Датчик Холла — назначение и принцип действия

На примере датчика Холла, применяемого в бесконтактной системе зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099.

Назначение датчика Холла

Датчик Холла предназначен для определения момента искрообразования в бесконтактной системе зажигания (БСЖ) автомобиля.

Принцип действия датчика Холла

Принцип действия датчика основан на эффекте Холла, когда магнитное поле проводника изменяется при прохождении в нем специального экрана с прорезями.

На практике это выглядит так: датчик Холла автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 установлен на опорной пластине трамблера и состоит из двух частей – магнита и элемента Холла с усилителем. На датчик Холла подается напряжение с коммутатора (вывод 5) через токовый красный провод. «Масса» так же с коммутатора – бело-черный провод с вывода 3. Магнит создает магнитное поле, элемент Холла принимает его, создает напряжение, которое усиливает усилитель и через зеленый импульсный провод напряжение подается на коммутатор (вывод 6).

Для изменения магнитного поля применяется экран с четырьмя прорезями, который вращается вместе с валом распределителя зажигания (трамблера) проходя между магнитом и принимающей частью датчика Холла. При прохождении в пазу датчика прорези экрана магнитное поле имеет определенную величину и соответственно датчик выдает на коммутатор электрический ток определенного напряжения (9-12 В). При прохождении в пазу датчика зубца экрана магнитное поле экранируется и не поступает на приемник датчика, при этом напряжение, поступающее на коммутатор, падает (0-0,5 В).

Устройство датчика Холла. на примере трамблера системы зажигания карбюраторного двигателя автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

Соответственно коммутатор прерывает электрический ток, подающийся на катушку зажигания, магнитное поле в ней резко сжимается и, пересекая витки обмотки, производит ЭДС 22-25 кВ (ток высокого напряжения). Ток через бронепровода попадает на распределитель трамблера и далее на свечи зажигания, производя разряд, поджигающий топливную смесь. Прохождение каждого из четырех зубцов экрана в прорези датчика соответствует такту сжатия в одном из четырех цилиндров двигателя.

Примечания и дополнения

— На эффекте Холла основан принцип действия еще нескольких автомобильных датчиков, например, датчика скорости инжекторных ВАЗ 21083, 21093, 21099.

— Подробно о неисправностях датчика Холла — «Признаки неисправности датчика Холла».

— Самостоятельно снимаем Датчик Холла — «Как своими силами снять и заменить датчик Холла?».

Еще статьи по датчикам автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Проверка датчика Холла

— Датчик указателя температуры охлаждающей жидкости автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099

— Принцип действия бесконтактной системы зажигания

— Схема «устройство датчика кислорода ЭСУД ВАЗ 21083, инжектор»

— Датчик давления масла ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Датчик уровня топлива ВАЗ 2108, 2109, 21099

Подписывайтесь на нас!

Автор MechanikОпубликовано 25. 02.201921.07.2022Рубрики Принцип действия, Система зажигания автомобиля ВАЗ 2108, 2109, 21099Метки датчик, действия, назначение, принцип, Холла 11 344 views

Принцип работы датчика Холла

Устройство системы зажигания на карбюраторных автомобилях, принципы работы и устройство всех основных элементов, в том числе и датчика Холла.

Система зажигания выполняет важную функцию — создание искры в цилиндрах с целью воспламенения топливной смеси в связи с чередованием работы двигателя. Ярко выражена эта система на карбюраторных автомобилях, в тот момент, как на инжекторных она всего лишь часть системы управления двигателем.

Разделить системы зажигания по принципу работы можно на три ступени (системы):

• Контактная.
• Бесконтактная.
• Электронная.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Как ни странно, несмотря на возраст с момента появления тех самых автомобилей, на которых и есть эта система широко распространены никак не худший и лучший варианты, а именно средний — система бесконтактного зажигания. И самым любопытным ее элементом является датчик холла, принцип работы которого мы и будем разбирать в этой статье. Кстати, это любопытное изобретение применяется не только с системе зажигания, но и в еще массе приборов и систем, но об этом несколько позже.

Содержание

1. Назначение и устройство датчика Холла
2. Особенности использования в автомобиле
3. Проверка датчика на работоспособность

Назначение и устройство датчика Холла

Название датчик берет от фамилии своего изобретателя. Именно он заметил, что если в созданное каким-то образом магнитное поле поместить металлическую пластину пот электрическим напряжением, то такие действия вызовут появление импульсов и электроны в этой пластине примут траекторию отклонения перпендикулярно направления самого магнитного потока. В зависимости от полярности магнитного поля, а из еще школьного курса физики мы знаем, что полярности у любого магнита бывают положительными и отрицательными, соответственно + и -, изменяется направление отклонения от поля. Эдаким образом, изменяется плотность электронов с разных сторон этой самой пластинки, что само по себе создает разность потенциалов электродвижущей силы.

Принцип работы датчика Холла и лежит в мягком и ровном улавливании этой разницы, неизменно это как для системы зажигания ваших «Жигулей», так и для космического ракета-носителя, на котором тоже приходится улавливать немало импульсов.

Особенности использования в автомобиле

В автомобиле действия этого датчика также распространяются на измерение импульсов. Конструктивно датчик Холла в автомобиле представляет собой набор элементов:

• Постоянный магнит.
• Стальной экран, имеющий несколько прорезанных ровных отверстий.
• Полупроводниковые пластины.

Датчик действия импульсов принципиально основан на изменении индукции элемента, который очень чувствителен к этим изменениям. Когда изменяется индукция изменяется и зазор в том самом экране, то есть между ферромагнитным объектом и чувствительным элементом.

Все это отображает положение распределительного вала и коленчатого вала, что и обозначает момент подачи искры. Это простейший датчик.

Оптический прибор действия импульсов имеет несколько более сложное строение. Он имеет привод своего действия и берет начало в коленчатом валу. Этот датчик импульсов конструктивно объединён в одно целое с блоком распределителя в бесконтактной системе. Он напоминает своим видом на прерыватель. В этой системе на прорезанные отверстия стального экрана движется магнитное поле, благодаря чему повышается напряжение в системе полупроводников. Импульсы же возникают благодаря тому, что прорези идут не через одинаковое расстояние, а через разное, то есть они чередуются.

Проверка датчика на работоспособность

Когда появляется некая загвоздка в работе системы зажигания проконтролировать необходимо все элементы, и датчик Холла в этот перечень тоже входит. Ну, самый простой способ продиагностировать непосредственно датчик — заменить его на новый. Если неисправности в работе мотора пропали, то все ясно.

Если в запасе нет уже готового исправного датчик — не беда. Сделаем его сами. Все, что нам понадобится это кусок провода и колодка с тремя штекерами от распределителя зажигания. Также можно взять обычный мультиметр и проверить датчик, если датчик не работает, то тестер нам покажет менее половины одного Вольта. Еще один способ заключается в подведении концов любого провода к выводам коммутатора — если искра есть, то все нормально.

В целом придумать можно разные способы для проверки датчика Холла, однако, лучше при малейшем подозрении просто заменить его, отремонтировать его все равно в тысячу раз дольше и сложнее.

Датчик дистрибьютора (эффект Холла) — напряжение

• Домашний
• Библиотека
• Автомобильные пошаговые испытания
• Датчик распределителя (эффект Холла) — напряжение

Целью данного теста является проверка сигнала на эффекте Холла датчика распределителя во время запуска двигателя или в условиях работы.

Как выполнить тест

Просмотрите рекомендации по подключению.

1. Используйте данные производителя для идентификации цепи датчика распределителя.
2. Подключите PicoScope Channel A к сигнальной цепи приемника распределителя.
3. Свернуть страницу справки. Вы увидите, что PicoScope отобразил образец сигнала и настроен на захват вашего сигнала.
4. Запустите область , чтобы увидеть данные в реальном времени.
5. Провернуть и, если возможно, запустить двигатель на холостом ходу.
6. С вашей осциллограммой на экране остановите осциллограф.
7. Выключите двигатель.
8. Используйте Waveform Buffer, Zoom и Измерения инструменты для изучения формы сигнала.

Пример сигнала

Примечания к форме сигнала

Этот заведомо исправный сигнал имеет следующие характеристики:

• Циклический цифровой сигнал с переключением между двумя напряжениями; низкое напряжение чуть выше 0 В и высокое напряжение чуть ниже 2,5 В.
• Частота переключений увеличивается с увеличением оборотов двигателя.
• В осциллограмме нет пропусков или аномалий.

Дополнительные указания

Функция датчика распределителя заключается в подаче эталонного сигнала синхронизации на модуль управления зажиганием (ICM) или модуль управления двигателем (ECM) для указания периода задержки первичной цепи для каждого события зажигания.

В механизме используется вращающийся узел, состоящий из набора вращающихся лопастей (по одной на каждый цилиндр), проходящих между неподвижным магнитом и неподвижным датчиком Холла. Когда лопасти входят в зазор и выходят из него, магнитное поле возмущается. Каждое возмущение вызывает переключение выхода датчика Холла. Таким образом, выход датчика представляет собой цифровой сигнал с низким напряжением около 0 В и высоким напряжением вплоть до напряжения питания датчика. Выход около 0 В указывает на задержку или время включения катушки.

Поскольку вращение распределителя механически связано с вращением двигателя, увеличение частоты вращения двигателя сокращает период задержки, но угол задержки остается постоянным. При повышенных оборотах двигателя выдержка увеличивается за счет центробежного механизма грузоподъемности внутри распределителя.

ICM или ECM, в зависимости от типа, используют выходной сигнал датчика Холла в качестве триггера (коммутируемого заземления) транзистора драйвера первичной цепи. Тем не менее, модуль сохраняет контроль над фактическим периодом выдержки и другими параметрами зарядки, такими как ограничение тока, пиковый заряд катушки и отключение тока.

Этот дополнительный контроль гарантирует, что катушка зажигания не перегреется из-за слишком большой выдержки или что продолжительность искры не уменьшится из-за слишком малой выдержки. Точно так же фактический период задержки может быть увеличен во время запуска, чтобы компенсировать более низкие напряжения системы (для поддержания того же общего заряда катушки).

В отношении периодов выдержки зажигания для конкретного двигателя см. данные производителя.

Типичные неисправности системы включают:

Механические:

• Проблемы с креплением и приводом (например, чрезмерный воздушный зазор или износ), связанные с распределителем.
• Физическое повреждение или чрезмерное количество мусора вокруг вращающихся лопастей, магнита и датчика Холла.

Электрика:

• Общие проблемы с внешней электрической цепью, обрыв, короткое замыкание, высокое сопротивление.
• Повреждение датчика Холла из-за перегрева и вибрации.

Эти неисправности будут проявляться как:

• Двигатель прокручивается, но не запускается.
• Двигатель запускается с трудом/длительный запуск.
• Пропуски зажигания в двигателе.

Отказ от ответственности
Этот раздел справки может быть изменен без уведомления. Информация внутри тщательно проверяется и считается достоверной. Эта информация является примером наших исследований и выводов и не является окончательной процедурой. Pico Technology не несет ответственности за неточности. Каждое транспортное средство может быть разным и требует уникального теста настройки.

Подходящие аксессуары

Помогите нам улучшить наши тесты

Мы знаем, что наши пользователи PicoScope умны и креативны, и мы будем рады получить ваши идеи по улучшению этого теста.