферного давления и уровня СО в отработанных газах.

После этого они передают информацию на электронный блок управления, а дальше — дело техники. Датчик Холла один самых простых в этой компании, тем не менее без него не обходится ни одна современная система зажигания. Как работает, принцип работы, задачи и неисправности датчика Холла быдем выяснять прямо сейчас.

Как работает датчик Холла в автомобиле

При вращении вала мотора его лопасти проходят через прорези в контакте датчика и наводят ток. Далее в датчике возникает импульс и уходит на коммутирующее устройство, а оттуда на транзистор.

Он подаёт напряжение на индукционную катушку, которая преобразует ток в высоковольтный с последующей подачей его на свечу. Всего у датчика 3 контакта, замыкание на массу, на + и подача сигнала на коммутатор.

Схема датчика Холла, принцип работы

Датчик Холла значительно выгоднее старой контактной схемы с вечно пригорающими контактами и даёт более высокое напряжение, подаваемое на свечу. Кроме того, он повышает надежность системы, точность регулировки углов установки и обеспечивает высокую точность измерений.

Работа современной инжекторной системы питания невозможна без датчика Холла, поскольку именно точность показаний дает возможность ЭБУ рассчитать как время подачи искры, так и время подачи топлива в камеру сгорания.

Признаки неисправности датчика Холла в машине

Поломка этого датчика обычно не имеет внешних признаков и определить это на глаз непросто.

Заподозрить это можно по таким симптомам:

  1. Перебои в работе движка на холостом ходу.
  2. Плохо или совсем не заводится, глохнет на ходу.
  3. Машину “дёргает” на высоких оборотах.

Если есть хотя бы один из этих признаков, то возможно неисправность зажигания в датчике. Чтобы убедится в этом есть несколько проверенных способов.

Проверка исправности датчика Холла без приборов

Самый простой путь это присоединить заведомо исправную деталь и попробовать завести машину. Если с другим датчиком всё в порядке — проблема ясна.

Второй способ. Нужно вытащить колодку датчика с 3 контактами, включить зажигание. Потом законтачить 3 и шестой выход. Если при этом возникнет искра — датчик неисправен.

Ещё одно безинструментальное решение для проверки датчика Холла, выполняем такие действия:

  1. К контакту катушки подключается цоколь свечи.
  2. Каретка с датчиком снимается.
  3. Подключается разъём.

После этого нужно включить зажигание и поводить чем-то металлическим там, где находится датчик. Если на свече проскакивает искра, то датчик исправен.

Как проверить датчик Холла мультиметром

Обычная процедура проверки делается мультиметром. Им замеряют напряжение на выходе, нормальное значение 0.4 – 11 V.

Иногда работоспособность датчика Холла проверяется простой самоделкой. Это светодиод и припаянный к нему резистор с сопротивлением в 1 Ом с 2 проводками.

Это устройство пригодится если ток в системе есть, но отсутствует искра. Для проверки исправности цепи снимается трамблер и отключается штекер, затем к 1 3 третьему контакту датчика подсоединяется вольтметр, и включается зажигание. Если электро цепь в порядке, то показания прибора будут в пределах от 10 до 12 V.

После этого для тестирования собственно датчика вместо вольтметра подключается самоделка со светодиодом. Полюсов там не указано, поэтому если он не загорается нужно повторить подключение в обратном порядке. Если прибор подключен верно — лампочка загорается.

Далее нужно:

  1. Проводок с 1 клеммы оставить на месте.
  2. С третьей пере подключить на вторую.
  3. Затем требуется провернуть распредвал, со стартера или руками.

Теперь нужно посмотреть на лампочку, если она моргает (это означает возникновение импульса и изменение напряжения), то датчик исправен, в противном случае нужна замена.

Как проверить датчик Холла мультиметром — фото

Для примера рассмотрим стандартную операцию: замену датчика зажигания на ВАЗ 2109.

  • Сначала демонтируется старый датчик.

  • Снимается трамблер с крышкой.

  • Совмещаются метки газораспределения и коленвала.
  • Ключом отворачивается крепёж.

  • Извлекается вал в трамблере.

  • Извлекается упорная пластина.

  • Теперь датчик Холла можно извлечь.

Новую деталь можно установить обратной последовательностью действий.

Купить датчик Холла. Как правильно выбрать, цены и артикулы

В заключение, рассмотрим варианты самых распространённых датчиков Холла. Какой именно стоит купить, нужно уточнять по VIN – коду машины. Имейте в виду, что запчасти подходящие к определённой марке и модели могут оказаться несовместимы с конкретной модификацией автомобиля.

Что касается стоимости датчиков Холла, то сейчас для ВАЗ датчик зажигания стоит от $3 в рознице, для иномарок средние цены колеблются от $4 до $15. Аналоги обойдутся дешевле и часто ничем кроме маркировки не отличаются от оригинала, даже выпускаются тем же производителем.

Датчик ВАЗ 2108 (Ромб)

артикул: 671.3855: Производство – Пенза. Цена: $3-4 Датчик ВАЗ-2106 с сокетом АЭНК-К Артикул А473.407529.001 Производство: Автоэлектроника Калуга Ширина 2 см Высота 1.5 см Вес 20 гр Совместимость: ВАЗ-2121, 2131 Нива Цена $3.

Датчик Холла ВАЗ-2107, 21213 СБ

Артикул: 2107-3706800
Бренд: АвтоВАЗ
Стоимость: $4.
Эти датчики российского производства просты по устройству и установке, работают долго и не требуют особой профилактики.

Датчик Холла DAEWOO Nexia, Lanos

Для мотора 1,5L 8 клапанов Артикул: 0470197 Бренд: GENERAL MOTORS Стоимость: $5,5. Уточняйте применимость по VIN коду. Цены приведены по состоянию на июль 2018 года.

Завершить сегодняшний фото обзор хочу рекомендацией к прочтению интервью мецената и одного из самых богатых людей Украины. Глеб Загорий в своем интервью дает много полезных финансовых советов как изменить свою жизнь и начать жить по настоящему.


Морской флот —

ИнструментыШлифовальные круги для дрели по дереву

8

Когда шлифовальные работы носят разовый характер и нет особых требований к качеству и точности обработки поверхностей, для шлифовки используют насадки

ИнструментыШестиугольник описанный около окружности формулы

7

Калькулятор для вычисления стороны правильного шестиугольника по известным данным. При известном радиусе R описанной вокруг правильного шестиугольника

ИнструментыШарико винтовая передача чертеж

6

Разработка фрезерно-гравировального станка с ЧПУ. Шарико-винтовая передача оси Y. Длинна винта 400 мм. Шаг 4 мм. Диаметр 12 мм. Шаговый двигатель SM57HT56-2804А.

ИнструментыШаблон для ограничителя глубины резания

7

Технические характеристики Husqvarna 3/8 Подробное описание Шаблон для ограничителя глубины резания Husqvarna 3/8 Доставка и оплата Способы доставки: Способы

ИнструментыЧто такое эксцентрик в мебели

7

Эксцентрики, минификсы, эксцентриковая стяжка, restex – эти термины обозначают широко применяемый мебельный крепеж. Используется он для сборки комодов

ИнструментыЧто означает сечение кабеля

6

Любой специалист, который часто работает с установкой электрических кабелей, должен знать основные правила расчета их сечения. В бытовых условиях не каждый

ИнструментыЧто можно точить на токарном станке

4

Технология изготовления деталей на токарном станке. Изготовление любой детали начинают с подбора материала. Отобранный материал нарезают на заготовки.

ИнструментыЧто можно сделать при помощи сварки

6

Эксперты нашего сайта рассказывают о нюансах и особенностях ручной дуговой сварки Сварка по праву считается одной из самых распространённых технологий

ИнструментыЧто можно сделать из утюга своими руками

8

Рекомендованные сообщения Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий Создать аккаунт

ИнструментыЧто можно отлить из свинца

5

Изготовление рыболовных грузил Если вы решили сделать рыболовные грузила своими руками, то эта статья может вам помочь. Здесь я попытался изложить свой

Что такое датчик холла в автомобиле

Современные автомобили нашпигованы большим количеством датчиков. Эти приборы отправляют огромный массив информации ежесекундно на бортовой электронный блок управления. На основании полученной и обработанной информации компьютер отдает команды исполнительным устройствам.

Чтобы не случались сбои в работе оборудования, важно поддерживать работоспособность контролирующей системы и ее элементов. Своевременная диагностика помогает выявить возможные сбои или неполадки. Также необходимо знать, где располагается такое оборудование, что собой представляет и как работает, например, что такое датчик Холла в автомобиле.

Расположение и функционал

Известный американский физик, занимавшийся разработками во второй половине 19-го века, дал свое имя одному из электроприборов в машине. Эдвин Холл изучал поведение полупроводников, которые вступали во взаимодействие с магнитным полем. Понять, как работает датчик Холла, что это, и на чем основан его принцип действия, помогает наглядный пример.

Плоскую пластину полупроводника располагают в области влияния магнитного поля. После того как на данный элемент от внешнего источника поступает напряжение, то ток начинает смещаться из-за влияния линий поля на какой-то из концов пластины. Таким образом формируется разница потенциалов. Именно ее изменения и фиксируются прибором.

Принцип действия датчика Холла востребован в бесконтактных системах зажигания. ДХ представляет собой контрольный прибор, который применяется для фиксации изменений в магнитном поле за счет изменения выходного напряжения двигателя.

На прорезях металлического экрана формируется магнитное поле, что провоцирует создание в полупроводниковой пластине напряжения. Такие прорези во время работы чередуются, появляющиеся импульсы получают невысокое напряжение. В результате импульсный датчик выполняет функции прибора, формирующего специальные маловольтные электроимпульсы.

Важно знать, что выход из строя датчика Холла спровоцирует сбои в работе инжекторной системы.

Чтобы понять, для чего нужен датчик Холла в машине, нужно знать его функции. Прибор имеет возможность осуществлять такие задачи:

  • передача текущих командных сигналов;
  • мониторинг актуальной скорости;
  • переключение некоторых контактов.

Система демонстрирует функционал аналоговых преобразователей. С помощью такого аппарата при сбоях в работе ДВС удастся замерить силу тока, не прерывая цепь. Это помогает в том случае, когда машина глохнет.

Способы проверки датчика

Необходимо знать, за что отвечает датчик Холла. У прибора достаточно широкие возможности. Его используют как в бензиновых моторах, так и в дизельных двигателях. Чаще всего возможности ДХ применяют в таких ситуациях:

  • в трамблере бензинового ДВС;
  • при мониторинге вращения коленвала, для вывода значений на приборную доску;
  • дизели используют электроприбор для выявления положения коленвала и последующей синхронизации работы форсунок;
  • найти прибор удастся в системах АБС;
  • задействован в некоторых коробках «автоматах».

При выходе из строя датчика определить поломку без диагностического оборудования вряд ли удастся. Можно лишь заметить явные механические поломки или повреждения, сигнализирующие об обрыве электроцепи.

Детальная проверка осуществляется при помощи осциллографов. На экране будет отражаться список потенциальных неисправностей.

Необходимость в проверке зачастую возникает после выявления косвенных негативных признаков, к которым относятся проблемы с запуском двигателя

. Он может туго запускаться либо полностью перестанет реагировать на действия автомобилиста. Также при выходе из строя ДХ в моторе на холостых оборотах проявляются рывки, перебои или слышны «плавающие» обороты.

Стоит присмотреться к поведению автомобиля на больших оборотах. Сбои проявляются в нестабильной подаче мощности, отчего авто «дергается». В некоторых случаях ДВС беспричинно глохнет.

Одним из наиболее простых вариантов проверки работоспособности датчика является вариант замены его на аналогичный с другой машины, но гарантированно работающий прибор. Когда проблема ушла, то высока вероятность в поломке именно этого узла.

Если нет возможности обмена, то воспользуйтесь мультитестером. Потребуется его переключить в режим вольтметра. При мониторинге напряжения значение на выходе должно быть в интервале 0,4–11 В. Когда отсутствует возможность проверки мультиметром, то обычно проводят мониторинг следующим образом:

  • подключаем свечу к выводу проводки катушки;
  • наводим контакт отрицательной клеммы АКБ с резьбой свечи;
  • демонтируем каретку с датчиком и соединяем разъем;
  • запускаем зажигание автомобиля и проводим наконечником хорошо изолированной отвертки около датчика.

При выявлении искры после таких мероприятий можно быть уверенным в работоспособности датчика. В противном случае он нуждается в замене.

Интересное по теме:

загрузка…

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Устройство, принцип работы датчика Холла, его применение в автомобиле

Сегодня роль электроники в автомобилестроении трудно переоценить. Автоматика оперативно контролирует и управляет всеми агрегатами современного автомобиля, обеспечивая их максимальную эффективность при высокой надёжности.

Но это возможно только при наличии достаточного количества датчиков, сообщающих электронному блоку управления множество различных параметров для выработки управляющих сигналов.

Одно из таких устройств в современном двигателе – датчик Холла. Принцип его функционирования основан на эффекте отклонения электронов в проводнике под воздействием силы Лоренса, возникающей при взаимодействии магнитного поля с движущимися заряженными частицами.

Если через две стороны плоского прямоугольного проводника помещённого плоскостью перпендикулярно силовым магнитным линиям пропускать электрический ток, то в результате их взаимодействия с электронами на двух других сторонах прямоугольника появляется электрический потенциал.

Причём сторона, куда отклоняются электроны, зависит от направления силовых магнитных линий. В результате этого эффекта создаётся плюсовой и минусовой полюс выходного потенциала.

Величина его небольшая – до 100 милливольт, и зависит от силы протекающего тока и напряжённости поля. Но этого вполне достаточно для того, чтоб электронная схема смогла его зарегистрировать.

Добавление к чувствительному элементу полупроводниковой схемы позволило создать компактный прибор, свободный от недостатков контактного прерывателя, создающего так называемый «дребезг» во время замыкания или размыкания. Благодаря сравнительно низкой цене при небольших размерах датчики Холла применяются весьма широко.

Например, для бесконтактного измерения тока, индикации или измерения уровня магнитного поля, а также в ноутбуках либо телефонах-раскладушках для отключения питания при закрывании крышки.

В автомобилестроении датчики Холла используются преимущественно для определения положения коленчатого вала, при котором следует подавать высоковольтный импульс создающий разряд на свече зажигания.

РАЗНОВИДНОСТИ ДАТЧИКОВ ХОЛЛА

По типу исполнения датчики бывают:

  • аналоговыми;
  • дискретными.

Первый тип просто генерирует двухполярный потенциал, пропорциональный напряженности и направлению магнитного поля, либо однополярный, показывая лишь его абсолютное значение. Подобные аналоговые приборы используют как измерительные.

Дискретные (цифровые) датчики разделяются на однополярные, включающиеся или выключающиеся при наличии либо отсутствии магнитного поля, и биполярные, реагирующие включением на один полюс, и выключением на другой полюс магнита.

Как правило, автомобильный датчик Холла состоит из постоянного магнита, находящегося на определённом расстоянии от чувствительного элемента, и микросхемы, усиливающей сигнал с него. Ротор из ферромагнетика (сталь, железо), своими лопастями периодически перекрывают магнитное поле между магнитом и чувствительным элементом.

Если поле не перекрыто ротором, микросхема генерирует сигнал единицы, близкий по напряжению к питающему уровню бортовой сети. Когда лопасть ротора перекрывает магнитное поле, сигнал на выходе микросхемы близок к нулю.

В системах зажигания, используются цифровые датчики с высокой стабильностью включения, непосредственно коммутирующие напряжение питания. По сравнению с обыкновенными контактными прерывателями датчики Холла характеризуются повышенной чувствительностью к электромагнитным помехам, что устраняется помещением их в магнитный экран из магнитомягкого материала (пермаллоя).

Электронная схема также несколько снижает его надёжность. Но всё это окупается высочайшей стабильностью срабатывания, а значит момента зажигания и возможностью качественной его регулировки.

КАК БЫСТРО ПРОВЕРИТЬ ДАТЧИК ХОЛЛА

Иногда в процессе эксплуатации возникают неисправности, требующие проверки работоспособности датчика Холла. Вот типовые признаки подобных дефектов:

  • мотор плохо запускается, вообще не заводится или самопроизвольно глохнет;
  • обороты коленчатого вала нестабильны, заметны рывки при работе.

Способов проверки существует несколько:

1. Простейший – заменить на заведомо исправный прибор. Не слишком эон дорог, чтобы было накладно всегда при себе иметь запасной.

2. Мультиметром в режиме вольтметра. Датчик при этом должен быть стандартно подключен к массе (клемма «-» аккумулятора) и клемме «+» аккумулятора. Для проверки подключают щупы вольтметра к общему проводу и сигнальному контакту датчика.

Перекрывая зазор датчика куском железной или стальной пластины, например, лезвием ножа наблюдаем за показаниями вольтметра. При отсутствии пластины напряжение должно быть равно примерно 0,4 В, при наличии – 11 В.

Более сложные способы проверки для любителей не подходят , посему они здесь не приводятся, а для специалистов подобные описания излишни.

  *  *  *


© 2014-2022 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

устройство, принцип работы и назначение

Магнитные датчики Холла широко распространены в современных условиях и применяются не только в специализированных изделиях, но и в обычной бытовой технике. Большинство пользователей даже не подозревают, какие чувствительные элементы работают у них в телефоне, например, и что они могут быть установлены не только в электронной аппаратуре, но и в средствах передвижения (в автомобиле или мотоцикле). В этой статье мы рассмотрим устройство, принцип работы и назначение датчика Холла.

Принцип действия и типы

Использование сенсоров в различных устройствах (в планшете, в частности) объясняется их способностью реагировать на изменения поля и отключаться при закрытии магнитной крышки чехла. Благодаря этому свойству они устанавливаются и в стиральных машинах, позволяя контролировать скорость вращения барабана. Если выразиться простым языком – здесь датчик Холла используется как тахометр.

Историческая справка

Чтобы понять принцип работы этого элемента, потребуется небольшой экскурс в историю. В 1879 году американский физик Холл открыл интересное явление, связанное с поведением проводника с током в магнитном поле. Проверка показала, что если через помещенную между магнитами медную пластину пропускать ток, то на ее боковых гранях появляется разность потенциалов. Возникает закономерный вопрос: как проверить это напряжение в домашних условиях?

Оказалось, что на практике его можно измерить мультиметром или любым другим прибором, имеющим соответствующие пределы. То же самое можно сделать любым подходящим тестером или подобным ему прибором.

Подключение измерителя подтверждает то, что движущиеся электроны под действием магнитного поля отклоняются в сторону (перпендикулярно направлению их движения).

Важно! Величина этого отклонения или разность потенциалов пропорциональна «мощности» магнитов и силе тока через пластину.

На этом основании Холл заключил, что такой проводник – хорошее средство для измерения магнитного поля. На данном эффекте основана работа особого чувствительного элемента, называемого датчиком Холла. Разобравшись с тем, как он работает в каждом конкретном устройстве, можно быть уверенным в окончательном усвоении его принципа действия.

Классификация

Важно понимать, какие бывают датчики Холла, и по какому принципу их принято классифицировать. По особенностям работы и тому для чего он нужен или по назначению, датчик Холла может иметь различные исполнения. Одна из разновидностей – аналоговые приборы, вырабатывающие на выходе непрерывный сигнал.

В отличие от них цифровой элемент имеет только два дискретных состояния («ноль» и «единица»). Эта разновидность прибора может быть униполярной или иметь биполярный тип. Первая из них срабатывает при обнаружении поля любой полярности и отключается при его исчезновении. То есть униполярный цифровой сенсор реагирует только на отсутствие или наличие магнитной напряженности. Рассмотренные особенности каждого из подвидов также помогают понять, что это такое – датчик Холла.

Униполярные сенсоры переключаются в «единицу» лишь при достижении полем порогового уровня и не способны определять его наличие при слабых напряженностях. Указанное свойство – существенный минус таких приборов, заметно ограничивающий сферу их применения. Биполярный датчик срабатывает с учетом полярности магнитного поля, одна из которых включает его, а другая – выключает.

Условное графическое обозначение приборов этого класса приведено на фото ниже:

Устройство и примеры использования

Простейшая система с датчиком Холла включает в свой состав следующие элементы:

  1. Постоянный магнит (его функция – создание магнитного поля).
  2. Подвижный ротор с лопастями или зубцами.
  3. Особый стержень из магнитного материала (магнитопровод).
  4. Пластиковый корпус.

Помимо этого, техническая характеристика датчика предусматривает применение микросхем, задействованных в измерительном процессе.

Понять принцип работы этого прибора удается, если ознакомиться с подробной схемой включения датчика Холла в зоне проведения измерений. Схема подключения и суть работы сенсора может быть представлена следующим образом:

  • В зазоре, образованном половинками магнитопровода, перемещаются металлические лопасти ротора.
  • При их вращении происходит периодическое шунтирование магнитного потока.
  • Встроенной микросхемой предусмотрено определение нулевого показателя индукции (в эти моменты напряжение на ее выходе максимально).
  • По частоте таких всплесков, подсчитываемой той же микросхемой, судят о скорости вращения контролируемого объекта (двигательного вала в мотоцикле, например).

Чтобы этот процесс протекал нормально – при включении сенсора в измерительную цепь должна учитываться цоколевка данного образца (она бывает разной).

Обобщая рассмотренную схему, следует предположить, что датчики этого класса способны измерять скорость вращения коленвала любого движущегося средства. Универсальность сенсора, не исключающая возможности его установки в скутере, например, позволяет применять датчик Холла не только в сложных технических устройствах, но и в обычной бытовой технике.

Применение в системе зажигания и стиральных машинах

При использовании датчика Холла в системе зажигания автомобиля с его помощью удается фиксировать момент размыкания трамблера. В данном случае он работает как аналоговый преобразователь, определяющий мгновения прерывания бортового питания. На этом же принципе базируется его применение в рабочих модулях стиральной машины, что позволяет по скорости вращения барабана определять увеличение веса белья.

Датчики Холла устанавливаются и в некоторых образцах измерительной аппаратуры. Чаще всего ими комплектуются бесконтактные клещи, применяемые для измерения тока в проводниках. Встроенный прибор реагирует на изменение электромагнитного поля, образующегося вокруг силового кабеля. Кроме того, он подходит для ручки газа электровелосипеда, позволяя контролировать угол ее поворота.

В бытовых условиях

В клавиатурах компьютеров эти приборы обеспечивают бесконтактный способ снятия информации. Сенсор, входящий в состав кулера бытового ПК, способен управлять полярностью обмоток ротора, то есть менять направление его вращения.

При использовании такого элемента в смартфоне, в частности, он обеспечивает выключение устройства при помещении его в чехол с «магнитной» застежкой.

Рассматривая области применения датчики Холла простыми словами можно сказать, что его использование в технической сфере практически ничем не ограничено. В электронном конструкторе Ардуино, например, имеется набор с таким датчиком, позволяющий на практике проиллюстрировать эффект Холла.

Это не единственный пример его использования в целях обучения, помогающий начинающим пользователям понять, как подключить и использовать сенсоры полевых структур.

В заключение отметим, что к недостаткам датчиков Холла относят их чувствительность к электромагнитным помехам, нередко возникающим в рабочих цепях. Кроме того, использование сложных электронных модулей в конструкции прибора в какой-то мере влияет на его надежность, несколько снижая ее. Эти минусы сенсора не рассматриваются как его дефекты, а просто учитываются при работе с аппаратурой.

Теперь вы знаете, что такое датчик Холла, как он работает и зачем нужен. Надеемся, предоставленная информация была для полезной и интересной!

Материалы по теме:

Что такое датчик Холла?

Датчик Холла (датчик положения) представляет собой датчик магнитного поля. Работа устройства основана на эффекте Холла. Данный эффект основан на следующем принципе: если поместить определенный проводник с постоянным током в магнитное поле, то в таком проводнике возникает поперечная разность потенциалов (напряжение Холла). Другими словами, устройство служит для измерения напряжённости магнитного поля. Сегодня датчик Холла может быть как аналоговым, так и цифровым.

Сфера применения датчиков Холла очень широка. Устройство используется в таких схемах, где требуется бесконтактное измерение силы тока. Что касается автомобилей, датчик Холла служит для измерения угла положения распределительного или коленчатого вала, а также нашел свое применение в системе зажигания, указывая на момент образования искры. 

Содержание статьи

Как работает датчик Холла

Во время своих исследований в 1879 году физик Холл выявил такой эффект, что если в магнитном поле находится пластина, на которую подается напряжение (ток протекает через пластину), тогда электроны в указанной пластине начинают отклоняться. Такое отклонение происходит перпендикулярно по отношению к тому направлению, которое имеет магнитный поток.

Также направление этого отклонения происходит в зависимости от той полярности, которую имеет магнитное поле. Получается, электроны будут иметь разную плотность на разных сторонах пластины, создавая разные потенциалы. Обнаруженное явление получило название эффект Холла.

Другими словами, Холл поместил прямоугольную полупроводниковую пластину в магнитное поле и на узкие грани такого полупроводника подал ток. В результате на широких гранях появилось напряжение. Дальнейшее развитие технологий позволило создать на основе обнаруженного эффекта компактное устройство-датчик. Главным преимуществом датчиков подобного рода выступает то, что частота срабатывания устройства не смещает момент измерения. Выходной сигнал от такого устройства всегда устойчивый, без всплесков.

Простейший датчик состоит из:

  • постоянного магнита;
  • лопасти ротора;
  • магнитопроводов;
  • пластикового корпуса;
  • электронной микросхемы;
  • контактов;

Работа устройства построена на следующей схеме: через зазор осуществляется проход металлической лопасти ротора, что позволяет шунтировать магнитный поток. Результатом становится нулевой показатель индукции на микросхеме. Выходной сигнал по отношению к массе практически равняется показателю напряжения питания.

Датчик Холла в системе зажигания является аналоговым преобразователем, который непосредственно коммутирует питание. 

Среди недостатков стоит выделить чувствительность устройства к электромагнитным помехам, которые могут возникнуть в цепи. Также наличие электронной схемы в устройстве датчика несколько снижает его надежность.

Рекомендуем также прочитать статью об устройстве топливного электробензонасоса, а также о механическом решении. Из этой статьи вы узнаете о назначении, конструктивных особенностях и принципах работы данных устройств.

Аналоговые и цифровые решения

Датчики на основе эффекта Холла фиксируют разницу потенциалов. Аналоговое решение, рассмотренное выше, основано на преобразовании индукции поля в напряжение с учетом полярности и силы поля.

Принцип работы цифрового датчика состоит в фиксации присутствия или отсутствие поля. В случае достижения индукцией определенного показателя датчик отмечает наличие поля. Если индукция не соответствует необходимому показателю, тогда цифровой датчик показывает отсутствие поля. Чувствительность датчика определяется его способностью фиксировать поле при той или иной индукции. 

Цифровой датчик Холла может быть биполярным и униполярным. В первом случае срабатывание и отключение устройства происходит посредством смены полярности. Во втором случае включение происходит при появлении поля, отключается датчик в результате того, что индукция снижается.

Самостоятельная проверка устройства

Активное использование данного устройства в автомобилях означает, что при появлении определенных неисправностей или сбоев в работе ДВС может возникнуть острая необходимость проверить датчик Холла своими руками.

Перед началом работ по отсоединению разъема кабеля, который подключен к устройству, следует обязательно выключать зажигание!

Игнорирование данного правила может вывести датчик Холла из строя. Необходимо добавить, что проверка устройства при помощи контрольной лампы также недопустима.

  1. Одним из самых быстрых способов проверки является установка заведомо исправного подменного датчика на автомобиль. Если признаки неисправности после установки исчезают, тогда причина очевидна.
  2. Вторым способом, который подойдет для проверки датчика в системе зажигания, является проверка наличия искры в момент включения зажигания. Дополнительно потребуется осуществить подсоединение концов провода к нужным выходам на коммутаторе.
  3. Для максимально точной диагностики устройство лучше всего поверять при помощи осциллографа. Также в определенных условиях датчик проверяют при помощи мультиметра. Указанный мультиметр переводят в режим вольтметра, после чего подсоединяют к выходному контакту на датчике. Рабочий датчик Холла выдаст показания от 0.4 Вольт до 3-х. Если показания ниже минимального порога, тогда высока вероятность выхода датчика из строя.

Читайте также

Устройство Холла для критических автомобильных датчиков

Датчик Холла изменяет свое выходное напряжение в ответ на магнитное поле. Устройства на эффекте Холла используются в качестве датчиков приближения и для определения местоположения, скорости и тока. Датчик на эффекте Холла — это долговечное решение, поскольку в нем нет механических частей, которые со временем изнашиваются.

Melexis представляет интегральную схему линейного датчика Холла MLX91377, совместимую с ASIL, подходящую для использования в критически важных для безопасности автомобильных системах, таких как рулевое управление с электроусилителем (EPAS).MLX91377, разработанный как элемент безопасности вне контекста (SEooC), соответствует стандарту ISO 26262 и соответствует требованиям AEC Q-100 Grade 0.

Датчики на эффекте Холла

Эффект Холла — это измеряемое напряжение через проводник (или полупроводник), когда электрический ток, протекающий по нему, находится под влиянием магнитного поля. В этих условиях поперечное напряжение создается перпендикулярно приложенному току из-за уравновешивания лоренцевых (электромагнитных) и электрических сил.

Конструкция любого устройства обнаружения эффекта Холла требует наличия магнитной системы, способной реагировать на физический параметр, обнаруживаемый через электронный интерфейс ввода. Датчик на эффекте Холла обнаруживает магнитное поле и выдает аналоговый или цифровой сигнал, соответствующим образом преобразованный в стандартный в соответствии с требованиями электронной системы.

Так как это позволяет им работать без контакта, датчики Холла находят широкий спектр применений: они используются, например, в качестве датчиков приближения, позиционирования и скорости.

В своей простейшей форме датчики Холла работают как аналоговые преобразователи, которые возвращают напряжение; Следовательно, в известном магнитном поле можно измерить расстояние до пластины Холла. Также часто можно встретить датчики Холла в сочетании со схемами, которые позволяют устройству действовать в цифровом виде — включение / выключение — и, следовательно, в качестве переключателя. Другое типичное применение датчиков Холла — измерение скорости валов и колес, например, в спидометрах, системах зажигания двигателей внутреннего сгорания или антиблокировочных тормозных системах.

Автомобильная промышленность может работать в самых разных условиях, от очень низких (-40 ° C) до очень горячих (160 ° C). Кроме того, они подвергаются сильной вибрации и потенциальному загрязнению грязью, пылью, жидкостями и т. Д. Даже в этих условиях они должны работать без сбоев в течение многих лет. Датчик Холла должен хорошо работать даже в этом широком диапазоне.

Решение Melexis

Обладая рабочей температурой окружающей среды до 160 ° C и сочетая высокую линейность с превосходной термической стабильностью, включая малое смещение и дрейф чувствительности, MLX91377 поддерживает точное и надежное определение крутящего момента в системах EPAS, чтобы обеспечить безопасное управление при обычном и автономном вождении.

MLX91377 удовлетворяет широкому спектру вариантов использования бесконтактного определения положения в автомобильной и промышленной сфере, включая датчики крутящего момента рулевого управления, датчики ускорения, тормоза или педали сцепления, датчики абсолютного линейного положения, датчики уровня поплавка, бесконтактные потенциометры, малоугловое положение. датчики и датчики положения малого хода.

«MLX91377 обеспечивает улучшенные характеристики по всем направлениям, что позволяет использовать приложения с высокими требованиями к безопасности, такие как определение крутящего момента в автомобилях.В настоящее время нет доступных плат для разработки, однако MLX91377 поддерживается стандартным программным средством Melexis PTC-04 », — сказал Ник Чарнеки, менеджер по глобальному маркетингу, датчики положения и скорости в Melexis.

Рисунок 1: Блок-схема MLX91377

Программируемый диапазон измерений и многоточечная калибровка повышают гибкость для разработчиков, а разнообразие протоколов вывода позволяет использовать одну интегральную схему в нескольких приложениях, сокращая усилия и затраты на повторную аттестацию.Протокол короткого ШИМ-кода (SPC) позволяет производить измерения и передавать их после обнаружения пускового импульса. Это позволяет синхронизировать до четырех датчиков MLX91377 с частотой до 2 кГц, что позволяет выполнять несколько одновременных измерений магнитных параметров с детерминированной задержкой для обеспечения высокой точности (рис. 1).

«В зависимости от типа выхода MLX91377 может запускаться по протоколу или запускаться изнутри. MLX91377 предлагает оба метода. При использовании протокола SPC MLX91377 ждет, пока управляющий микроконтроллер не получит пусковой импульс », — сказал Ник Чарнеки.

Он продолжил: «Когда импульс обнаружен, датчик быстро получает магнитные данные, оцифровывает их и компенсирует ошибки смещения и чувствительности, линеаризует их в соответствии с программируемой справочной таблицей, а затем передает их мастеру в цифровом формате в соответствии с формат SENT. При работе в режиме аналогового вывода MLX91377 автономно собирает данные, выполняет ту же компенсацию, что и в режиме SPC, а затем выводит значение через аналоговое ратиометрическое напряжение для считывания системным микроконтроллером.Оба интерфейса широко используются в автомобилестроении, причем SPC является более новым и обычно предпочтительным для конфигураций с несколькими ИС. Срабатывающий характер SPC позволяет всем датчикам регистрировать магнитное поле одновременно, тем самым сводя к минимуму временную задержку между измерениями на ИС. Время получения ответа зависит от конфигурации протокола, но обычно составляет <500 мксек и значительно меньше для аналогового выхода ».

Рисунок 2: Временная диаграмма SPC в режиме тика 1,5 мкс и H.2 формат

В режиме SPC MLX91377 начинает сбор данных после получения триггерного импульса, независимо от сконфигурированного режима. Полученные данные будут отправлены в том же кадре SENT. Эта функция доступна для любого времени тика больше или равного 1,5 мкс (рис. 2 и 3).

Рисунок 3: Стандартная конфигурация SPC ведущий-ведомый

MLX91377 поддерживает уровень функциональной безопасности ASIL-C в цифровом режиме (SENT или SPC) и ASIL-B в аналоговом режиме, обеспечивая высокий уровень диагностики на уровне кристалла и способный обнаруживать внутренние неисправности и переводить себя в безопасное состояние. для предотвращения нежелательного поведения автомобиля.

Следующими проблемами будут все чаще и чаще операционная среда со все более критическими рабочими температурами. Аналогичным образом, невосприимчивость к полям утечки, с ростом электрификации транспортных средств, будет все более широко распространяться, как и требования функциональной безопасности.

Маурицио Ди Паоло Эмилио — доктор философии. Кандидат физико-математических наук и инженер по телекоммуникациям. Он работал над различными международными проектами в области исследования гравитационных волн с системами термокомпенсации, рентгеновскими микропучками и космическими технологиями для связи и управления двигателем.Маурицио любит писать и рассказывать истории о технологиях и электронике. Его основные интересы — энергетика, полупроводники с широкой запрещенной зоной, автомобилестроение, Интернет вещей, цифровые технологии, энергетика. Маурицио в настоящее время является главным редактором Power Electronics News и EEWeb, а также европейским корреспондентом EE Times. Он освещает PowerUP: канал подкастов о силовой электронике. Он написал различные технические и научные статьи, а также несколько книг для Springer по сбору энергии, а также по сбору данных и системе управления.

Датчик Холла (HS)

Общее описание
Сигнал первичного зажигания датчика Холла обычно используется в двигателях с распределителем, но в настоящее время распределительное зажигание используется очень редко.
Если система зажигания использует HS, она выдает первичный сигнал для зажигания и для впрыска топлива.

Принцип работы датчика Холла
Датчик Холла обычно устанавливается на автомобилях с распределителем, в котором находится переключатель Холла.ЭБУ двигателя питает датчик напряжением немного ниже номинального напряжения аккумуляторной батареи. Цепь датчика Холла замкнута кабелем для обратной связи на землю. Напротив переключателя Холла расположен магнит, поле которого заставляет переключатель возвращать низкое напряжение на модуль зажигания. На оптической оси распределителя закреплен щиток с прорезями, количество которых соответствует количеству цилиндров. Переключатель Холла включается и выключается, пока магнит проходит между экраном и датчиком.Напряжение подается на усилитель по третьему сигнальному кабелю, а переключатель находится напротив оптического разъема. Пока плотная часть экрана прилегает к переключателю, сигнал возвращаемого напряжения прерывается из-за отклонения магнитного поля. Количество возвращенных импульсов в четырехтактном двигателе равно количеству слотов. Важно отметить, что обратный сигнал представляет собой напряжение или его отсутствие и имеет прямоугольную форму.

Процедура проверки состояния датчика Холла
Быстрая проверка датчика Холла
(без запуска двигателя)

ПРИМЕЧАНИЕ: В большинстве систем датчик Холла Датчик находится в распредвале.Только в некоторых системах (VW / Audi) датчик Холла расположен на маховике.

  • Отсоедините центральный высоковольтный кабель от общей клеммы крышки распределителя и подключите его к головке блока цилиндров дополнительным кабелем.
  • Отсоединить разъем датчика Холла от трамблера.
  • Найдите клеммы источника питания, выходного сигнала и заземления.
  • Замкните на короткое время контакты < 0 > и <> жгута проводов датчика Холла, используя дополнительный кабель.
  • Если искра проскакивает между дополнительным кабелем, соединенным с высоковольтным кабелем, и головкой блока цилиндров, катушка зажигания и автоматический выключатель зажигания могут вызвать искру, и возможная причина неисправности находится в самом датчике Холла.

Проверить датчик Холла осциллографом

  • Отодвиньте защитную резиновую крышку разъема датчика Холла.
  • Подключите пробник заземления осциллографа к заземлению шасси.
  • Подключите активный конец щупа осциллографа к сигнальной клемме датчика Холла.
  • Запустить двигатель и оставить его работать на холостом ходу.
  • Обязательно обратите внимание на следующий сигнал (рис. 2). Это форма сигнала правильно работающего датчика Холла. Рабочий цикл составляет примерно 35%.


Фиг.2

Если прерыватель цепи зажигания не работает должным образом, вы должны увидеть следующую форму сигнала (рис. 3):


Фиг.3

На рис. 4 показано, как выглядит сигнал неисправного датчика Холла.


Фиг.4

Другие возможные повреждения:
Отсутствие сигнала напряжения или рабочего цикла

  • Остановите двигатель и снимите крышку распределителя.
  • Когда подключена муфта датчика Холла и включено зажигание, подключите активный конец щупа осциллографа к сигнальной клемме датчика Холла. Установите диапазон напряжения осциллографа на ± 15 В.
  • Медленно провернуть коленчатый вал двигателя.
    Когда прорезь экрана проходит через воздушный зазор, напряжение должно измениться с 10 В 12 В до 0 В.

Отсутствие сигнала напряжения

  • Отсоединить разъем датчика Холла от трамблера.
  • Подключите активный конец щупа осциллографа к клемме < 2 > ( 0 ) жгута проводов разъема.
    Напряжение должно быть 10¸12 В.
  • Если нет напряжения с бортового компьютера на клемме < 2 >, проверьте проводимость сигнальной цепи между датчиком Холла и бортовым компьютером с помощью омметра.
  • Если цепь в порядке, проверьте, есть ли напряжение на соответствующей клемме разъема бортового компьютера. Если напряжение отсутствует, проверьте все клеммы питания и массы бортового компьютера.
    Если соединения в порядке, вероятная причина — сам бортовой компьютер.
  • Проверить наличие напряжения (10¸12В) на выводе < 1 > (+) бортового компьютера. Если напряжение питания выходит за указанные пределы, проверьте проводимость цепи между датчиком Холла и бортовым компьютером с помощью омметра.
  • Проверить заземление на выводе <3> (-) датчика Холла.
  • Если напряжения питания и заземления в норме, под подозрение попадает сам датчик Холла.

Введение — ИС магнитных датчиков для автомобилей (ИС на эффекте Холла)

ИС магнитных датчиков для автомобильной промышленности ABLIC Inc., которые представляют собой ИС с эффектом Холла, реализующие высокую точность магнитной чувствительности, позволяют однополярное или биполярное обнаружение с высоким выдерживаемым напряжением и высоким температурный режим и лучше всего подходит для автомобильных приложений.

Наши ИС магнитных датчиков охватывают широкий спектр приложений, таких как обнаружение вращения (биполярное обнаружение) для двигателей вентиляторов, двигателей мансардных окон, двигателей рулевого управления с электроусилителем, двигателей стеклоочистителей и т. Д. В управлении бесщеточным двигателем постоянного тока, а также обнаружение открытия / закрытия или скольжения ( однополярное обнаружение) для гидроусилителя руля, замков ремней безопасности, электрического стеклоподъемника, рычагов переключения передач и дверей.

ABLIC Inc. производит и поставляет автомобильные ИС со своими традициями системы высокой надежности и прочным послужным списком на японском рынке, а также предоставляет клиентам стабильные, безопасные и высококачественные автомобильные ИС Холла.

  1. Высокоточная магнитная чувствительность позволяет определять положение и вращение с меньшим разбросом
  2. Автомобильное качество: квалификация AEC-Q100 / PPAP, высокотемпературная работа, высокое выдерживаемое напряжение, тройное температурное испытание (низкое, нормальное, высокое)

1. Высокая точность магнитной чувствительности позволяет определять положение и вращение с меньшим разбросом.

ABLIC Inc. предлагает широкий выбор продуктов с высочайшим в отрасли классом магнитной чувствительности ± 1.0 мТл. Высокая точность магнитной чувствительности позволяет уменьшить разброс операций в системе в сочетании с магнитом, что дает больше свободы при проектировании механизма, что способствует миниатюризации магнитов и снижению общей стоимости.

ИС с защелкой на эффекте Холла

и ИС переключателя на эффекте Холла обеспечивают высокоточное управление вращением двигателей и высокоточное обнаружение открытия / закрытия или скольжения, соответственно.
* 1. Точность магнитной чувствительности: Дисперсия магнитной чувствительности. (Магнитная чувствительность составляет ± 1.0 мТл при Bop = 3,0 мТл ± 1,0 мТл)

Дайджест анимации (Продолжительность: 1:43)

1. Это введение в автомобильную ИС с эффектом Холла при температуре 150 ° C S-57P1 S.

2. S-57P1 — это автомобильная биполярная ИС с защелкой на эффекте Холла, работающая при 150 ° C и обеспечивающая высокую чувствительность и высокую точность магнитной чувствительности.

3. В дополнение к использованию стандартной магнитной чувствительности 3,0 мТл, за счет использования высокой магнитной чувствительности 0.5 мТ,

4. Эта ИС может эффективно управлять двигателями за счет минимизации задержки фазы вращающегося магнита и выхода ИС Холла.

5. Кроме того, S-57P1 обеспечивает высокую точность ± 1,0 мТл при любой магнитной чувствительности.

6. Благодаря превосходной синхронизации выходного сигнала эта ИС обеспечивает стабильное управление вращением бесщеточных двигателей.

7. Серия S-57P1 S — это высокочувствительная и высокоточная ИС на эффекте Холла, работающая при 150 ° C.
Этот продукт позволяет использовать двигатели с низким уровнем вибрации, что позволяет производить более комфортабельные автомобили.

Далее: Введение — ИС автомобильных магнитных датчиков (ИС на эффекте Холла) -2

Датчик Холла

General Motors

Ford

Chrysler

Типичная схема датчика Холла

Многие из современных компьютеризированных систем управления двигателем используют датчики Холла, также называемые переключателями на эффекте Холла, для определения положения коленчатого и распределительного валов. скорость и положение. Эти переключатели различаются по конструкции, но схожи по принципу действия. Основные различия заключаются в напряжениях, при которых они работают, физической конфигурации и расположении на двигателе.
Датчик Холла — это очень точный способ для компьютера (увидеть) точное положение или измерить скорость вращающегося вала. В большинстве конструкций используется заслонка, проходящая через отверстие в датчике. В отверстии проходит магнитное поле от постоянного магнита к электронному переключателю. Когда затвор проходит через магнитное поле
, оно прерывается, и компьютер определяет изменение напряжения. Когда заслонка находится в проеме, напряжение падает почти до нуля.Когда заслонка находится вне отверстия, напряжение повышается до заданного уровня. Это напряжение обычно равно напряжению аккумуляторной батареи на двигателях GM, Ford и многих Chrysler. Однако на двигателях Chrysler 3,3 л, 3,8 л и 3,5 л EC посылает источник питания 8 вольт и получает сигнал 5 вольт-0 вольт обратно на выходной провод датчика. В некоторых датчиках Холла для генерации сигнала используется движущийся магнит, прикрепленный к звездочке цепи привода ГРМ (GM) или выемкам на гибкой пластине (Chrysler).
General Motors, Ford и Chrysler имеют двигатели, в которых используются двойные датчики Холла в одной сборке.Chrysler Turbos имеет два отдельных датчика, установленных на основании распределителя с собственными отдельными трехпроводными разъемами. В двигателях GM и Ford используются двойные датчики Холла в одном узле с одним 4-проводным разъемом. Оба этих датчика имеют общий провод питания на 12 В и землю. Два других провода — это выходные провода 12–0 В для двух датчиков. GM также использует отдельные датчики кривошипа и кулачка в сочетании с системой зажигания без распределителя и синхронизацией последовательного впрыска топлива. В автомобилях Ford
в основном используются датчики Холла для подачи сигнала на модуль зажигания на толстой пленке (TFI).Это называется сигналом срабатывания профиля зажигания (PIP) и передается в электронный блок управления (ECA). В системе Ford DIS используется второй датчик (в том же узле) для определения цилиндра номер один. Это называется сигналом идентификации цилиндра (CID).
Chrysler начал использовать датчики Холла с представлением двигателя Omni / Horizon 1.7L еще в 1978 году и продолжал использовать их в более поздних моделях. Датчик располагался в распределителе, а заслонка входила в состав роторного узла.Этот тип работал от цепи 12 В и отправлял сигнал на электронный модуль зажигания или на компьютер контроля искры. Позже, в 80-е годы, Chrysler представила систему DIS, а датчики Холла изменили расположение и дизайн. Датчик кривошипа, расположенный в кожухе колокола, считывает частоту вращения двигателя, когда 3 группы по 4 выемки проходят мимо датчика. Датчик кулачка, расположенный на передней крышке, считывает положение кулачка при прохождении выемок на звездочке кулачка. Эти датчики Холла работают от источника питания 8 вольт, а на выходе подается сигнал 5–0 вольт на контроллер двигателя (EC).
Все датчики на эффекте Холла используют для работы три провода. Один провод передает напряжение питания, а второй провод заземляет датчик. Оба питаются от модуля зажигания или компьютера. Третий провод — тумблер. Этот провод является выходом датчика на компьютер. Напряжение повышается, обычно до напряжения питания, и падает почти до нуля при движении заслонки, как объяснялось ранее. Сигнал представляет собой прямоугольную волну и поэтому не требует аналогово-цифрового преобразования для считывания компьютером.Компьютер измеряет время между импульсами и рассчитывает число оборотов в минуту в зависимости от требований к топливу и времени.
Проверить датчик на эффекте Холла просто, если вы разбираетесь в них и имеете цифровой вольт-омметр или лабораторный осциллограф. Самая трудная часть теста — это доступ к проводам датчика. Все технические специалисты должны приобрести хороший набор перемычек, чтобы проверить разъемы датчика Холла, не повредив цепь.

Типовая схема датчика Холла

Для правильной работы датчик Холла должен иметь напряжение питания и заземление.Если питание, заземление или сигнальный провод разомкнуты, датчик не может работать. Замыкание на массу провода питания или сигнального провода также устраняет сигнал частоты вращения.

AutoHex (автоматический диагностический сканер) — один из лучших профессиональных инструментов сканирования для автомобилей; Сканер Autohex может эффективно и легко проверять системы автомобиля, обладая множеством мощных функций, которые помогут вам в диагностике и тестировании.


Обучение ключей Kia / Hyundai и расчет ПИН-кода

Автомобильный датчик Холла OEM — датчики скорости и положения для тяжелого оборудования

Магнитные датчики

Sensor Solutions используются в широком спектре автомобильного и тяжелого оборудования.Мы поставляем OEM-датчики, заменяемые OEM-датчики и датчики для применения в автомобилях послепродажного обслуживания, а также датчики, используемые в строительном оборудовании и специальных транспортных средствах для тяжелых условий эксплуатации.

Решения для датчиков

Переключатели на эффекте Холла и датчики обнаружения передач используются в приложениях для контроля кулачков и коленчатого вала, а также предоставляют информацию о скорости / направлении двигателя и трансмиссии от различных целей в трансмиссии транспортных средств.

За пределами силовой передачи Датчики обнаружения передач обеспечивают один или несколько цифровых импульсных выходов, которые используются для отслеживания скорости и направления движения, отслеживания вращательного положения компонентов системы и отслеживания скорости крана и лебедки в транспортных средствах и строительном оборудовании.

В приложениях для контроля скорости вала, где нет доступа к шестерне, квадратурные магнитные датчики и мишени для воротников вала могут измерять скорость и направление вращения от приводного вала или вспомогательного вала.

Бесконтактные датчики

из черных металлов, переключатели на эффекте Холла и аналоговые датчики на эффекте Холла часто используются в автомобильной промышленности и тяжелом оборудовании для контроля выравнивания, близости, положения или ориентации движущихся компонентов в транспортных средствах и специализированном тяжелом оборудовании.

Применение в автомобилестроении и тяжелом оборудовании

Sensor Solutions Engineers в настоящее время поставляет датчики для множества различных автомобильных и промышленных транспортных средств. Мы разработали несколько датчиков специально для контроля компонентов трансмиссии, от двигателя до трансмиссии и т. Д.

Мы поставляем датчики нескольким компаниям для послепродажных высокопроизводительных комплектов, устанавливаемых во многие различные модели автомобилей, и можем предоставить датчики скорости двигателя, датчики коленчатого вала, датчики распределительного вала и специальные датчики для измерения приближения, положения или выравнивания компонентов.

Другие автомобильные приложения, в которых используются наши датчики:

  • Определение превышения и пониженной скорости вала и шестерни
  • Измерение скорости и направления вращения вала
  • Интеллектуальные датчики для контроля состояния реле в зависимости от скорости и направления движения
  • Разрешение вращения валов и шестерен
  • Измерение скорости и направления вала лебедки
  • Скорость и направление выходной мощности автомобильной трансмиссии
  • Датчики и магнитная лента для автоматизированных транспортных средств (AGV)
  • Измерение дефектов через алюминиевый корпус полностью собранных узлов трансмиссии
  • Датчики положения кулачка и коленчатого вала
  • Датчики положения коробки передач для автомобилей с высокими эксплуатационными характеристиками
  • Датчики положения распредвала и коленчатого вала для вторичного рынка
  • Определение скорости и направления вращения колеса
  • Обнаружение обратного направления в полуприцепах
  • Измерительный клапан высоты подъема в дизельных двигателях
  • Обнаружение биения вала
  • Определение остановки вентилятора (остановка двигателя)
  • Определение положения поршней через алюминиевый корпус
  • Устранение проблем с подачей кабеля в горнодобывающей промышленности и на шельфе
  • Направление вращения барабана для смешивания цемента
  • Подсчет пройденного расстояния рисовальщиком
  • Разрешение вращения валов и шестерен
  • Системы индикации закрытия дверей с защитой от взлома

Сенсоры для клиентов из автомобильной промышленности:

Текущие автомобильные приложения, которые мы предоставляем, включают следующие датчики:

  • Датчики зубьев шестерен и переключатели на эффекте Холла для контроля коленчатого и распределительного валов (OEM и Aftermarket).
  • Датчики приближения из черных металлов для контроля положения штанги переключения передач для контроля трансмиссии.
  • Датчики зубьев шестерни для контроля частоты вращения двигателя
  • Датчики переключателя скорости для мониторинга условий превышения или понижения скорости для предотвращения срабатывания систем с приводом от ВОМ в специальных транспортных средствах
  • Квадратурные магнитные датчики на автобетононасосах для контроля скорости и направления вращения барабана.
  • Датчики зубьев шестерни для контроля частоты вращения первичного и выходного валов на ходовой части.
  • Датчики зубьев шестерен и квадратурные магнитные датчики для контроля подачи и направления лебедки кранов
  • Датчики зубьев шестерен и квадратурные магнитные датчики для контроля положения вращения инструментов тяжелого оборудования, таких как ковши и совки.
  • Датчики зубьев шестерни, контролирующие положение шарнирных компонентов тяжелого оборудования
  • Датчики зубьев шестерни для контроля скорости вращения колес в окрасочном оборудовании.
  • Датчики зубьев шестерни для контроля хода подвески.

Системы безопасности транспортных средств

Системы безопасности транспортных средств

Скачать PDF, версия

Кристин Грэм, системный инженер

Датчик положения сиденья

Рисунок 1.Передние и боковые подушки безопасности требуют точных данных о расположении сидений и пассажиров.

Безопасность пассажиров — один из важнейших элементов конструкции автомобиля. В результате системы безопасности продолжают совершенствоваться, чтобы ограничить и, в конечном итоге, предотвратить травмы людей в случае аварии.

Датчик положения сиденья используется в системах безопасности для определения положения пассажира по отношению к рулевому колесу, предотвращая срабатывание подушек безопасности с чрезмерной силой.

Наиболее распространенное сегодня решение включает двухпроводные униполярные переключатели на эффекте Холла для определения зон дискретного положения сиденья. ИС датчика должна передавать эту информацию в виде цифрового выхода на блок контроллера, указывающего конкретную зону. Эта информация должна быть верной при запуске автомобиля, поэтому выходной сигнал ИС датчика должен декодироваться без каких-либо действий пользователя.

Направляющая сиденья обычно изготавливается из черного металла, способного прерывать магнитное поле между датчиком Холла IC и магнитом.Черный металл направляющей сиденья проходит между переключателем и магнитом, заставляя переключатель включаться или выключаться, передавая информацию о положении сиденья на блок управления. Изменение состояния выхода ИС датчика указывает блоку управления, что сиденье перешло в определенную зону.

Может быть любое количество зон в зависимости от того, сколько микросхем датчиков Холла используется, при условии, что две микросхемы датчиков на каждую направляющую сиденья, будут возможны четыре зоны. Информация, предоставленная ИС датчика Холла, обрабатывается контроллером для определения положения сиденья относительно рулевого колеса.Сиденье, которое находится в одной из зон, ближайших к рулевому колесу, будет указывать блоку управления, что необходимо задействовать меньшее усилие. Положение сиденья, которое находится в одной из самых дальних от рулевого колеса задних зон, требует развертывания более высокого усилия. Блок контроллера декодирует выходные состояния микросхем датчика Холла, чтобы определить, в какой зоне расположено сиденье. Две микросхемы датчиков обеспечивают удобный вывод кода Грея, как показано на рисунке 2 и в таблице ниже.

Рисунок 2.Микросхемы датчиков положения передают блоку контроллера правильное положение сиденья на протяжении всего времени движения автомобиля. Пассажиры не знают о том, что автомобиль принимает решения о жизни или смерти автоматически и не требует пользовательского интерфейса.

Зона Холл 2 Выход Холл 1 Выход
1 0 0
2 0 1
3 1 1
4 1 0

Обширный выбор ИС датчиков Холла позволяет использовать разные решения для одного и того же приложения.Может потребоваться более высокое разрешение, чтобы всегда точно определять, где находится сиденье. Решением с самым высоким разрешением является использование линейного аналогового датчика Холла ИС, который выдает выходное напряжение, пропорциональное силе магнитного поля. Двухполюсный магнит в скользящей конфигурации с линейным будет обеспечивать выходную мощность от 0 до 5 вольт при правильной конструкции.

Технология Холла отличается высокой надежностью и относительно невысокой стоимостью. Если требуется автоматическое определение, решение должно быть надежным.

Если требуется более высокая точность, доступны программируемые переключатели и линейные устройства, которые могут минимизировать допуски на стек, позволяя программировать в конце строки.

Цели из черных металлов могут быть обнаружены с помощью ИС датчика Холла с обратным смещением. Эти сенсорные ИС включают в себя цепь Холла и гранулу редкоземельного элемента в одной отформованной сборке. Предлагаются решения с обратным смещением для коммутаторов и линейных конструкций. Эти сборки упрощают производство и предлагают оптимизированную электрическую и магнитную конструкцию в едином отформованном корпусе.

Датчик пряжки ремня безопасности

Пряжка ремня безопасности SBB — еще одна область, в которой технология Холла использовалась как часть системы безопасности. Двухпроводной униполярный переключатель — это снова простое, но надежное решение, обычное для многих современных автомобилей. Назначение устройства на эффекте Холла (HED) — гарантировать правильную фиксацию пряжки, обеспечивая надлежащее удержание пассажира в случае аварии или внезапной остановки.

Подобно приложению определения положения сиденья, переключатели пряжки ремня безопасности работают по принципу прерывания лопатки.В этом случае пряжка, сделанная из железного материала, отвечает за прерывание магнитного поля между магнитом и устройством на эффекте Холла. Обычно, когда поле прерывается, выход устройства включается, а при снятии пряжки устройство выключается. Эта информация отправляется контроллеру, который затем обрабатывает данные вместе с данными от IC датчика положения сиденья и других выходных сигналов, чтобы надежно задействовать подушки безопасности в случае аварии.

Препятствия при применении

  • ИС датчика SBB имеет жесткие пространственные ограничения, что затрудняет использование печатной платы.Поэтому приваривание соединительных проводов к выводам HED является более распространенным подходом как часть процесса упаковки для минимизации размеров. Однако приварка к выводам требует опыта в области сварки и, как правило, выполняется по контракту со сварочным предприятием. Одна из наиболее распространенных ошибок, наблюдаемых при сварке устройств на эффекте Холла, — это чрезмерное количество тепла / мощности, которое может достигать ИС, что приводит к катастрофическому повреждению проводных соединений. Другой распространенной ошибкой, наблюдаемой в новых процессах сварки, является недостаточный зажим выводов, из-за чего выводы могут скручиваться или тянуться во время контакта с концом сварного шва.Это также вызовет катастрофическое повреждение проводных соединений.

Помимо пространственных ограничений, ИС датчика подвержена высоким уровням электростатического разряда и магнитным помехам из-за:

  • точки доступа в автомобиле, такие как язычок пряжки в сборе,
  • влияние шунтирования магнитного поля на ИС датчика из-за черных свойств пряжки в сборе, а
  • допускает большие отклонения узла механической пряжки, вызывая большие колебания магнитного поля, воздействующего на интегральную схему датчика Холла.

Выбор правильной ИС датчика критически важен для удовлетворения всех требований приложения.

Прикладные решения

Рис. 3. Типовая механическая сборка пряжки ремня безопасности, показывающая электрическое соединение с ИС датчика Холла.

  • Защита от переходных процессов / электростатических разрядов реализована с помощью байпасного конденсатора 0,1 мкФ, приваренного между питанием ИС датчика и землей ИС датчика. В случае печатной платы в дополнение к байпасному конденсатору использовался MOV для защиты ИС датчика от жестких условий электромагнитной совместимости / электростатического разряда из-за использования заземления шасси.Если микросхема датчика устойчива к ЭМС / электростатическим разрядам, может быть достаточно просто байпасного конденсатора.
  • Достаточно большой магнит необходим для преодоления шунтирующего эффекта, вызванного самим узлом пряжки. SmCo и неодим — распространенные магнитные материалы, используемые в пряжках ремней безопасности. Они обеспечивают большие уровни поля для компенсации механических допусков и, возможно, больших воздушных зазоров (> 3 мм), наблюдаемых в приложениях SBB.
  • Допуски механической сборки могут вызвать большие колебания по Гауссу (сотни Гаусс) в уровне поля, воздействующего на ИС датчика; поэтому необходимо описать все условия, чтобы ИС датчика никогда не переключалась в неправильное состояние.Условия, которые не должны вызывать ложное переключение ИС датчика Холла, следующие:
    • Нормальное положение пряжки с установленным язычком.
    • Нормальное расстегнутое положение с удаленным языком.
    • Чрезмерный ход язычка, когда его толкает и удерживает человек, сидящий на нем, или детское сиденье, опирающееся на узел пряжки.
    • Состояние ложной защелки, когда что-то, кроме самого язычка, вдавливается, удерживая пряжку в ложно защелкнутом состоянии (палочка для мороженого, игрушка и т. Д.).

    Предлагаемые устройства

    Allegro ™
    Номер детали
    Температура
    Диапазон
    Тип корпуса Лента и катушка
    В наличии
    A115x EL LH, UA Есть
    A119x E, L LH, UA Есть

Датчики и приложения на эффекте Холла

С тех пор, как Эдвин Холл открыл эффект, названный в его имени эффектом Холла, этот принцип использовался во многих приложениях за последние полвека, и список продуктов, основанных на эффекте Холла, сохранился. от автомобилей до самолетов, от посудомоечных машин до стиральных, от станков до медицинского оборудования.Эффект Холла — идеальная технология, которую можно использовать для зондирования. Элемент Холла изготовлен из тонкого листа проводящего материала или полупроводника. Выходные соединения элемента Холла перпендикулярны направлению тока. Когда они присутствуют в магнитном поле, носители заряда испытывают силу, называемую силой Лоренца, поперек направления приложенного магнитного поля и тока. Эффект силы Лоренца, действующей на носители заряда, заключается в отклонении носителей заряда в одну сторону для создания напряжения ЭДС (электродвижущей силы), напряжения Холла на элементе Холла, как показано ниже.Напряжение Холла пропорционально напряженности приложенного магнитного поля.

Были изобретены различные типы датчиков на эффекте Холла, такие как переключатели на эффекте Холла, защелки на эффекте Холла и линейные датчики на эффекте Холла. Эти датчики на эффекте Холла широко используются во многих продуктах, таких как бытовая техника, торговые автоматы, банкоматы, медицинское оборудование, автомобили, фитнес-оборудование, токовые клещи, копировальные аппараты, средства автоматизации и т. Д.

Регулировка автокресла

Автокресло Схема блока управления (Mouser.com)

Традиционные автокресла с ручной регулировкой со временем были заменены автокреслами с электронным управлением. Датчики Холла и электродвигатели широко используются для автоматического управления и регулировки сидений водителей и пассажиров. Комфорт автокресел был очень важным фактором, влияющим на наши впечатления от поездки. Кроме того, простая, быстрая и точная регулировка сиденья предлагает водителю более безопасную, удобную и простую рабочую среду.Сложная система управления сиденьем, объединяющая AI (искусственный интеллект), позволяет глубоко изучать стиль, уравновешенность и жесты водителя, чтобы предоставить водителю эргономически здоровую систему взаимодействия человека с машиной.

В настоящее время электрическое сиденье автомобиля в основном состоит из внутреннего двигателя, датчика Холла, механизма регулировки положения сиденья, схемы привода двигателя и однокристального микрокомпьютера. Среди них двигатель соединен с механизмом регулировки положения сиденья, образуя силовую часть; и микрокомпьютер на одной микросхеме подключен к цепи управления двигателем и датчику Холла, образуя часть автоматического управления.В вышеупомянутых разделах датчик Холла может измерять внешний вращающийся вал двигателя и передавать импульсный сигнал на однокристальный микрокомпьютер. Однокристальный микрокомпьютер может получать информацию о вращении двигателя, относящуюся к импульсному сигналу, путем подсчета импульсных сигналов, то есть информацию о текущем положении сиденья. Когда сиденье отрегулировано на месте и двигатель выключен, однокристальный микрокомпьютер может сохранить номер импульса, соответствующий этому положению.

Драйвер может выбрать, устанавливать ли текущее положение в состояние по умолчанию, тем самым заменяя исходную информацию о положении по умолчанию.Когда сиденье наклоняется вперед и назад, схема управления вызывает однокристальный микрокомпьютер для управления двигателем вперед и назад, а однокристальный микрокомпьютер регулирует количество импульсов, принимаемых датчиком Холла в исходном процессе (по умолчанию position соответствует номеру импульса) на основе операций сложения и вычитания для получения информации о положении сиденья по умолчанию.
TI DRV5057-Q1 — это линейный датчик на эффекте Холла с выходом PWM для автомобильных приложений, таких как определение положения, торможение, ускорение, педали сцепления, переключатель передач, положение дроссельной заслонки, а также многие другие приложения для кодирования абсолютного угла.DRV5057-Q1 реагирует пропорционально плотности магнитного потока, чтобы точно определять небольшое изменение углового положения. Устройство работает от источников питания 3В или 5В. Когда он не находится в магнитном поле, его выходной сигнал представляет собой прямоугольную волну с коэффициентом заполнения 50%. Рабочий цикл на выходе изменяется линейно в зависимости от приложенной плотности магнитного потока, и линейность может поддерживаться с магнитным полем от 8% до 92%.

Texas Instruments DRV5057-Q1TI DRV5057-Q1 Отклик магнитного поля на выходе ШИМ

Управление зажиганием двигателя

С развитием автомобильных двигателей в направлении высокой скорости, высокой степени сжатия, высокой мощности, низкого расхода топлива и низкого уровня выбросов , традиционные устройства зажигания не соответствуют требованиям использования.Основными компонентами устройства зажигания являются катушка зажигания и переключающее устройство. Когда энергия катушки зажигания увеличивается, свеча зажигания может генерировать искры с достаточной энергией. Это основное условие адаптации устройства зажигания к работе современных двигателей. Основной принцип, по которому датчики Холла могут использоваться большинством производителей автомобилей в качестве воспламенителя, заключается в следующем:

Генератор сигналов на эффекте Холла является активным устройством, он должен обеспечивать питание для работы, мощность интегрированного блока Холла составляет обеспечивается воспламенителем.Коллектор выходного электрода ИС Холла является открытым выходом, а сопротивление нагрузки коллектора элемента Холла задается в воспламенителе.

Генератор сигналов на эффекте Холла состоит из трех проводов, подключенных к воспламенителю, один из которых является проводом подачи питания, один — проводом вывода сигнала, а другой — проводом заземления. При работе распределителя лезвие вращается вместе с валом распределителя. Всякий раз, когда лопасть входит в воздушный зазор между элементами эффекта Холла постоянного магнита, магнитное поле в блоке Холла запускается обходом лопасти крыльчатки (или магнитной изоляцией). При этом элемент с эффектом Холла не генерирует напряжение Холла. В этот момент выходной транзистор интегральной схемы отключается, и генератор сигналов выдает высокий потенциал.

Когда лопасть крыльчатки спускового механизма выходит из воздушного зазора, магнитный поток постоянного магнита образует петлю через направляющую пластину через коллекторный блок. В это время элемент Холла генерирует напряжение Холла, триод выходного полюса интегральной схемы находится в проводящем состоянии, выходной сигнал генератора низкий потенциал. Когда задний край выемки рабочего колеса поворачивается так, что обнажается только половина поверхности магнитного полюса, напряжение на выходе сигнала мгновенно перескакивает с низкого потенциала на высокий, и это момент зажигания.Постоянно выходной сигнал датчика представляет собой последовательность импульсов ШИМ с переключением импульсов от почти 0 В до примерно 2,5 В. Частота переключения увеличивается с увеличением оборотов двигателя.

Катушка распределителя звукоснимателей на эффекте Холла (от Pico Technology) Принцип работы змеевика распределителя на эффекте Холла (от Pico Technology)

Массажное кресло

2-проводной датчик положения сиденья на эффекте Холла без печатной платы Melexis — Контроллер автомобильного автокресла Без печатной платы 2-проводной датчик положения сиденья с фиксацией положения сиденья на эффекте Холла

В условиях быстрого роста нашей экономики наши жилищные условия улучшились очень хорошо, но мы всегда заняты учебой и работой весь день.Обычно мы проводим долгое время в офисе, сидя за столом, что заставляет нас чувствовать усталость в конце дня. Мы хотим полностью освежить свое тело. Один из самых простых способов быстро расслабить тело — это массажное кресло. С массажным креслом вы можете остаться дома и отдохнуть, чтобы провести еще один свежий день.
Массажное кресло управляется микроконтроллером для выполнения сложных движений и задач планирования времени. Узел движения для массажа спины перемещается вперед и назад между верхней точкой хода и нижней точкой хода в направляющей рамы для массажа спины.Чтобы массажное движение спины могло точно определять верхнюю и нижнюю точки перемещения, массажное кресло оснащено постоянным магнитом в каждой из верхней и нижней точек перемещения, а датчик защелки на эффекте Холла установлен в массажном движении спины. сборка.
Таким образом, постоянные магниты и датчики защелки на эффекте Холла в верхней и нижней точках перемещения составляют два набора датчиков эффекта Холла: при массаже спины механизм перемещается от нижнего до верхнего предела перемещения, датчик защелки на эффекте Холла срабатывает магнитным полем постоянного магнита, установленного в верхней точке перемещения, относительное положение массажного механизма является выходным сигналом в виде напряжения; также, когда механизм массажа спины перемещается сверху вниз при движении вниз, его датчик эффекта Холла срабатывает магнитным полем постоянного магнита, установленного в точке хода вниз. Датчик эффекта Холла выдает относительное положение массажа спины. механизм в виде напряжения.

Управление посудомоечной машиной

Littelfuse Замечания по применению — Магнитное зондирование в посудомоечных машинах

С постоянным повышением уровня жизни людей степень интеллектуальности электрических приборов становится все выше и выше. Многие семьи использовали полностью автоматические бытовые посудомоечные машины, которые могут полностью заменить ручную очистку посуды, палочек для еды, тарелок, ножей, вилок и другого кухонного инвентаря.

В настоящее время представленные на рынке автоматические посудомоечные машины можно разделить на два типа: бытовые и коммерческие.Полностью автоматические бытовые посудомоечные машины в основном бывают шкафного, настольного, раковинного и встроенного типа. По структуре коммерческие посудомоечные машины можно разделить на пять категорий: тип шкафа, тип крышки, тип корзины, тип ремня передачи и ультразвуковой тип. Для таких мест, как рестораны, отели и правительственные столовые, он очень подходит для промышленных посудомоечных машин. Это может снизить трудоемкость поваров, повысить эффективность работы и улучшить чистоту и гигиену.
Какую роль играет Hall в полностью автоматической посудомоечной машине? Его можно использовать для управления вращением разбрызгивателя, который обычно представляет собой свободно вращающееся вращающееся устройство, приводимое в действие как горячей, так и холодной водой под высоким давлением. Очень важно убедиться, что разбрызгиватель не забит неправильно размещенной посудой или посудой в корзинах. Когда разбрызгиватель неожиданно останавливается, он будет мыть посуду только там, где остановился. Если разбрызгиватель приводится в действие электродвигателем, остановка может привести к продолжительному сгоранию двигателя.Переключатель с защелкой на эффекте Холла используется для защиты разбрызгивателя. Когда разбрызгиватель с установленным на нем магнитом проходит мимо переключателя эффекта Холла, переключатель срабатывает, чтобы вывести низкий сигнал, и он выдает высокий уровень, когда магнит проходит мимо переключателя. Если MCU контроллера посудомоечной машины не обнаруживает срабатывания переключателя в течение заданного времени, он запускает подпрограмму защиты, чтобы либо остановить машину, либо подать аварийный и предупредительный световой сигнал. В посудомоечной машине датчики на эффекте Холла также могут использоваться для дверных защелок и запирающих систем, переключателей потока воды и поддона для смягчения мыла / воды.

Положение бесщеточного двигателя постоянного тока

Honeywell Управление бесщеточным двигателем постоянного тока с датчиками положения на эффекте Холла

Бесщеточный двигатель постоянного тока состоит из корпуса двигателя и драйвера и является типичным продуктом мехатроники. Обмотки статора двигателя в основном выполнены в трехфазном симметричном соединении звездой, что очень похоже на трехфазный асинхронный двигатель. Ротор мотора приклеен постоянными магнитами, которые намагничены. Для определения устойчивости ротора двигателя в двигатель установлен датчик положения.
Драйвер состоит из силовых электронных устройств и интегральных схем. Его функции: принимать сигналы пуска, останова и торможения двигателя для управления пуском, остановкой и торможением двигателя; принимать сигнал датчика положения, а также сигналы прямого и обратного направления для управления. Включение-выключение каждой силовой трубки переменного моста создает постоянный крутящий момент; он принимает команды скорости и сигналы обратной связи по скорости для управления и регулировки скорости; обеспечивает защиту, отображение и т. д.

Двигатели постоянного тока обладают быстрым откликом, большим пусковым крутящим моментом и могут обеспечивать номинальный крутящий момент от нулевой скорости до номинальной скорости, но преимущества двигателей постоянного тока также являются его недостатками, поскольку двигатели постоянного тока должны обеспечивать постоянное вращение при Номинальная нагрузка.Характеристики момента, магнитного поля якоря и магнитного поля ротора должны поддерживаться на уровне 90 °, что требует угольных щеток и коммутаторов. Угольная щетка и коллектор будут производить искры и угольный порошок при вращении двигателя. Поэтому, помимо повреждения компонентов, также ограничиваются случаи использования. Двигатели переменного тока не имеют угольных щеток и коммутаторов. Они не требуют обслуживания, прочные и широко используются. Однако для достижения производительности, эквивалентной характеристикам двигателей постоянного тока, требуются сложные методы управления.В настоящее время полупроводники быстро развиваются, и частота переключения силовых компонентов намного выше, что улучшает характеристики приводных двигателей. Скорость микропроцессора также становится все быстрее и быстрее, чего можно достичь, поместив управление двигателем переменного тока во вращающуюся двухосную прямоугольную систему координат для правильного управления составляющей тока двигателя переменного тока на двух осях для достижения аналогичного двигателя постоянного тока. управление и эквивалент двигателя постоянного тока.

Current Sensing

Infineon Линейные датчики на эффекте Холла для измерения тока

Магнитопровод выполнен в виде натяжной конструкции, устройство Холла помещается в отверстие магнитопровода, а кольцевой магнитопровод зажимается снаружи провода через через который протекает измеренный ток, и ток, протекающий через него, может быть измерен.Эти клещи могут измерять как переменный, так и постоянный ток. Токоизмерительные клещи могут использоваться для обнаружения случайных токов различного источника питания и электрического оборудования.

Принцип измерения токоизмерительных клещей AC-DC обычно используется для измерения постоянного тока. Поскольку токоизмерительные клещи переменного тока не могут использовать метод электромагнитной индукции. Датчик Холла размещен, как показано на рисунке ниже. Генерируемый магнитный поток пропорционален основным постоянным и переменным токам в зажимной головке. Это датчик Холла, который определяет магнитный поток и преобразует его в выходное напряжение.

Water Fountain Control

С развитием общества ритм жизни людей постепенно увеличивается, а качество жизни постоянно улучшается. Появление питьевых фонтанов изменило традиционный способ питья. Традиционная форма кипячения в чайнике постепенно заменяется водой из бочек или водопроводными питьевыми фонтанчиками. Использование питьевых фонтанчиков не только экономит время и силы, но и гарантирует сохранность питьевой воды. Это устройство для нагрева или охлаждения минеральной или чистой воды из бочек, чтобы облегчить людям питье.Фактически, внутренняя структура диспенсера для воды очень проста и в основном состоит из таких устройств, как резервуар для воды, водопроводная труба, нагревательный резервуар, устройство для стерилизации, выключатель питания и таймер.

Принцип работы: Когда вода протекает через узел ротора, магнитный ротор вращается, чтобы вывести импульсный сигнал, и скорость изменяется линейно с расходом. Переключатель Холла выдает соответствующий импульсный сигнал на контроллер, чтобы определить размер и наличие расхода воды.Отрегулируйте ток пропорционального клапана, чтобы контролировать поток воды через пропорциональный клапан.

Расходомер воды на эффекте Холла

Здравоохранение — Измерение артериального давления

Измерение артериального давления обычно делится на два типа: один — традиционный метод аускультации, а другой — осциллометрический метод, то есть метод осцилляции, который используется в электронных приборах измерения артериального давления. Электронный сфигмоманометр — это медицинское устройство, в котором используются современные электронные технологии и принцип косвенного измерения артериального давления для измерения артериального давления.По мере развития технологий измерение крови без манжеты становится более популярным, чем другие традиционные методы измерения крови. Пульсиметр с магнитоплетизмограммой на запястье (MPG) был разработан для контроля артериального давления с помощью датчика Холла, чувствительного к магнитному полю. Пульсиметр состоит из постоянного магнита, установленного на силиконовом корпусе в центре лучевой артерии. Артериальное давление и частоту пульса можно измерить без использования манжеты. С помощью пульсиметра MPG зарегистрированные импульсы лучевой артерии преобразуются в сигналы напряжения.Чтобы получить точное кровяное давление, сигналы, генерируемые пульсиметром MPG, одновременно сравниваются с областями систолы и диастолы в пульсовых волнах лучевой артерии.

На диаграмме показана базовая структура носимого на запястье пульсиметра с радиальной артериальной магнитоплететизмограммой (MPG) — Санг-Сук Ли и др.