Датчик холла как проверить
Avtotehpomosch-kruglosutochno.ru

Автомобильный портал

Датчик холла как проверить

Как проверить датчик Холла

Смотрите также

Высокие обороты на холодную

Установка и настройка ЭПХХ

Клапан холостого хода: функции, устройство и назначение

Плавают обороты на холостом ходу. Причины

Причины нестабильного холостого хода на машине

Потребность проверить датчик Холла возникает, когда появляются проблемы с системой зажигания автомобиля, и поэтому необходимо убедиться в исправности всех ее компонентов, в частности, и датчика холостого хода. Так что разберем подробно принцип работы, признаки неисправности и как проверить датчик Холла своими руками.

Принцип работы датчика и его особенности

В своей работе датчик использует физический эффект Холла, открытый еще в XIX веке. Однако использовать его начали лишь в 70-80 годах прошлого столетия, когда автопроизводители стали переходить с контактных систем зажигания на электронные.

Принцип работы датчика достаточно прост. При вращении вала двигателя металлические лопасти проходят по прорезям в его корпусе. Он дает электрический импульс на коммутатор, вследствие чего последний отпирает транзистор и подает напряжение на катушку зажигания. Она, в свою очередь, преобразует низковольтный сигнал в высоковольтный, и подает его на свечу зажигания.

Конструктивно датчик имеет три контакта:

  • для соединения с “массой” (корпусом автомобиля);
  • для подсоединения напряжения со знаком “+” и значением около 6 В;
  • для подачи с него импульсного сигнала на коммутатор.

Преимуществами использования датчика Холла в электронных системах зажигания являются два основных фактора — отсутствие контактной группы (которая постоянно подгорает), а также более высокое напряжение на свече зажигания (30 кВ против 15 кВ).

Поскольку датчики Холла также используются в тормозной и антиблокировочной системах, работе тахометра, то прибор выполняет следующие дополнительные функции для машины:

  • повышает производительность мотора;
  • ускоряет функционирование всех систем машины.

Вследствие этого повышается удобство эксплуатации автомобиля, а также его безопасность.

Датчик Холла для ВАЗ 2107

Датчик Холла для ВАЗ 2109

Датчик Холла для ВАЗ 2110

Признаки неисправности датчика Холла

Поломки датчика проявляются по-разному. Выявить их даже для опытного мастера порой бывает непросто. Вот несколько самых распространенных симптомов и проблем в работе датчика Холла:

  • плохо заводится или вообще не запускается двигатель;
  • возникновение перебоев в работе мотора на холостом ходу;
  • “дергание” машины при движении на высоких оборотах;
  • двигатель глохнет во время движения автомобиля.

Если на вашей машине появился один или несколько подобных симптомов, обязательно необходимо выполнить проверку датчика.

Как проверить датчик Холла

Существует несколько методов проверки. Вкратце они выполняются так:

Проверка исправности датчика холла (схема)

  • Создание имитации наличия датчика Холла. Такой метод проверки самый быстрый и подойдет если питание на узлах системы зажигания есть, но искры нет. Для этой цели с трамблера снимают трехштекерную колодку. Далее необходимо включить зажигание автомобиля, и соединить (замкнуть кусочком провода) выходы 3 и 2 (минусовой пин и контакт сигнала). Если в процессе на центральном проводе катушки зажигания появится искра — значит, датчик вышел из строя. Заметьте что, дабы выявить искрообразование, нужно держать высоковольтный провод у массы.
  • Проверка датчика Холла мультиметром, самый распространенный метод. При такой проверке используют мультиметр (тестер). Для этого лишь достаточно измерить напряжение на выходе датчика. Если он исправен, то напряжение должно находиться в пределах 0,4. 11 В.
  • Замена неисправного устройства на заведомо рабочее. Его можно взять у знакомых, имеющих машину с таким же датчиком. Если после замены беспокоящие вас проблемы исчезнут, придется покупать и менять датчик Холла на новый.

Проверка датчика Холла

Датчик Холла, проверка при помощи мультиметра.

Еще один распространенный метод заключается в проверке наличия сопротивления на датчике. Для этого необходимо сделать несложный прибор, состоящий из резистора сопротивлением 1 кОм, светодиода и гибких проводов. К ножке светодиода припаивается сопротивление, а к нему два провода такой длины, которая удобна для работы (не короткие).

Потом снимают крышку распределителя, отсоединяют трамблер и штекерную коробку. Далее проверяют исправность электрической цепи. Для этого электронный мультиметр (вольтметр) подключается к 1 и 3 клемме, после чего включается зажигание автомобиля. При нормальных условиях, полученное на экране измерительного прибора значение, должно находится в пределах 10. 12 В.

Далее аналогично подсоединяем на те же клеммы сконструированное устройство. Если вы угадали с полярностью — светодиод загорается. В противном случае необходимо поменять местами провода. Дальнейшая процедура заключается в следующем:

  • провод, подсоединенный к первой клемме, не трогаем;
  • конец с третьей клеммы перекидываем на свободную вторую;
  • проворачиваем распределительный вал (вручную или с помощью стартера).

Если в процессе поворота вала светодиод моргает, значит, все в порядке, и датчик Холла не нуждается в замене.

Стоит отметить, что процесс проверки датчика Холла на ВАЗ 2109, Ауди 80, Фольксваген Пассат Б3 и других машинах проводится по одинаковой схеме. Разница состоит лишь в расположении отдельных частей под капотом автомобиля.

Замена датчика Холла

Замена датчика Холла ВАЗ 2109

Рассмотрим процесс замены датчика Холла на автомобиле ВАЗ 2109. Эта процедура несложна, и не вызывает затруднений даже у начинающих автолюбителей. Ее алгоритм следующий:

  • Первым делом нужно снять трамблер с машины.
  • После этого демонтируется крышка трамблера. Далее необходимо совместить метки механизма газораспределения и метку коленвала.
  • Потом производится демонтаж крепежных элементов при помощи гаечного ключа. При этом не забываем пометить и запомнить расположение трамблера.
  • Если в корпусе имеются фиксаторы или стопоры, их также нужно демонтировать.
  • На следующем этапе достают вал из трамблера.
  • Далее отсоединяют клеммы датчика Холла, а также откручивают монтажные болты.
  • Через образовавшуюся щель датчик вынимают.
  • Монтаж нового датчика Холла выполняется в обратном порядке.

Заключение

Стоит отметить, что ремонтировать датчик Холла не имеет смысла, так как он стоит совсем недорого (около 3. 5$). Если вы убедились в том, что неисправности в работе автомобиля связаны именно с упомянутым датчиком, рекомендуем вам отправиться в ближайший автомагазин и купить новый прибор. В случае возникновения затруднений при проверке или замене датчика Холла обратитесь за помощью к мастерам, работающим на СТО.

Как просто проверить датчик Холла своими силами: инструменты и инструкции

Всем доброго времени суток! Сегодня расскажу о том, как проверить датчик Холла, какие существуют методы проведения оценки состояния устройства и на что при этом стоит обратить внимание.

Автомобилисты и те, кто ездит на скутере, и имеют в конструкции ТС бесконтактную систему зажигания или электронное зажигание, наверняка слышали об этом датчике или контроллере. Его также часто называют датчиком положения распределительного вала или просто распредвала.

Устройство встречается даже в телефоне. Но поскольку у нас сайт автомобильной тематики, о датчике Холла будем говорить именно применительно к машинам и транспортным средствам.

Прежде чем затронуть тему способов проверки, не лишним будет разобраться в самой сути рассматриваемого устройства, его функциях и принципе работы.

Что это такое

Датчиком Холла называют контроллер, который находится в трамблере и является одним из его ключевых компонентов. Трамблер, в свою очередь, это прерыватель-распределитель.

Располагается датчик Холла (ДХ) непосредственно около трамблерного вала, где крепится специальная пластина магнитопроводящего типа. Внешне она напоминает корону. В этой пластине предусмотрено точно такое же количество прорезей, как число цилиндров в конкретной силовой установке. Потому если у вас машина с 6 цилиндрами, то и прорезей будет ровно 6 единиц. Непосредственно внутри контроллера предусматривается установка постоянного магнита.

Теперь что касается принципа действия. Если немного разбираться в этом вопросе, ничего сложного вы здесь не увидите.

При вращении вала металлические лопасти проходят поочередно через прорези в рассматриваемом контроллере, то есть в ДХ. В результате вращения происходит выработка импульсного напряжения.

Это напряжение, за счет наличия коммутатора, попадает непосредственно на катушку системы зажигания. Здесь происходит процесс преобразования в высокое напряжение. В результате оно оказывается на свечах зажигания. В конструкции ДХ предусмотрено использование сразу 3 различных клемм. Первая служит для соединения с массой, а вторая получает плюс, принимая напряжение номиналом около 6 В. Еще есть третья клемма, с которой уходит импульсный сигнал к коммутатору после преобразования.

Читать еще:  Как настроить форсунки омывателя

Примерно так можно описать принцип работы рассматриваемого датчика.

Симптомы неисправностей

Признаки неполадок, связанные с этим датчиком, могут проявляться по-разному. Порой даже опытные автомастера не могут с первого раза понять, почему двигатель работает с перебоями.

ДХ устанавливаются на целый ряд автомобилей:

  • на Ниве от АвтоВАЗа;
  • ВАЗ 2109 (карбюратор и инжектор);
  • Фольксваген Пассат Б3;
  • Ауди 80;
  • Мазда 626;
  • Фольксваген Гольф 3 поколения;
  • Мазда 323;
  • ВАЗ 21099;
  • Фольксваген Бора;
  • Шевроле Нива;
  • Опель Кадет и пр.

Прежде чем проверять устройство, должен появиться соответствующий повод заподозрить в неполадках именно датчик Холла.

Машина обычно дает сама понять, что устройство требует замены или хотя бы диагностики.

Выделяют несколько основных симптомов неисправностей.

Автомобилист может узнать о возможных проблемах с датчиком холла по следующим признакам:

  • двигатель глохнет;
  • мотор вообще не хочет запускаться;
  • при работе на холостом ходу ощущаются перебои;
  • мотор на холостых оборотах работает с рывками;
  • при движении автомобиль дергается, когда обороты повышаются;
  • двигатель просто глохнет, когда вы едите по дороге;
  • автомобиль немного трясет;
  • его то тянет вперед, то назад, хотя педаль газа в неизменном положении.

Это конечно косвенные признаки, но на них обязательно нужно обратить внимание. Одним из первых подозреваемых в подобных ситуациях будет ДХ.

Методы проверки

Можно применить несколько методов диагностики датчика, расположенного на трамблере.

В зависимости от имеющихся средств и возможностей, автомобилист может своими руками проверить текущее состояние контроллера Холла, оценить его работоспособность и принять соответствующее решение о замене.

Как только вы заметили один или несколько из представленных симптомов, стоит взяться за проверку. Делать ее можно несколькими способами. Предлагаю рассмотреть их отдельно.

Клин клином

Самый простой и эффективный метод, который не потребует от вас вооружаться тестером или мультиметром. Но потребуется заведомо исправный аналогичный датчик Холла.

Суть диагностики до безобразия простая. Вы снимаете старый контроллер, устанавливаете на его место новый. Если после проведенной манипуляции симптоматика проходит и работа двигателя нормализуется, тогда просто оставляете новую деталь на месте. Если вы брали ДХ у товарища или соседа по гаражу, снимаете девайс, благодарите, и идете в магазин автозапчастей.

Вольтметр и мультиметр

Используя вольтметр или классический тестер, вам не составит труда проверить состояние устройства.

Думаю, тестером умеет пользоваться каждый автомобилист. Задача заключается в том, чтобы сделать замеры напряжения на выходе датчика.

Если ДХ находится в исправном состоянии, тестер выдаст значения в диапазоне 0,4-11 В.

Ровно точно так же применяют универсальный мультиметр. Нужно лишь выбрать на нем режим вольтметра.

Имитация датчика

Достаточно интересный и эффективный метод. Но тут придется немного поработать своими руками.

Принцип имитации заключается в следующем. Сначала извлеките из ДХ колодку, на которой идет 3 штекера. Далее запустите зажигание на автомобиле, после чего соедините 3 и 6 выходы между собой.

Если при такой манипуляции появилась искра, то вероятнее всего ДХ вышел из строя.

Без тестеров

Когда тестеры отсутствуют, проверку можно выполнить несколько иным методом.

Тут требуется провести пошаговые манипуляции:

  • подключается свеча зажигания к выводу провода от катушки;
  • соединяется резьбовая часть свечи с массой;
  • демонтируется каретка с датчиком;
  • подсоединяется разъем;
  • включается зажигание;
  • металлическим предметом проводится возле датчика;
  • при появлении искры на свечке ДХ исправен.

Только будьте предельно осторожными, занимаясь своими руками подобными манипуляциями.

Самодельный тестер

Из практически подручных материалов можно собрать аналог тестера.

Устройство для проверки состоит из обычного светодиода, сопротивления на 1 Ом и двух отрезков гибкой проводки, которые нужно припаять к ножке.

К 1 и 3 клеммам штекерной коробки ДХ подсоединяются провода. При правильно выбранной полярности светодиод должен загореться. Если нет, попробуйте поменять местами. Теперь нужно сделать следующее:

  • первый провод на первой клемме остается на месте;
  • на вторую клемму подключается провод с третьей клеммы;
  • поворачивается распредвал (с помощью стартера или вручную);
  • отслеживается поведение диода.

Если диод начнет моргать, тогда с датчиком зажигания все хорошо, и менять его нет никакой необходимости.

Методов проверки действительно достаточно много. Выбирайте на свой вкус.

А вам когда-то приходилось проверять датчик Холла? Какие способы диагностики вы использовали и какой получили результат?

Подписывайтесь, оставляйте комментарии, задавайте вопросы и не забывайте рассказывать о нас своим друзьям!

Проверка датчика Холла и его замена

Датчик Холла – это один из важнейших элементов бесконтактной системы зажигания бензиновых двигателей. Малейшая неисправность этой детали приводит к серьезным неполадкам в работе мотора. Поэтому, чтобы не допустить ошибки при диагностике, важно знать, как проверить датчик Холла, и при необходимости – уметь его заменить.

Этот материал мы разделили на две части: теоретическую (назначение, устройство и принцип работы датчика Холла) и практическую – признаки неисправности, методы проверки и способы замены.

В конце статьи смотрите видео-инструкцию по самостоятельной замене Датчика Холла.

А перед тем, как проверять датчик Холла на наличие неисправностей, давайте разберемся с его назначением и принципом работы.

Что такое датчик Холла и как он работает

Датчик Холла (он же датчик положения распредвала) является одним из главных элементов трамблера (прерывателя-распределителя). Он находится рядом с валом трамблера, на котором крепится магнитопроводящая пластина, похожая на корону. В пластине столько же прорезей, сколько цилиндров в двигателе. Также внутри датчика находится постоянный магнит.

Принцип работы датчика Холла следующий: когда вал вращается, металлические лопасти поочередно проходят через прорезь в датчике. В результате этого вырабатывается импульсное напряжение, которое через коммутатор попадает в катушку зажигания и, преобразуясь в высокое напряжение, подается на свечи зажигания.

Датчик Холла имеет три клеммы:

  • одна соединяется с “массой”,
  • ко второй подходит плюс с напряжением около 6 В,
  • с третьей клеммы уходит преобразованный импульсный сигнал на коммутатор.

Признаки неисправности датчика Холла

Неисправности у датчика Холла проявляются по-разному. Даже опытный мастер не всегда сразу выявит причину неполадок двигателя.

Вот несколько самых распространенных симптомов:

  1. Мотор плохо заводится или не запускается вообще.
  2. На холостом ходу в работе двигателя появляются перебои и рывки.
  3. Машина может дергаться при движении на повышенных оборотах.
  4. Силовой агрегат глохнет во время движения.

При появлении одного из этих признаков, необходимо в первую очередь проверить исправность датчика Холла.

Также не стоит исключать из вида и другие неисправности системы зажигания, встречающиеся в автомобилях.

Как проверить датчик Холла

Простой способ проверки датчика положения распредвала (Холла) показан на следующем видео.

Существует несколько способов, позволяющих проверить исправность датчика Холла. Каждый автомобилист может выбрать для себя наиболее подходящий вариант:

  1. Взять для проверки рабочий датчик у соседа или на автомобильной разборке и установить его вместо “родного”. Если проблемы двигателя исчезнут, значит, придется покупать новую деталь.
  2. При помощи тестера можно измерить напряжение на выходе датчика. В исправном устройстве напряжение будет изменяться от 0,4 В до 11 В.
  3. Можно создать имитацию датчика Холла. Для этого с трамблера снимают трехштекерную колодку. Затем включают зажигание и отрезком провода соединяют выходы 3 и 6 коммутатора. Появление искры свидетельствует о выходе датчика из строя.

Если в результате проверки обнаружится, что датчик Холла неисправен, тогда его необходимо заменить на новый.

Замена датчика Холла

Заменить датчик Холла не составит особых затруднений. С этой работой под силу справится своими руками даже начинающему автолюбителю.

Чуть ниже на видео достаточно подробно показан процесс замены датчика в трамблере автомобиля УАЗ.

Обычно замена датчика Холла состоит из нескольких этапов:

  • Прежде всего, трамблер снимается с машины.
  • Далее снимается крышка трамблера и совмещается метка механизма газораспределения с меткой коленвала.
  • Запомнив положение трамблера, нужно открутить крепежные элементы гаечным ключом.
  • При наличии фиксаторов и стопоров, их также следует извлечь.
  • Вал вытаскивают из трамблера.
  • Осталось отсоединить клеммы датчика Холла и открутить его.
  • Оттянув регулятор, неисправная деталь осторожно вынимается через образованную щель.
  • Новый датчик Холла устанавливается в обратной последовательности.
Читать еще:  Как отрегулировать датчик положения дроссельной заслонки

Проверка работоспособности датчика Холла позволяет не только точно определить причину отказа двигателя. Благодаря простым приемам автомобилист сэкономит свое время на ремонт, а также исключит ненужную трату денег.

Видео, как заменить датчик Холла своими руками

Датчики Холла: принцип работы, типы, применение, как проверить

Электромагнитное устройство, именуемое датчиком Холла (далее ДХ), применяется во многих приборах и механизмах. Но наибольшее применение ему нашлось в автомобилестроении. Практически во всех моделях отечественного автопрома (ВАЗ 2106, 2107, 2108 и т.д.) бесконтактная система зажигания для бензинового двигателя управляется этим датчиком. Соответственно, при его выходе из строя возникают серьезные проблемы с работой двигателя. Чтобы не ошибиться при диагностике, необходимо понимать принцип работы датчика, знать его конструкцию и методы тестирования.

Кратко о принципе работы

В основу принципа действия датчика зажигания положен эффект Холла, получивший свое название в честь американского физика, открывшего это явление в 1879 году. Подав постоянное напряжение на края прямоугольной пластины (А и В на рис. 1) и поместив ее в магнитное поле, Эдвин Холл обнаружил разность потенциалов на двух других краях (С и D).

Рис .1. Демонстрация эффекта Холла

В соответствии с законами электродинамики, сила Лоренца воздействует на носители заряда, что и приводит к разности потенциалов. Величина напряжения Uхолла довольно мала, в пределах от 10 мкВ до 100 мВ, она зависит как от силы тока, так и напряженности электромагнитного поля.

До середины прошлого века открытие не находило серьезного технического применения, пока не было налажено производство полупроводниковых элементов на основе кремния, сверхчистого германия, арсенида индия и т.д., обладающих необходимыми свойствами. Это открыло возможности для производства малогабаритных датчиков, позволяющих измерять как напряженность поля, так и силу тока, идущего по проводнику.

Типы и сфера применения

Несмотря на разнообразие элементов, применяющих эффект Холла, условно их можно разделить на два вида:

  • Аналоговые, использующие принцип преобразования магнитной индукции в напряжение. То есть, полярность, и величина напряжения напрямую зависят от характеристик магнитного поля. На текущий момент этот тип приборов, в основном, применяется в измерительной технике (например, в качестве, датчиков тока, вибрации, угла поворота). Датчики тока, использующие эффект Холла, могут измерять как переменный, так и постоянный ток
  • Цифровые. В отличие от предыдущего типа датчик имеет всего два устойчивых положения, сигнализирующих о наличии или отсутствии магнитного поля. То есть, срабатывание происходит в том случае, когда интенсивность магнитного поля достигла определенной величины. Именно этот тип устройств применяется в автомобильной технике в качестве датчика скорости, фазы, положения распределительного, а также коленчатого вала и т.д.

Следует отметить, что цифровой тип включает в себя следующие подвиды:

  • униполярный – срабатывание происходит при определенной силе поля, и после ее снижения датчик переходит в изначальное состояние;
  • биполярный – данный тип реагирует на полярность магнитного поля, то есть один полюс производит включение прибора, а противоположный – выключение.

Упрощенная схема датчика тока на основе эффекта Холла

Обозначения:

  • А – проводник.
  • В – незамкнутое магнитопроводное кольцо.
  • С – аналоговый датчик Холла.
  • D – усилитель сигнала.

Принцип работы такого устройства довольно прост: ток, проходящий по проводнику, создает электромагнитное поле, датчик измеряет его величину и полярность и выдает пропорциональное напряжение UДТ, которое поступает на усилитель и далее на индикатор.

Назначение ДХ в системе зажигания автомобиля

Разобравшись с принципом действия элемента Холла, рассмотрим, как используется данный датчик в системе бесконтактного зажигания линейки автомобилей ВАЗ. Для этого обратимся к рисунку 5.

Рис. 5. Принцип устройства СБЗ

Обозначения:

  • А – датчик.
  • B – магнит.
  • С – пластина из магнитопроводящего материала (количество выступов соответствует числу цилиндров).

Алгоритм работы такой схемы выгладит следующим образом:

  • При вращении вала прерывателя-распределителя (движущемуся синхронно коленвалу) один из выступов магнитопроводящей пластины занимает позицию между датчиком и магнитом.
  • В результате этого действия изменяется напряженность магнитного поля, что вызывает срабатывание ДХ. Он посылает электрический импульс коммутатору, управляющему катушкой зажигания.
  • В Катушке генерируется напряжение, необходимое для формирования искры.

Казалось бы, ничего сложного, но искра должна появиться именно в определенный момент. Если она сформируется раньше или позже, это вызовет сбой в работе двигателя, вплоть до его полной остановки.

  1. Применение мультиметра для проверки. Это способ наиболее известный, и приводится в руководстве к автомобилю. Нужно подключить щупы прибора, как продемонстрировано на рисунке 7, и произвести замеры напряжения.

Схема подключения мультиметра для проверки ДХ

На исправном датчике напряжение будет колебаться в диапазоне от 0,4 до 11 вольт (не забудьте перевести мультиметр в режим измерения постоянного тока). Следует заметить, что проверка осциллографом будет намного эффективней. Подключается он таким же образом, как и мультиметр. Пример осциллограммы рабочего ДХ приведен ниже.

Осциллограмма исправного датчика Холла СБЗ

  1. Установка заведомо рабочего ДХ. Если в наличии имеется еще один однотипный датчик, или имеется возможность взять его на время, то данный вариант тоже имеет место на существование, особенно если первые два сделать затруднительно.

Ест еще один вариант проверки, по принципу напоминающий второй способ. Он может быть полезен, если под рукой нет измерительных приборов. Для тестирования понадобиться резистор номиналом 1,0 кОм, светодиод, например, из фонарика зажигалки и несколько проводков. Из всего этого набора собираем прибор в соответствии с рисунком 9.

Читать еще:  Как настроить омыватель лобового стекла

Рис. 9. Светоиндикаторный тестер для проверки ДХ

Тестирование осуществляем по следующему алгоритму:

  1. Проверяем питание на датчике. Для этой цели подключаем (соблюдая полярность) наш тестер к клеммам 1 и 3 ДХ. Включаем зажигание, если с питанием все нормально, светодиод загорится, в противном случае потребуется проверять цепь питания (предварительно убедившись в правильном подключении светодиода).
  2. Проверяем сам датчик. Для этого провод с первой клеммы «перебрасываем» на вторую (сигнал с ДХ). После этого начинаем крутить распредвал (руками или стартером). Моргание светодиода засвидетельствует исправность ДХ. В противном случае, на всякий случай проверяем соблюдение полярности при подключении светодиода, и если оно выполнено правильно, — меняем датчик на новый.

Датчик Холла

Что такое датчик Холла

Датчики Холла представляют из себя твердотельные радиоэлементы, которые становятся все более популярными в радиолюбительской среде и разработке радиоэлектронных устройств. Они применяются в датчиках измерения положения, скорости или направленного движения. Они все чаще заменяют собой путевые выключатели и герконы. Так как такие датчики являются абсолютно герметичными и представляют из себя простой радиоэлемент, то они не боятся вибрации, пыли и влаги. То есть по сути датчик Холла простыми словами – это радиоэлемент, который реагирует на внешнее магнитное поле.

Эффект Холла

Дело было еще в 19-ом веке. Американский физик Эдвин Холл обнаружил очень странный эффект. Он взял пластинку золота и стал пропускать через неё постоянный ток. На рисунке эту пластинку я пометил гранями ABCD.

Он пропускал постоянный ток через грани D и B. Потом поднес перпендикулярно пластинке постоянный магнит и обнаружил напряжение на гранях А и C! Этот эффект и был назван в честь этого великого ученого. Основной физический принцип данного эффекта был основан на силе Лоренца. Поэтому радиоэлементы, основанные на эффекте Холла, стали называть датчиками Холла.

Но здесь один маленький нюанс. Дело в том, что напряжение Холла даже при самой большой напряженности магнитного поля будет какие-то микровольты. Согласитесь, это очень мало. Поэтому, помимо самой пластинки в датчик Холла устанавливают усилители постоянного тока, логические схемы переключения, регулятор напряжения а также триггер Шмитта. В самом простом переключающем датчике Холла все это выглядит примерно вот так:

Supply Voltage – напряжение питания датчика

Voltage Regulator – регулятор напряжения

Hall Sensor – собственно сама пластинка Холла

Output transisitor Switch – выходной переключающий транзистор (транзисторный ключ)

Линейные (аналоговые) датчики Холла

В линейных датчиках напряжение Холла (напряжение на гранях А и С) будет зависеть от напряженности магнитного поля. Или простыми словами, чем ближе мы поднесем магнит к датчику, тем больше будет напряжение Холла. Это и есть прямолинейная зависимость.

В линейных датчиках Холла выходное напряжение берется сразу с операционного усилителя. То есть в линейных датчиках вы не увидите триггер Шмитта, а также выходного переключающего транзистора. То есть все это будет выглядеть примерно вот так:

О чего же зависит напряжение на гранях А и С? В основном от магнитного поля, создаваемым либо постоянным магнитом, либо электромагнитом; толщиной пластинки, а также силой тока, протекающего через саму пластинку.

Теоретически, если подавать ну очень сильный магнитный поток на датчик Холла, то напряжение Холла будет бесконечно большим? Как бы не так). Выходное напряжение будет лимитировано напряжением питания. То есть график будет выглядеть примерно вот так:

Как вы видите, до какого-то момента у нас идет линейная зависимость выходного напряжения датчика от плотности магнитного потока. Дальнейшее увеличение магнитного потока бесполезно, так как оно достигло напряжения насыщения, которое ограничено напряжением питанием самого датчика Холла.

Благодаря этим параметрам с помощью датчика Холла были построены приборы, позволяющие замерять силу тока в проводнике, не касаясь самого провода, например, токовые клещи.

Существуют также приборы, с помощью которых можно замерять напряженность магнитного поля. Датчики Холла, используемые в этих приборах, называют линейными, так как напряжение на датчике Холла прямо пропорционально плотности магнитного потока.

Линейные датчики, как я уже сказал, могут быть использованы в токовых клещах. Они позволяют измерять силу тока, начиная от 250 мА и до нескольких тысяч Ампер. Самым большим преимуществом в таких токовых клещах является отсутствие механического контакта с измеряемой цепью. Иными словами, токовые измерители на эффекте Холла намного безопаснее, чем измерители на основе шунта и амперметра, особенно при большой силе тока в цепи, которую нередко можно встретить в промышленных установках.

Цифровые датчики Холла

Как только наступила эра цифровой элек троники, в один корпус вместе с датчиком Холла стали помещать различные логические элементы. Самый простой датчик Холла на триггере Шмитта мы уже рассмотрели выше и он выглядит вот так:

По сути такой датчик имеет только два состояние на выходе. Либо сигнал есть (логическая единица), либо его нет (логический ноль). Гистерезис на триггере Шмитта просто устраняет частые переключения, поэтому в цифровых датчиках Холла он используется всегда.

В результате промышленность стала выпускать датчики Холла для цифровой электроники. В основном такие датчики делятся на три вида:

Униполярные

Реагируют только на один магнитный полюс. На противоположный магнитный полюс не обращают никакого внимания. К примеру, подносим южный полюс магнита и датчик сработает. На северный магнитный полюс он реагировать не будет.

Биполярные

Подносим магнит одним полюсом – датчик сработает и будет продолжать работать даже тогда, когда мы уберем магнит от датчика. Для того, чтобы его выключить, нам надо подать на него другую полярность магнита.

Как проверить датчик Холла

Давайте рассмотрим работу цифрового биполярного датчика Холла марки SS41. Выглядит наш подопечный вот так:

Судя по даташиту, на первую ножку подаем плюс питания, на вторую – минус, а с третьей ножки уже снимаем сигнал логической единицы или нуля.

Для этого соберем простейшую схему: светодиод на 3 Вольта, токоограничительный резистор на 1КилоОм и сам датчик Холла.

Теперь цепляемся к нашей схеме от блока питания, выставив на нем 5 Вольт. Минус на средний вывод, а плюс питания – на первый.

У меня под рукой оказался вот такой магнитик:

Чтобы не перепутать полюса, я пометил красным бумажным ценником один из полюсов магнита. Какой именно – я не знаю, так как не имею компаса, с помощью которого можно было бы узнать, где северный полюс, а где южный.

Как только я поднес магнит “красным” полюсом к датчику холла, то у меня светодиод сразу потух.

Переворачиваю магнит другим полюсом, подношу его к датчику Холла и вуаля!

Если магнит не переворачивать, то есть не менять полюса, то светодиод также останется потухшим, потому что датчик биполярный.

А вот и видео работы

Как вы видите на видео, мы с помощью магнита управляем датчиком Холла. Датчик Холла выдает нам два состояния сигнала: сигнал есть – единичка, сигнала нет – ноль. То есть светодиод горит – единичка, светодиод потух – ноль.

Применение датчиков Холла

В настоящее время область применения датчиков Холла очень обширна и с каждым годом становится все шире и шире. Вот основные применения:

Применение линейных датчиков

  • датчики тока
  • тахометры
  • датчики вибрации
  • детекторы ферромагнетиков
  • датчики угла поворота
  • бесконтактные потенциометры
  • бесколлекторные двигатели постоянного тока
  • датчики расхода
  • датчики положения

Применение цифровых датчиков

  • датчики частоты вращения
  • устройства синхронизации
  • датчики систем зажигания автомобилей
  • датчики положения
  • счетчики импульсов
  • датчики положения клапанов
  • блокировка дверей
  • измерители расхода
  • бесконтактные реле
  • детекторы приближения
  • датчики бумаги (в принтерах)

Заключение

Чем же так хороши датчики Холла? Если соблюдать нормальные рабочие значения напряжения и тока, то теоретически датчика хватит на бесконечное число включений-выключений. Они не имеют электромеханического контакта, который бы изнашивался, в отличие от геркона и электромагнитного реле. В настоящее время они уже почти полностью заменили герконы.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector