Датчик холла как проверить


🚘 Как проверить датчик Холла мультиметром (тестером) или осциллографом

Принцип работы датчика Холла

Датчик Холла – это устройство, которое фиксирует изменения в электромагнитном поле. Фактически – это выключатель, который срабатывает в моменты появления магнитного поля возле него и вся суть его работы в автомобиле сводиться к получению данных о положении коленвала и распредвалов для своевременной подачи топливовоздушной смеси в цилиндр и её воспламенения. Последствием выхода такого датчика из строя является полная остановка двигателя, поскольку система управления двигателем «не знает» в каких положениях находятся поршни и клапана, а это чревато серьёзными последствиями.

В автомобилях Лада Веста принцип Холла используется в датчике фаз. Он располагается на шкиве впускного распредвала. В шкиве имеется прорезь, которая в момент прохождения мимо датчика меняет его потенциал до 0 вольт и передаёт эту информацию на блок управления двигателем. В этот момент поршень первого цилиндра находится в ВМТ в такте сжатия.

Как проверить датчик Холла ВАЗ

Утверждать о неисправности датчика Холла только лишь по остановке двигателя нет никакого смысла, поскольку к этому результату может привести множество других причин. Но, если вы имеете кабель диагностического разъёма и ноутбук (планшет) с установленным программным обеспечением, вы всегда сможете точно определить неисправность датчика по коду ошибки. P0340, P0342, P0343 – коды ошибок, связанные с работоспособностью датчика фаз. Если у вас нет возможности считать коды ошибок, то возникает вопрос, как проверить датчик Холла своими руками. На этот вопрос есть ряд ответов:

  • проверка датчика фаз мультиметром
  • проверка датчика фаз осциллографом
  • проверка датчика фаз светодиодом

Как видите, существует немало ответов на вопрос о том, как проверить датчик Холла на исправность — это даёт возможность выполнить диагностику в любых условиях. Рассмотрим более подробно информацию о том, как проверить датчик Холла прибором.

Проверка датчика Холла мультиметром

Проверка исправности датчика Холла мультиметром – самый популярный и простой метод диагностики этого элемента. Если у вас в дороге случилась неисправность, вы всегда можете при наличии мультиметра осуществить диагностику датчика фаз.

Для осуществления этого действия нужно настроить мультиметр на режим вольтметра и установить ограничение от нуля до пятнадцати Вольт. Далее необходимо включить четвёртую передачу и приподнять одно колесо автомобиля на домкрате. Подключив мультиметр к датчику и вращая колесо, следите за изменениями показателей мультиметра. Если датчик исправен, то при прохождении прорези шкива распредвала мимо него, напряжение будет кратковременно падать практически до отметки 0. При иных показателях или при полном отсутствии показателей датчик фаз можно считать неисправным. Таким образом, производится проверка датчика Холла тестером на автомобилях Лада Веста.

 Проверка датчика Холла осциллографом

Этот метод также можно использовать для такого действия, как диагностика датчика Холла. В отличие от предыдущего метода, осциллограф позволяет визуально увидеть график скачков напряжения. Видео на экране осциллографа даёт немного более ясную картину и может использоваться для проверки «умирающего» датчика — он может создавать временные перебои в работе двигателя и, при подключении к нему осциллографа у вас будет возможность сравнить работу датчика в нескольких циклах. Например, бывает такое, что датчик периодически не выдаёт достаточного напряжения, и осциллограф это наглядно продемонстрирует в виде разницы амплитуд.

Чтобы протестировать датчик фаз осциллографом, нужно установит автомобиль на подъёмник, подключить осциллограф, включить зажигание, запустить двигатель и включить первую передачу. Для более менее определённой картины достаточно будет наблюдать за показаниями в течение минуты.

Спасибо за подписку!

Проверка датчика Холла светодиодом

Как проверить датчик Холла без тестера? Вы можете выполнить проверку, воспользовавшись элементарным светодиодом. Метод не отображает числовые характеристики напряжения, но проверки с помощью светодиода достаточно для того чтобы убедиться в исправности или неисправности датчика фаз.

Для такой проверки достаточно подключить светодиод проводами к датчику фаз и сымитировать работу двигателя любым из методов, указанных выше. Если светодиод моргает с одинаковой периодичностью (один раз за полный такт работы первого поршня), то датчик исправен и не подлежит замене. Если же светодиод не моргает, то это говорит о неисправности датчика или неисправности светодиода (рекомендуется проверить светодиод перед использованием в качестве тестера).

Но при такой проверке есть одно «но»: если датчик фаз не выдаёт достаточного напряжения для получения системой управления двигателя сигнала, то диод всё равно будет моргать.

Как работают датчики Холла

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 31 мая 2019 года.

Измерять электричество очень просто - мы все знакомы с электрическими устройствами, такими как вольт, усилитель и ватт (и большинство из нас видели счетчики с подвижной катушкой в той или иной форме). Измерение магнетизма немного сложнее. Спросить больше всего люди, как измерить напряженность магнитного поля (невидимое область магнетизма, простирающаяся вокруг магнита) или единицы в какая напряженность поля измеряется (веберы или тесла, в зависимости от того, как Вы измеряете), и они не будут иметь понятия.

Но есть простой способ измерить магнетизм с помощью устройства называется датчик Холла или зонд, который использует умный бит наука, открытая в 1879 году американским физиком Эдвин Х. Холл (1855-1938). Работа Холла была гениальной и опередила на годы - на 20 лет до открытия электрона, и никто по-настоящему не знал, что с ним делать, до тех пор, пока спустя десятилетия не стали лучше понимать полупроводниковые материалы, такие как кремний. В эти дни Эдвин Холл был бы в восторге чтобы найти названные в его честь датчики используются во всех виды интересных способов.Давайте внимательнее посмотрим!

Фото: магнитное испытательное оборудование, используемое для изучения эффекта Холла. Фото любезно предоставлено Брукхейвенской национальной лабораторией и Министерством энергетики США (DOE).

Что такое эффект Холла?

Работая вместе, электричество и магнетизм могут заставить вещи двигаться: электродвигатели, громкоговорители и наушники - это лишь некоторые из незаменимых современные гаджеты, которые функционируют таким образом. Отправить колеблющийся электрический ток через катушку медного провода и (хотя вы не можете видеть это происходит) вы создадите временное магнитное поле вокруг катушки слишком.Поместите катушку рядом с большим постоянным магнитом и временным магнитное поле, создаваемое катушкой, будет либо притягивать, либо отталкивать магнитное поле от постоянного магнита. Если катушка свободна двигаться, он будет делать это - либо к постоянному магниту, либо от него. В электродвигатель, катушка настроена так, что она может вращаться на месте и поверните колесо; в динамиках и наушники, катушка приклеена на кусок бумага, пластик или ткань, которая движется вперед и назад к выкачать звук.

Фото: вы не можете видеть магнитное поле, но вы можете измерить его с помощью эффекта Холла.фото любезно предоставлено Wikimedia Commons.

Что, если вы поместите кусок проводника с током в магнитное поле и провод не может двигаться? То, что мы называем электричеством, - это, как правило, поток заряженные частицы через кристаллические (обычные, твердые) материалы (либо отрицательно заряженные электроны, изнутри атомов, либо иногда положительно заряженные «дыры» - промежутки, где должны находиться электроны). Вообще говоря, если вы подключите кусок проводящего материала к батарее, электроны пройдут через плиту по прямой линии.Как движущиеся электрические заряды, они также будут создавать магнитное поле. Если вы поместите плиту между полюса постоянного магнита, электроны будут отклоняться в изогнутый путь, как они движутся через материал, потому что их собственный Магнитное поле будет взаимодействовать с полем постоянного магнита. (Для записи, вещь, которая заставляет их отклоняться, называется Сила Лоренца, но нам не нужно вдаваться во все детали здесь.) Это означает, что одна сторона материала будет видеть больше электронов, чем другой, поэтому разность потенциалов (напряжение) появится через материал под прямым углом к ​​магнитному полю от постоянный магнит и поток тока.Это то, что физики называют эффектом Холла. Чем больше магнитное поле, тем больше отклоняются электроны; чем больше ток, чем больше электронов нужно отклонить. В любом случае, чем больше Разность потенциалов (известная как напряжение Холла) будет. В других Словом, напряжение Холла пропорционально по размеру электрическому ток и магнитное поле. Все это имеет больше смысла в наша маленькая анимация, ниже.

Как работает эффект Холла?

  1. Когда электрический ток течет через материал, электроны (показанные здесь как синие капли) движутся через него в значительной степени по прямой линии.
  2. Поместите материал в магнитное поле, и электроны внутри него тоже окажутся в поле. Сила действует на них (сила Лоренца) и заставляет их отклоняться от их прямого пути.
  3. Теперь, глядя сверху, электроны в этом примере будут изгибаться, как показано: с их точки зрения, слева направо. С большим количеством электронов на правой стороне материала (внизу на этом рисунке), чем на левом (вверху на этом рисунке), будет разница в потенциале (напряжение) между двумя сторонами, как показано зеленым линия со стрелкойРазмер этого напряжения прямо пропорционален величине электрического тока и напряженности магнитного поля.

Куда они идут?

Как вы выясните, в каком направлении будут двигаться электроны? Вы можете определить направление силы Лоренца с помощью правила левой руки Флеминга (если вы исправляете обычный ток) или его правила правой руки (если вы этого не делаете).

Работа: заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле, испытывают силу (силу Лоренца), которая меняет свое направление, вызывая эффект Холла.Вы можете использовать правило левой руки Флеминга (правило двигателя), чтобы выяснить направление силы, если вы помните, что правило применяется к обычному току (потоку положительных зарядов), и поле течет с севера на юг. В этом примере, если у нас есть поток электронов на страницу, обычный ток течет из страницы (так что это направление, в котором должен указывать ваш второй палец). Если поле течет слева направо (первый палец), наш большой палец говорит нам, что электроны будут двигаться вверх.

Использование эффекта Холла

Вы можете обнаружить и измерить все виды вещей с помощью эффекта Холла, используя то, что известно в качестве датчика Холла или датчика. Эти термины иногда используются взаимозаменяемы, но, строго говоря, относятся к разным вещам:

  • Датчики Холла простые, недорогие, электронные чипы, которые используются во всех видах широко доступных гаджетов и продуктов.
  • Зонд с эффектом Холла - более дорогие и сложные инструменты в научных лабораториях для таких вещей, как измерение напряженности магнитного поля с очень высокой точностью.


Фото: 1) Типичный кремниевый датчик Холла. Это выглядит очень похоже на транзистор - неудивительно, так как он сделан подобным образом. Фото объяснено thatstuff.com. 2) Зонд с эффектом Холла, используемый НАСА в середине 1960-х годов. Фото любезно предоставлено Исследовательский центр Гленна НАСА (NASA-GRC).

Обычно изготавливаются из полупроводников (такие материалы, как кремний и германий), эффект Холла датчики работают путем измерения напряжения Холла на двух их гранях когда вы помещаете их в магнитное поле.Некоторые датчики Холла упакованы в удобные чипы со схемой управления и могут быть подключен непосредственно к большим электронным схемам. Самый простой способ использование одного из этих устройств для определения положения чего-либо. Для Например, вы можете разместить датчик Холла на дверной раме и магнит на двери, поэтому датчик определяет, открыта ли дверь или закрыта от наличия магнитного поля. Такое устройство называется датчик приближения. Конечно, вы можете сделать ту же работу так же легко, как с магнитным герконом (нет общего правила относительно того, герконы старого образца или современные датчики с эффектом Холла лучше зависит от приложения).В отличие от герконов, которые являются механическими и полагаются на контакты двигаясь в магнитном поле, датчики Холла полностью электронные и не имеют движущихся частей, поэтому (теоретически, по крайней мере) они должны быть более надежными. Одна вещь, которую вы не можете сделать с помощью герконов, - это определить степень «единства» - силы магнетизма - потому что геркон включен или выключен. Вот что делает датчик Холла таким полезным.

Для чего используются датчики Холла?

Фото: Этот маленький бесщеточный двигатель постоянного тока от старого дисковода гибких дисков имеет три датчика Холла (обозначены красными кружками), расположенные вокруг его края, которые определяют движение ротора двигателя (вращающийся постоянный магнит) над ними (не показано на этом фото).На датчики смотреть не так много, как видно на фото крупным планом справа!

Датчики Холла

дешевы, прочны и надежны, крошечны и просты в использовании, так что вы найдете их на множестве разных машин и бытовых устройств, от автомобильных зажиганий до компьютерных клавиатур и заводских роботов для велотренажеров

Вот один очень распространенный пример, который вы можете использовать на своем компьютере прямо сейчас. В Бесщеточный двигатель постоянного тока (используется в таких случаях, как жесткие диски и дисководы гибких дисков), вы должны быть в состоянии точно определить, где двигатель расположен в любое время.Датчик Холла расположенные рядом с ротором (вращающаяся часть двигателя) смогут определить его ориентацию очень точно, измеряя изменения в магнитное поле. Подобные датчики также можно использовать для измерения скорости (например, посчитать, насколько быстро двигатель колеса или автомобиля кулачок или коленвал вращается). Вы часто найдете их в электронных спидометрах и анемометры (измерители скорости ветра), где они могут быть использованы аналогично герконам.

Революционное открытие Эдвина Холла заняло несколько десятилетий, но теперь это используется во всех местах - даже в электромагнитных ракетных двигателях.Не будет преувеличением сказать, что новаторская работа Холла дала о себе знать!

Artwork: Как упакован типичный датчик Холла. Магнитные поля могут быть очень маленькими, поэтому нам нужно, чтобы наши детекторы были максимально чувствительными, и вот один из способов добиться этого. Сам чип Холла (зеленый, 17) смонтирован на железной несущей пластине (серый, 16), зажатой внутри двух литых пластиковых секций (серый, 11, 12). Микросхема соединена проводами (19) с выводами клемм (синего цвета), с помощью которых она может быть подключена к цепи.Но действительно важными деталями являются два «железных концентратора» из мягкого железа (оранжевый, 15, 21), которые делают устройство намного более чувствительным. Когда вы помещаете магнит (22) рядом с датчиком, эти концентраторы позволяют магнитному потоку («плотности» магнетизма, создаваемого магнитным полем) течь вокруг непрерывной петли через чип Холла, создавая либо положительное, либо отрицательное напряжение. Если магнит скользит на другую сторону датчика, он производит противоположное напряжение. Произведение из патента США 3845445: модульное устройство с эффектом Холла, выполненное Roland Braun et al., IBM Corporation, 29 октября 1974 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

,
Что такое эффект Холла и как работают датчики с эффектом Холла

В этом уроке мы узнаем, что такое эффект Холла и как работают датчики с эффектом Холла. Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать письменное руководство ниже.

Обзор

Эффект Холла является наиболее распространенным методом измерения магнитного поля, а датчики Холла очень популярны и имеют множество современных применений. Например, их можно найти в автомобилях в качестве датчиков скорости вращения колес, а также датчиков положения коленвала или распределительного вала.Также они часто используются в качестве переключателей, MEMS-компасов, датчиков приближения и так далее. Теперь мы рассмотрим некоторые из этих датчиков и посмотрим, как они работают, но сначала давайте объясним, что такое эффект Холла.

Что такое эффект Холла?


Вот эксперимент, который объясняет эффект Холла: если у нас есть тонкая проводящая пластина, как показано на рисунке, и мы устанавливаем ток через нее, то носители заряда будут течь по прямой линии от одной к другой стороне пластины.

Теперь, если мы подведем магнитное поле к пластине, мы нарушим прямой поток носителей заряда из-за силы, называемой силой Лоренца (Википедия).В таком случае электроны отклонятся на одну сторону пластины, а положительные отверстия - на другую сторону пластины. Это означает, что если мы поместим счетчик между двумя другими сторонами, мы получим некоторое напряжение, которое можно измерить.

Таким образом, эффект получения измеримого напряжения, как мы объясняли выше, называется эффектом Холла после того, как Эдвин Холл открыл его в 1879 году.

Датчики с эффектом Холла

Основной элемент Холла магнитных датчиков с эффектом Холла в основном обеспечивает очень небольшое напряжение, составляющее всего несколько микровольт на гаусс, поэтому эти устройства обычно изготавливаются со встроенными усилителями с высоким коэффициентом усиления.

Существует два типа датчиков Холла, один из которых обеспечивает аналоговый, а другой цифровой выход. Аналоговый датчик состоит из регулятора напряжения, элемента Холла и усилителя. Из принципиальной схемы видно, что выходной сигнал датчика является аналоговым и пропорционален выходному сигналу элемента Холла или напряженности магнитного поля. Датчики этого типа подходят и используются для измерения близости из-за их непрерывного линейного выхода.

С другой стороны, датчики цифрового выхода обеспечивают только два состояния выхода: «ВКЛ» или «ВЫКЛ».Датчики этого типа имеют дополнительный элемент, как показано на принципиальной схеме. Это триггер Шмитта, который обеспечивает гистерезис или два различных пороговых уровня, так что выходной сигнал является высоким или низким. Для получения более подробной информации о том, как работает триггер Шмитта, вы можете проверить мой конкретный учебник для этого. Примером датчика такого типа является переключатель эффекта Холла. Они часто используются в качестве концевых выключателей, например, в 3D-принтерах и станках с ЧПУ, а также для обнаружения и позиционирования в системах промышленной автоматизации.

Другие современные применения датчиков Холла: измерение скорости вращения колеса / ротора или числа оборотов, а также определение положения коленчатого или распределительного вала в системах двигателя. Эти датчики состоят из элемента Холла и постоянного магнита, которые расположены рядом с зубчатым диском, прикрепленным к вращающемуся валу.

Зазор между датчиком и зубцами диска очень мал, поэтому каждый раз, когда зуб проходит рядом с датчиком, он меняет окружающее магнитное поле, что приводит к тому, что выходной сигнал датчика становится высоким или низким.Таким образом, выходной сигнал датчика представляет собой сигнал прямоугольной формы, который можно легко использовать для расчета частоты вращения вращающегося вала.

Схема детектора магнитной полярности

с использованием датчика эффекта Холла

Все мы знаем, что каждый магнит имеет две полярности: северный и южный, будь то неодимовый, кольцевой или дисковый магнит. Мы также знаем, что противоположные полюса магнита притягивают, а те же полюса отталкивают. Но трудно сказать, какой из них является южным полюсом, а какой - северным, поэтому для определения полюсов магнита здесь мы построим простую схему.

В этом проекте мы собираемся создать детектор магнитной полярности с использованием датчика Холла и светодиодов.Здесь два датчика эффекта Холла используются для обнаружения Северного полюса и Южного полюса, и эти датчики подключены в противоположном направлении. Один датчик обнаруживает северный полюс, а другой датчик обнаруживает южный полюс. Два светодиода используются для обозначения северного полюса и южного полюса магнита.

Необходимые компоненты

  • A3144 Датчик Холла (2)
  • светодиод (2)
  • 7805 Регулятор напряжения
  • Конденсатор (0,1 мкФ и 10 мкФ)
  • 10k Резистор (2)
  • проволочных перемычек
  • макет

Прежде чем двигаться дальше, мы познакомимся с датчиками Холла и Холла.

Что такое эффект Холла?

Эффект Холла связан с движущимся зарядом в магнитном поле. Чтобы понять это на практике, подключите батарею к проводнику, как показано на рисунке (а) ниже. Ток (i) начнет течь через проводник от положительного к отрицательному полюсу батареи.

Поток электронов (e - ) будет в направлении, противоположном току, то есть от отрицательной клеммы батареи через проводник к положительной клемме батареи.В этот момент, когда мы измеряем напряжение между проводниками, как показано на рисунке ниже (б) ниже, тогда напряжение будет равно нулю, то есть разность потенциалов будет равна нулю.

Теперь поднесите магнит и создайте магнитное поле между проводниками, как на рисунке (c) ниже.

В этом состоянии, когда напряжение измеряется на проводнике, возникает некоторое напряжение. Это разработанное напряжение известно как «Холловское напряжение », а это явление известно как « Hall Effect ».

Датчик Холла

Датчик Холла - это устройство микроэлектромеханических систем (МЭМС) малого масштаба для обнаружения и измерения магнитных полей. Эти датчики могут обнаруживать изменения в магнитном поле, такие как магнитный поток, сила и направление. Когда плотность магнитного потока вокруг датчика изменяется из-за магнита, датчик обнаруживает его и генерирует выходное напряжение, и благодаря этому выходное напряжение светодиод, подключенный к датчику магнита, меняет свое состояние с низкого на высокое.В этом проекте мы используем датчики Холла, чтобы обнаружить Северный полюс и Южный полюс магнита.

Ранее у нас был интерфейс датчика Холла с Arduino и Raspberry pi, и мы реализовали несколько проектов с использованием датчика Холла, таких как цифровой спидометр, магнитная сигнализация двери и т. Д.

принципиальная схема

Принципиальная электрическая схема детектора магнитной полярности приведена ниже. Здесь два датчика эффекта Холла используются для обнаружения Северного полюса и Южного полюса магнита.Два светодиода используются для обозначения Северного и Южного полюса. Положительные контакты магнитных датчиков подключены к выводу OUT регулятора напряжения 7805, а отрицательные контакты магнитных датчиков подключены к заземлению регуляторов 7805. Светодиоды подключены к выводу OUT магнитного датчика. Два подтягивающих резистора подключены между выводами OUT и положительными выводами магнитных датчиков.

Аппаратное обеспечение для схемы определения полярности магнита выглядело так:

Проверка магнитного полярного детектора

После подключения цепи, как показано на рисунке выше, включите питание установки с использованием батареи 9 В.Первоначально светодиоды будут в высоком состоянии. Теперь поднесите магнит ближе к магнитным датчикам. Если вы поднесете южный полюс к красному светодиоду, он выключится, как показано на рисунке

ниже.

И если вы поднесете северный полюс к зеленому светодиоду, это означает, что он выключен:

Вот как вы можете сделать свой собственный детектор магнитной полярности .

Полное рабочее видео приведено ниже.

,

Смотрите также

Автопрофи, г. Екатеринбург, ул. Таватуйская, 20.