Hallsensor: werkingsbeginsel, soorte, toepassing, hoe om na te gaan

Vir die doeltreffende werking van alle stelsels van 'n moderne motor rus vervaardigers die voertuig met 'n verskeidenheid elektroniese toestelle wat meer voordele bo meganiese elemente het.

Elke sensor is van groot belang vir die stabiliteit van die werking van verskillende komponente in die masjien. Beskou die kenmerke van die saalsensor: watter tipes is daar, die belangrikste foute, die werking en waar dit toegepas word?

Wat is 'n Hall-sensor in 'n motor

'N Hallsensor is 'n klein toestel wat 'n elektromagnetiese werking het. Selfs in ou motors in die Sowjet-motorbedryf is hierdie sensors beskikbaar - dit beheer die werking van die petrolenjin. As 'n toestel nie funksioneer nie, sal die enjin op sy beste stabiliteit verloor.

Dit word gebruik vir die werking van die ontstekingstelsel, faseverspreiding in die gasverspreidingsmeganisme en ander. Om die funksies wat verband hou met die afbreek van die sensor te begryp, moet u die struktuur en werking van die sensor verstaan.

Waarvoor is 'n Hall-sensor in 'n motor?

'N Hallsensor in 'n motor is nodig om magnetiese velde in verskillende dele van die motor op te neem en te meet. Die belangrikste toepassing van HH is in die ontstekingstelsel.

Met die toestel kan u spesifieke parameters op 'n nie-kontak manier bepaal. Die sensor skep 'n elektriese impuls wat na die skakelaar of ECU gaan. Verder stuur hierdie toestelle 'n sein om 'n stroom te genereer om 'n vonk in die kerse te skep.

Kortliks oor die beginsel van werk

Die werking van hierdie toestel is in 1879 deur die Amerikaanse fisikus E.G. Saal. Wanneer 'n halfgeleierplaat die gebied van die magnetiese veld van 'n permanente magneet binnedring, word 'n klein stroom daarin gegenereer.

Na die beëindiging van die magneetveld word geen stroom opgewek nie. Die onderbreking van die invloed van die magneet vind plaas deur die gleuwe in die staalskerm wat tussen die magneet en die halfgeleierplaat geplaas word.

Waar is dit geleë en hoe lyk dit?

Die Hall-effek het toepassings in baie motorstelsels gevind, soos:

• Bepaal die posisie van die krukas (wanneer die suier van die eerste silinder in die boonste punt van die drukslag is);
• Bepaal die posisie van die nokas (om die opening van kleppe in die gasverspreidingsmeganisme in sommige modelle van moderne binnebrandenjins te sinchroniseer);
• In die ontstekingstelselbreker (op die verspreider);
• In die toerenteller.

In die draai van die motoras reageer die sensor op die grootte van die gleuwe van die tande, waaruit 'n lae spanningstroom gegenereer word, wat aan die skakelapparaat gelei word. Sodra dit in die ontstekingspoel is, word die sein in hoë spanning omgeskakel, wat nodig is om 'n vonk in die silinder te skep. As die krukasposisiesensor defektief is, kan die enjin nie aangeskakel word nie.

'N Soortgelyke sensor is in die breker van die kontaklose ontstekingstelsel geleë. Wanneer dit geaktiveer word, word die windings van die ontstekingsspoel geskakel, wat dit moontlik maak om 'n lading te produseer op die primêre wikkeling en ontlading uit die sekondêre.

Die foto hieronder toon hoe die sensor daar uitsien en waar dit in sommige voertuie geïnstalleer is.

In die verspreider

Krukas sensor

Nokas sensor

Toerentalsensor

Hall sensor in die elektriese motor

toestel

'N Eenvoudige saalsensor-toestel bestaan ​​uit:

• Permanente magneet. Dit skep 'n magnetiese veld wat op die halfgeleier inwerk, waarin 'n lae spanningstroom geskep word;
• Magnetiese stroombaan. Hierdie element neem die werking van 'n magneetveld waar en genereer 'n stroom;
• Roterende rotor. Dit is 'n metaal geboë plaat wat gleuwe het. Wanneer die as van die hooftoestel draai, blokkeer die rotorblades afwisselend die magneet se effek op die staaf, wat impulse in hom skep;
• Omhulsels van plastiek.

Tipes en omvang

Alle Hall -sensors val in twee kategorieë. Die eerste kategorie is digitaal en die tweede is analoog. Hierdie toestelle word suksesvol gebruik in verskillende bedrywe, insluitend die motorbedryf. Die eenvoudigste voorbeeld van hierdie sensor is DPKV (meet die posisie van die krukas terwyl dit draai).

Analoog saalsensor-element

In ander nywerhede word soortgelyke toestelle gebruik, byvoorbeeld in wasmasjiene (wasgoed word geweeg op grond van die rotasiesnelheid van 'n vol trommel). 'N Ander algemene toepassing van sulke toestelle is op 'n rekenaar se sleutelbord (klein magnete is aan die agterkant van die sleutels geleë, en die sensor self is onder 'n elastiese polimeer materiaal geïnstalleer).

Professionele elektrisiëns gebruik 'n spesiale toestel waarmee u die stroomsterkte in die kabel sonder kontak meet, waarin ook 'n Hall -sensor geïnstalleer is, wat reageer op die sterkte van die magnetiese veld wat deur die drade geskep word en 'n waarde gee wat ooreenstem met die sterkte van die magnetiese draaikolk.

In die motorbedryf is Hall -sensors geïntegreer in verskillende stelsels. Byvoorbeeld, in elektriese voertuie monitor hierdie toestelle die laai van die battery. Krukasposisie, smoorklep, wielsnelheid, ens. - dit alles en vele ander parameters word bepaal deur die Hall -sensors.

Lineêre (analoog) Hall sensors

In sulke sensors hang die spanning direk af van die sterkte van die magneetveld. Met ander woorde, hoe nader die sensor aan die magnetiese veld is, hoe hoër is die uitsetspanning. Hierdie tipe toestelle het nie 'n Schmidt-sneller en 'n skakeluitsettransistor nie. Die spanning in hulle word direk van die operasionele versterker geneem.

Die uitsetspanning van analoog Hall-effeksensors kan óf deur 'n permanente magneet óf 'n elektriese magneet gegenereer word. Dit hang ook af van die dikte van die plate en die sterkte van die stroom wat deur hierdie plaat vloei.

Logika bepaal dat die uitsetspanning van die sensor onbepaald verhoog kan word met toenemende magnetiese veld. Eintlik is dit nie. Die uitsetspanning vanaf die sensor sal deur die toevoerspanning beperk word. Die piek uitsetspanning oor die sensor word die versadigingsspanning genoem. Wanneer hierdie piek bereik word, is dit sinloos om voort te gaan om die magnetiese vloeddigtheid te verhoog.

Byvoorbeeld, stroomklemme werk op hierdie beginsel, met behulp waarvan die spanning in die geleier gemeet word sonder kontak met die draad self. Lineêre Hall-sensors word ook gebruik in toestelle wat magnetiese velddigtheid meet. Sulke toestelle is veilig om te gebruik, aangesien hulle nie direkte kontak met 'n geleidende element benodig nie.

'N Voorbeeld van die gebruik van 'n analoog element

Die figuur hieronder toon 'n eenvoudige stroombaan van 'n sensor wat stroomsterkte meet en op die beginsel van die Hall-effek werk.

A - geleier; B - oop magnetiese ring; С – analoog Hall sensor; D - seinversterker

So 'n stroomsensor werk baie eenvoudig. Wanneer stroom op 'n geleier toegepas word, word 'n magneetveld rondom dit geskep. Die sensor vang die polariteit van hierdie veld en sy digtheid vas. Verder word 'n spanning wat met hierdie waarde ooreenstem, in die sensor gevorm, wat aan die versterker en dan na die aanwyser verskaf word.

Digitale saalsensors

Afhangende van die sterkte van die magnetiese veld word analoog toestelle geaktiveer. Hoe hoër dit is, hoe meer spanning sal die sensor hê. Sedert die bekendstelling van elektronika in verskillende beheertoestelle, het die saalsensor logiese elemente verkry.

Digitale saalsensor-element

Die toestel bespeur óf die teenwoordigheid van 'n magnetiese veld, óf dit ontdek dit nie. In die eerste geval sal dit 'n logiese eenheid wees, en 'n sein word na die aktuator of beheereenheid gestuur. In die tweede geval (selfs met 'n groot, maar nie die grensdrempel, magnetiese veld nie), teken die toestel niks op nie, wat 'n logiese nul genoem word.

Op sy beurt is digitale toestelle van die unipolêre en bipolêre tipe. Kom ons kyk kortliks wat hul verskille is.

Unipolêr

Wat die unipolêre opsies betref, word dit geaktiveer wanneer 'n magnetiese veld met slegs een polariteit verskyn. As u 'n magneet met die teenoorgestelde polariteit na die sensor bring, reageer die toestel glad nie. Die deaktivering van die toestel vind plaas wanneer die sterkte van die magnetiese veld afneem of heeltemal verdwyn.

Die vereiste meeteenheid word deur die toestel uitgereik op die oomblik dat die sterkte van die magnetiese veld maksimum is. Totdat hierdie drempel bereik is, sal die toestel 'n waarde van 0. vertoon. As die magnetiese veldinduksie klein is, kan die toestel dit nie regstel nie, dus toon dit 'n nulwaarde. 'N Ander faktor wat die akkuraatheid van metings deur die toestel beïnvloed, is die afstand van die magnetiese veld.

Bipolêr

In die geval van die bipolêre verandering, word die toestel geaktiveer wanneer die elektromagneet 'n spesifieke pool skep, en word dit gedeaktiveer wanneer die teenoorgestelde pool toegepas word. As die magneet verwyder word terwyl die sensor aan is, skakel die toestel nie af nie.

Aanstelling van HH in die motorontstekingstelsel

Hallsensors word in nie-kontakontstekingstelsels gebruik. In hulle is hierdie element geïnstalleer in plaas van die breker-skuifbalk, wat die primêre wikkeling van die ontstekingspoel afskakel. Die onderstaande figuur toon 'n voorbeeld van 'n Hall-sensor wat in motors van die VAZ-familie gebruik word.

A - Hall sensor; B - permanente magneet; Met 'n plaat wat die vrye effek van die magneet bedek

In meer moderne ontstekingstelsels word die Hall-sensor slegs gebruik om die posisie van die krukas te bepaal. So 'n sensor word 'n krukasposisiesensor genoem. Die beginsel van sy werking is identies aan die klassieke Hall-sensor.

Slegs vir die onderbreking van die primêre wikkeling en die verspreiding van die hoogspanningspuls is reeds die verantwoordelikheid van die elektroniese beheereenheid, wat geprogrammeer is vir die eienskappe van die enjin. Die ECU kan aanpas by verskillende bedryfsmodusse van die krageenheid deur die ontstekingstyd te verander (in kontak- en nie-kontakstelsels van die ou model word hierdie funksie aan die vakuumreguleerder toegewys).

Ontsteking met Hall sensor

In kontaklose ontstekingstelsels van die ou model (die boordstelsel van so 'n motor is nie toegerus met 'n elektroniese beheereenheid nie), werk die sensor in die volgende volgorde:

1. Die verspreideras draai (gekoppel aan die nokas).
2. ’n Plaat wat op die as vasgemaak is, is tussen die Hall-sensor en die magneet geleë.
3. Die plaat het gleuwe.
4. Wanneer die plaat roteer en 'n vrye spasie tussen die magneet gevorm word, word 'n spanning in die sensor opgewek as gevolg van die invloed van die magneetveld.
5. Die uitsetspanning word aan die skakelaar verskaf, wat die skakeling tussen die wikkelings van die ontstekingspoel verskaf.
6. Nadat die primêre wikkeling afgeskakel is, word 'n hoogspanningspuls in die sekondêre wikkeling gegenereer, wat die verspreider (verspreider) binnegaan en na 'n spesifieke vonkprop gaan.

Ten spyte van die eenvoudige werkingskema, moet 'n kontaklose ontstekingstelsel perfek ingestel wees sodat 'n vonk op die regte tyd in elke kers verskyn. Andersins sal die motor onstabiel loop of glad nie begin nie.

Voordele van Automotive Hall Sensor

Met die bekendstelling van elektroniese elemente, veral in stelsels wat fyninstelling vereis, kon ingenieurs stelsels meer stabiel maak in vergelyking met eweknieë wat deur meganika beheer word. 'n Voorbeeld hiervan is die kontaklose ontstekingstelsel.

Die Hall-effeksensor het verskeie belangrike voordele:

1. Dit is kompak;
2. Dit kan absoluut in enige deel van die motor geïnstalleer word, en in sommige gevalle selfs direk in die meganisme self (byvoorbeeld in 'n verspreider);
3. Daar is geen meganiese elemente daarin nie, sodat sy kontakte nie brand nie, soos byvoorbeeld in 'n kontakontstekingstelselbreker;
4. Elektroniese pulse reageer baie meer effektief op veranderinge in die magnetiese veld, ongeag die spoed van rotasie van die as;
5. Benewens betroubaarheid, bied die toestel 'n stabiele elektriese sein in verskillende werkingsmodusse van die motor.

Maar hierdie toestel het ook aansienlike nadele:

• Die grootste vyand van enige elektromagnetiese toestel is inmenging. Daar is baie van hulle in enige enjin;
• In vergelyking met 'n konvensionele elektromagnetiese sensor, sal hierdie toestel baie duurder wees;
• Die werkverrigting daarvan word beïnvloed deur die tipe elektriese stroombaan.

Toepassings vir hallsensors

Soos ons gesê het, word Hall -beginsels nie net in motors gebruik nie. Hier is slegs 'n paar van die bedrywe waar 'n Hall -effek sensor moontlik of nodig is.

Lineêre sensor toepassings

Lineêre tipe sensors word aangetref in:

• Toestelle wat die huidige sterkte op 'n kontaklose manier bepaal;
• Toerentellers;
• Trillingsvlak sensors;
• Ferromagnetiese sensors;
• Sensors wat die draaihoek bepaal;
• Nie-kontak potensiometers;
• GS -borsellose motors;
• Vloeisensors vir werkstof;
• Detektore wat die posisie van werkmeganismes bepaal.

Toepassing van digitale sensors

Wat digitale modelle betref, word dit gebruik in:

• Sensors wat die frekwensie van rotasie bepaal;
• Sinchronisasie toestelle;
• Ontstekingstelsel sensors in die motor;
• Posisiesensors van elemente van werkmeganismes;
• Pols tellers;
• Sensors wat die posisie van die kleppe bepaal;
• Deur sluit toestelle;
• Werkstofverbruikmeters;
• Nabyheidsensors;
• Kontaklose aflos;
• In sommige modelle van drukkers, as sensors wat die teenwoordigheid of posisie van papier opspoor.

Watter foute kan daar wees?

Hier is 'n tabel met foutiewe funksies in die hoofsaal en hul visuele manifestasies:

Wanfunksionering:	Hoe dit manifesteer:
Die sensor word vaker geaktiveer as die krukas deur 'n volle siklus gaan	Brandstofverbruik neem toe (terwyl ander stelsels, soos brandstof, na behore werk)
Die toestel word een of twee keer geaktiveer of heeltemal afgeskakel	Terwyl die motor beweeg, kan die enjin stilstaan, die motor ruk, die enjinkrag daal, dit is onmoontlik om die motor vinniger as 60 km / h te versnel.
Fout in die saalsensor	In sommige buitelandse motors van die jongste generasie is die rathefboom geblokkeer
Die krukasposisiesensor is stukkend	Motor kan nie aangeskakel word nie
Foute in 'n elektriese stelsel waarin die saalsensor die hoofelement is	Op die paneelbord brand die foutlig van die selfdiagnosestelsel van 'n spesifieke eenheid, byvoorbeeld, die enjin op stilstand, maar verdwyn as die enjin spoed optel.

Dit gebeur dikwels dat die sensor self in 'n goeie werkende toestand is, maar dit voel asof dit buite werking is. Hier is die redes hiervoor:

• Vuil op die sensor;
• Gebreekte draad (een of meer);
• Vog het op die kontakte gekom;
• Kortsluiting (as gevolg van vog of skade aan die isolasie, is die seindraad kortsluiting na die grond);
• Oortreding van die isolasie of die skerm van die kabel;
• Die sensor is nie korrek gekoppel nie (polariteit is omgekeer);
• Probleme met hoogspanningsdrade;
• Oortreding van die motorbeheereenheid;
• Die afstand tussen die elemente van die sensor en die beheerde deel is verkeerd ingestel.

Sensortoets

Om seker te maak dat die sensor foutief is, moet u dit doen voordat u dit vervang. Die maklikste manier om 'n probleem te diagnoseer - is daar regtig 'n probleem in die sensor - is om diagnose op die ossilloskoop uit te voer. Die toestel bespeur nie net foute nie, maar dui ook op 'n dreigende onklaarraking van die toestel.

Aangesien nie elke motoris die geleentheid het om so 'n prosedure uit te voer nie, is daar meer bekostigbare maniere om die sensor te diagnoseer.

Diagnostiek met 'n multimeter

Eerstens is die multimeter ingestel op die stroomstroommetingsmodus (skakelaar vir 20V). Die prosedure word in die volgende volgorde uitgevoer:

• Die gepantserde draad word van die verspreider ontkoppel. Dit is gekoppel aan die massa sodat u die motor nie per ongeluk kan aanskakel nie;
• Die ontsteking word geaktiveer (die sleutel word heeltemal gedraai, maar moenie die enjin aanskakel nie);
• Die aansluiting word van die verspreider verwyder;
• Die negatiewe kontak van die multimeter word gekoppel aan die massa van die motor (bakwerk);
• Die sensorkonneksie het drie penne. Die positiewe kontak van die multimeter word afsonderlik aan elkeen gekoppel. Die eerste kontak moet 'n waarde van 11,37V (of tot 12V) toon, die tweede moet ook in die 12V-streek wees, en die derde moet 0 wees.

Vervolgens word die sensor in werking nagegaan. Om dit te doen, moet u die volgende doen:

• Van die kant van die draadopening word metaalpennetjies (byvoorbeeld klein spykers) in die aansluiting geplaas sodat dit nie aan mekaar raak nie. Die een word in die middelste kontak geplaas, en die ander - aan die minus draad (gewoonlik wit);
• Die aansluiting gly oor die sensor;
• Die aansitter skakel aan (maar ons skakel nie die enjin aan nie);
• Ons bevestig die minus kontak van die toetser op die minus (wit draad), en die positiewe kontak met die sentrale pen. Die werkende sensor gee 'n lesing van ongeveer 11,2 V;
• Nou moet die assistent die krukas met die aansitter 'n paar keer kruk. Die multimeterlesing sal wissel. Die minimum en maksimum waardes moet opgemerk word. Die onderste balk moet nie meer as 0,4V wees nie, en die boonste moet nie onder 9V val nie. In hierdie geval kan die sensor as bruikbaar beskou word.

Weerstandstoets

Om weerstand te meet, benodig u 'n weerstand (1 kOhm), 'n diodelamp en drade. 'N Weerstand is aan die poot van die gloeilamp gesoldeer en 'n draad is daaraan gekoppel. Die tweede draad is aan die tweede been van die gloeilamp vasgemaak.

Die kontrole word in die volgende volgorde uitgevoer:

• Verwyder die verspreidingsdeksel, ontkoppel die blok en die kontakte van die verspreider self;
• Die toetser is gekoppel aan klem 1 en 3. Nadat die ontsteking geaktiveer is, moet die skerm 'n waarde van 10-12 volt toon;
• Op dieselfde manier word 'n gloeilamp met 'n weerstand aan die verspreider gekoppel. As die polariteit korrek is, sal die beheer brand;
• Daarna word die draad van die derde terminaal aan die tweede gekoppel. Dan draai die assistent die motor met behulp van die aansitter;
• 'N Knipperende lig dui op 'n werkende sensor. Andersins moet dit vervang word.

Die skep van 'n gesimuleerde saalbeheerder

Met hierdie metode kan u die saalsensor diagnoseer in die afwesigheid van 'n vonk. Die kontakstrook word van die verspreider ontkoppel. Die ontsteking word geaktiveer. Die uitgangskontakte van die sensor is met 'n klein draadjie verbind. Dit is 'n soort hallsensorsimulator wat die impuls geskep het. As daar terselfdertyd 'n vonk op die sentrale kabel gevorm word, is die sensor buite werking en moet dit vervang word.

Probleemoplossing

As u die saalsensor met u eie hande wil herstel, moet u eerstens 'n sogenaamde logiese komponent aanskaf. Dit kan gekies word volgens die model en tipe sensor.

Die herstel self word soos volg uitgevoer:

• 'N Gat word in die middel van die liggaam gemaak met 'n boor;
• Die drade van die ou komponent word met 'n klerikas gesny, waarna groewe gelê word vir nuwe drade wat aan die stroombaan gekoppel sal word;
• Die nuwe komponent word in die huis geplaas en aan die ou penne gekoppel. U kan die korrektheid van die verbinding kontroleer met behulp van 'n stuurdiodelamp met 'n weerstand op een kontak. Sonder die invloed van die magneet, moet die lig uitgaan. As dit nie gebeur nie, moet u die polariteit verander;
• Nuwe kontakte moet aan die blok van die toestel gesoldeer word;
• Om seker te maak dat die werk korrek gedoen word, moet u die nuwe sensor met behulp van bogenoemde metodes diagnoseer;
• Laastens moet die behuising verseël word. Om dit te doen, is dit beter om hittebestande gom te gebruik, aangesien die toestel dikwels aan hoë temperature blootgestel word;
• Die beheerder word in omgekeerde volgorde saamgestel.

Hoe vervang u die sensor met u eie hande?

Nie elke motorliefhebber het tyd om sensors handmatig te herstel nie. Dit is vir hulle makliker om 'n nuwe een te koop en in plaas van die ou een te installeer. Hierdie prosedure word op hierdie manier uitgevoer:

• Eerstens moet u die terminale van die battery verwyder;
• Die verspreider word verwyder, die blok met drade word ontkoppel;
• Die deksel van die verspreider is verwyder;
• Voordat u die toestel heeltemal demonteer, is dit belangrik om te onthou hoe die klep self geleë was. Dit is nodig om die tydsberekening en die krukas te kombineer;
• Die verspreidingsas word verwyder;
• Die saalsensor self is ontkoppel;
• 'N Nuwe een word geïnstalleer in die plek van die ou sensor;
• Die eenheid word in omgekeerde volgorde saamgestel.

Die nuutste generasie sensors het 'n lang lewensduur, en gereelde vervanging van toestelle is dus nie nodig nie. As u die ontstekingstelsel versien, moet u ook op hierdie opsporingstoestel let.

Video oor die onderwerp

Ten slotte, 'n gedetailleerde oorsig van die toestel en die beginsel van werking van die Hall-sensor in 'n motor:

Wat is 'n HALSENSOR. Hoe dit werk en hoe dit gerangskik is

Vrae en antwoorde:

Wat is 'n saalsensor? Dit is 'n toestel wat reageer op die voorkoms of afwesigheid van 'n magnetiese veld. Optiese sensors het 'n soortgelyke beginsel van werking, wat reageer op die impak van 'n ligstraal op 'n fotosel.

Waar word die saalsensor gebruik? In motors word hierdie sensor gebruik om die snelheid van 'n wiel of 'n spesifieke as op te spoor. Hierdie sensor is ook geïnstalleer in die stelsels waarin dit belangrik is om die posisie van 'n spesifieke as vir die sinchronisasie van verskillende stelsels te bepaal. 'N Voorbeeld hiervan is die krukas- en nokasasensor.

Hoe om die Hall -sensor na te gaan? Daar is verskillende maniere om die sensor na te gaan. Byvoorbeeld, as daar krag in die ontstekingstelsel is en die vonkproppe nie 'n vonk uitstraal nie, word die deksel van die verdeler verwyder en die propblok word verwyder op masjiene met 'n kontaklose verspreider. Dan word die motor se ontsteking aangeskakel en kontakte 2 en 3. Die hoëspanningsdraad moet naby die grond gehou word. Op hierdie oomblik moet 'n vonk verskyn. As daar 'n vonk is, maar daar is geen vonk as die sensor gekoppel is nie, moet dit vervang word. Die tweede manier is om die uitsetspanning van die sensor te meet. In 'n goeie toestand moet hierdie aanwyser tussen 0.4 en 11V wees. Die derde metode is om 'n bekende werkende analoog in plaas van die ou sensor te plaas. As die stelsel werk, is die probleem in die sensor.