Сензор за сала: принцип на работа, видови, примена, како да се провери

За ефикасно работење на сите системи на модерен автомобил, производителите го опремуваат возилото со разни електронски уреди кои имаат повеќе предности во однос на механичките елементи.

Секој сензор е од голема важност за стабилноста на работата на различни компоненти во машината. Размислете за карактеристиките на сензорот за сала: какви видови има, главните дефекти, принципот на работа и каде се применува.

Што е сензор за Хал во автомобил

Сензор за сала е мал уред кој има електромагнетски принцип на работа. Дури и во старите автомобили на советската автомобилска индустрија, овие сензори се достапни - тие ја контролираат работата на бензинскиот мотор. Ако уредот работи неправилно, моторот ќе ја изгуби стабилноста во најдобар случај.

Тие се користат за работа на системот за палење, дистрибуција на фази во механизмот за дистрибуција на гас и други. За да разберете кои дефекти се поврзани со распаѓањето на сензорот, треба да ја разберете неговата структура и принципот на работа.

За што служи сензорот Хол во автомобил?

Потребен е сензор за сала во автомобил за снимање и мерење на магнетни полиња во различни делови на автомобилот. Главната примена на HH е во системот за палење.

Уредот ви овозможува да одредите специфични параметри на бесконтактен начин. Сензорот создава електричен импулс што оди до прекинувачот или ECU. Понатаму, овие уреди испраќаат сигнал да генерираат струја за да создадат искра во свеќите.

Накратко за принципот на работа

Принципот на работа на овој уред е откриен во 1879 година од страна на американскиот физичар Е.Г. Сала Кога полупроводничка обланда влегува во областа на магнетното поле на постојан магнет, се создава мала струја во неа.

По завршувањето на магнетното поле, не се создава струја. Прекинот на влијанието на магнетот се случува преку процепите во челичниот екран, кој е поставен помеѓу магнетот и полупроводничката нафора.

Каде се наоѓа и како изгледа?

Ефектот Хол најде апликации во многу системи на возила како што се:

• Ја одредува положбата на коленестото вратило (кога клипот на првиот цилиндар е на врвот мртов центар на ударот на компресија);
• Ја одредува положбата на брегастата оска (да го синхронизира отворот на вентилите во механизмот за дистрибуција на гас во некои модели на современи мотори со внатрешно согорување);
• Во прекинувачот на системот за палење (на дистрибутерот);
• Во тахометарот.

Во процесот на ротација на вратилото на моторот, сензорот реагира на големината на процепите на забите, од кои се создава нисконапонска струја, која се снабдува со прекинувачкиот уред. Еднаш во калемот за палење, сигналот се претвора во висок напон, што е потребно за да се создаде искра во цилиндерот. Ако сензорот за позиција на коленестото вратило е дефектен, моторот не може да се запали.

Сличен сензор се наоѓа во прекинувачот на системот за безконтактно палење. Кога се активира, намотките на серпентина за палење се вклучуваат, што му овозможува да произведе полнеж на примарната ликвидација и да се испушти од секундарното.

Фотографијата подолу покажува како изгледа сензорот и каде е инсталиран во некои возила.

Во дистрибутерот

Сензор за коленестото вратило

Сензор за брегаста вратило

Сензор за тахометар

Сензор за сала во електричниот мотор

Уред

Едноставен уред за сензори за сали се состои од:

• Постојан магнет. Создава магнетно поле кое делува на полупроводникот, во кое се создава нисконапонска струја;
• Магнетно коло. Овој елемент го согледува дејството на магнетното поле и генерира струја;
• Ротирачки ротор. Тоа е метална закривена плоча која има слотови. Кога вратилото на главниот уред ротира, сечилата на роторот наизменично го блокираат ефектот на магнетот врз прачката, што создава импулси внатре во неа;
• Пластични куќишта.

Видови и обем

Сите сензори на Хол спаѓаат во две категории. Првата категорија е дигитална, а втората е аналогна. Овие уреди успешно се користат во различни индустрии, вклучувајќи ја и автомобилската индустрија. Наједноставниот пример за овој сензор е DPKV (ја мери положбата на коленестото вратило додека ротира).

Елемент на сензор за аналогна сала

Во други индустрии, слични уреди се користат, на пример, во машини за перење (алиштата се мерат врз основа на брзината на ротација на полн барабан). Друга вообичаена примена на такви уреди е во тастатурата на компјутерот (мали магнети се наоѓаат на задната страна од копчињата, а самиот сензор е инсталиран под еластичен полимерен материјал).

Професионалните електричари, при мерење на јачината на струјата во кабелот без контакт, користат специјален уред, во кој е инсталиран и сензор Хол, кој реагира на јачината на магнетното поле создадено од жиците и дава вредност што одговара на јачината на магнетниот вител.

Во автомобилската индустрија, сензорите на Хол се интегрирани во различни системи. На пример, кај електричните возила, овие уреди го следат полнењето на батеријата. Положба на коленестото вратило, вентил за гас, брзина на тркалото итн. - сето ова и многу други параметри ги одредуваат сензорите на Хол.

Линеарни (аналогни) Хол сензори

Во таквите сензори, напонот директно зависи од јачината на магнетното поле. Со други зборови, колку е поблиску сензорот до магнетното поле, толку е поголем излезниот напон. Овие типови уреди немаат Шмит-чкрапало и прекинувачки излезен транзистор. Напонот во нив се зема директно од оперативниот засилувач.

Излезниот напон на аналогните сензори за ефект на Хол може да се генерира или со постојан магнет или со електричен магнет. Тоа зависи и од дебелината на плочите и јачината на струјата што тече низ оваа плоча.

Логиката налага дека излезниот напон на сензорот може да се зголемува на неодредено време со зголемување на магнетното поле. Всушност не е. Излезниот напон од сензорот ќе биде ограничен со напонот за напојување. Врвниот излезен напон низ сензорот се нарекува заситен напон. Кога ќе се достигне овој врв, бесмислено е да се продолжи со зголемување на густината на магнетниот тек.

На пример, на овој принцип работат струјните стеги, со помош на кои напонот во проводникот се мери без контакт со самата жица. Линеарните сензори Хол се користат и во уредите што ја мерат густината на магнетното поле. Таквите уреди се безбедни за употреба, бидејќи не бараат директен контакт со проводен елемент.

Пример за употреба на аналоген елемент

Сликата подолу покажува едноставно коло на сензор кој ја мери јачината на струјата и работи на принципот на ефектот Хол.

А - проводник; Б - отворен магнетен прстен; С – аналоген Хол сензор; D - засилувач на сигналот

Таков тековен сензор работи многу едноставно. Кога се применува струја на проводник, околу него се создава магнетно поле. Сензорот го доловува поларитетот на ова поле и неговата густина. Понатаму, во сензорот се формира напон што одговара на оваа вредност, кој се доставува до засилувачот, а потоа до индикаторот.

Сензори за дигитална сала

Аналогните уреди се активираат во зависност од јачината на магнетното поле. Колку е поголем, толку повеќе напон ќе има во сензорот. Од воведувањето електроника во различни контролни уреди, сензорот за сала се здоби со логички елементи.

Елемент на сензорот за дигитална сала

Уредот или открива присуство на магнетно поле, или не го открива. Во првиот случај, тоа ќе биде логичка единица, и се испраќа сигнал до погонот или контролната единица. Во вториот случај (дури и со големо, но не достигнување на граничниот праг, магнетно поле), уредот не снима ништо, што се нарекува логичка нула.

За возврат, дигиталните уреди се од еднополарен и биполарен тип. Ајде накратко да разгледаме кои се нивните разлики.

Еднополарна

Што се однесува до униполарните опции, тие се активираат кога се појавува магнетно поле со само еден поларитет. Ако донесете магнет со спротивен поларитет на сензорот, уредот воопшто нема да реагира. Деактивирање на уредот се случува кога јачината на магнетното поле се намалува или целосно исчезнува.

Потребната единица за мерење ја издава уредот во моментот кога јачината на магнетното поле е максимална. Додека не се достигне овој праг, уредот ќе покаже вредност од 0. Ако индукцијата на магнетното поле е мала, уредот не е во состојба да го поправи, затоа покажува нула вредност. Друг фактор што влијае на точноста на мерењата од уредот е неговото растојание од магнетното поле.

Биполарен

Во случај на биполарна модификација, уредот се активира кога електромагнетот создава специфичен пол и се деактивира кога се применува спротивниот пол. Ако магнетот е отстранет додека е вклучен сензорот, уредот нема да се исклучи.

Назначување на HH во системот за палење на автомобилот

Хол сензорите се користат во бесконтактните системи за палење. Во нив, овој елемент е инсталиран наместо лизгачот на прекинувачот, кој го исклучува примарното намотување на калемот за палење. Сликата подолу покажува пример на сензор Хол, кој се користи во автомобили од семејството ВАЗ.

А - Хол сензор; Б - постојан магнет; Со плоча која го покрива слободниот ефект на магнетот

Во посовремените системи за палење, сензорот Хол се користи само за одредување на положбата на коленестото вратило. Таквиот сензор се нарекува сензор за положба на коленестото вратило. Принципот на неговата работа е идентичен со класичниот сензор Хол.

Само за прекинот на примарното намотување и распределбата на високонапонскиот пулс веќе е одговорност на електронската контролна единица, која е програмирана за карактеристиките на моторот. ECU може да се прилагоди на различни режими на работа на единицата за напојување со менување на времето на палење (во контактните и бесконтактните системи на стариот модел, оваа функција е доделена на регулаторот за вакуум).

Палење со Хол сензор

Во бесконтактните системи за палење на стариот модел (вградниот систем на таков автомобил не е опремен со електронска контролна единица), сензорот работи во следнава низа:

1. Осовината на дистрибутерот се ротира (поврзана со брегаста осовина).
2. Плоча фиксирана на вратилото се наоѓа помеѓу сензорот Хол и магнетот.
3. Плочата има слотови.
4. Кога плочата се ротира и се формира слободен простор помеѓу магнетот, во сензорот се генерира напон поради влијанието на магнетното поле.
5. Излезниот напон се доставува до прекинувачот, кој обезбедува префрлување помеѓу намотките на калемот за палење.
6. Откако ќе се исклучи примарното намотување, во секундарното намотување се генерира високонапонски пулс, кој влегува во дистрибутерот (дистрибутерот) и оди до одредена свеќичка.

И покрај едноставната шема на работа, бесконтактниот систем за палење мора да биде совршено наместен за да се појави искра во секоја свеќа во вистинско време. Во спротивно, моторот ќе работи нестабилно или воопшто нема да започне.

Предности на сензорот за автомобилска сала

Со воведувањето на електронски елементи, особено во системи кои бараат фино подесување, инженерите успеаја да ги направат системите постабилни во споредба со колегите кои се контролирани од механиката. Пример за ова е бесконтактниот систем за палење.

Сензорот за ефект на Хол има неколку важни предности:

1. Тој е компактен;
2. Може да се инсталира во апсолутно секој дел од автомобилот, а во некои случаи дури и директно во самиот механизам (на пример, во дистрибутер);
3. Во него нема механички елементи, така што неговите контакти не изгоруваат, како, на пример, во прекинувачот на системот за контактно палење;
4. Електронските импулси реагираат многу поефикасно на промените во магнетното поле, без оглед на брзината на ротација на вратилото;
5. Покрај сигурноста, уредот обезбедува стабилен електричен сигнал во различни начини на работа на моторот.

Но, овој уред има и значителни недостатоци:

• Најголемиот непријател на кој било електромагнетен уред е пречки. Има многу од нив во секој мотор;
• Во споредба со конвенционалниот електромагнетен сензор, овој уред ќе биде многу поскап;
• На неговите перформанси влијае типот на електричното коло.

Апликации за сензори на сала

Како што рековме, уредите со принципот Хол се користат не само во автомобилите. Еве само неколку индустрии каде што сензорот за ефект на сензорот е или можен или потребен.

Апликации за линеарен сензор

Сензорите за линеарен тип се наоѓаат во:

• Уреди кои ја одредуваат моменталната јачина на неконтактен начин;
• Тахометри;
• Сензори за ниво на вибрации;
• Феромагнетни сензори;
• Сензори кои го одредуваат аголот на ротација;
• Бесконтактни потенциометри;
• DC мотори без четки;
• Сензори за проток на работна супстанција;
• Детектори кои ја одредуваат положбата на работните механизми.

Примена на дигитални сензори

Што се однесува до дигиталните модели, тие се користат во:

• Сензори кои ја одредуваат фреквенцијата на ротација;
• Уреди за синхронизација;
• Сензори за систем за палење во автомобилот;
• Сензори за позиција на елементи на механизми за работа;
• Пулсни бројачи;
• Сензори кои ја одредуваат положбата на вентилите;
• Уреди за заклучување на вратите;
• Мерачи на потрошувачка на работна супстанција;
• Сензори за близина;
• Бесконтактни релеи;
• Во некои модели на печатачи, како сензори кои откриваат присуство или положба на хартија.

Какви дефекти може да има?

Еве табела за дефекти на главната сензорска сала и нивните визуелни манифестации:

Дефект:	Како се манифестира:
Сензорот се активира почесто отколку коленестото вратило да помине низ цел циклус	Потрошувачката на гориво се зголемува (додека другите системи, како што е горивото, работат правилно)
Уредот активира еднаш или периодично целосно се исклучува	Додека автомобилот се движи, моторот може да запре, автомобилот се грчи, моќноста на моторот паѓа, невозможно е да се забрза автомобилот побрзо од 60 км / ч.
Дефект на сензорот во салата	Во некои странски автомобили од најновата генерација, рачката на менувачот е блокирана
Сензорот за позиција на коленестото вратило е расипан	Моторот не може да се запали
Грешки во електричниот систем во кој сензорот на салата е главниот елемент	На контролната табла, ламбата за грешки на системот за само-дијагностицирање на одредена единица, на пример, моторот со брзина на мирување, светнува, но исчезнува кога моторот ја зема брзината.

Често се случува самиот сензор да е во добар ред, но се чувствува како да не работи. Еве ги причините за ова:

• Нечистотија на сензорот;
• Скршена жица (една или повеќе);
• Влагата се појави во контактите;
• Краток спој (поради влага или оштетување на изолацијата, сигналната жица е скратена на земја);
• Повреда на изолацијата на кабелот или екранот;
• Сензорот не е правилно поврзан (поларитетот е обратен);
• Проблеми со високонапонски жици;
• Повреда на единицата за автоматска контрола;
• Растојанието помеѓу елементите на сензорот и контролираниот дел е погрешно поставено.

Проверка на сензорот

За да бидете сигурни дека сензорот е неисправен, мора да се изврши проверка пред да се замени. Најлесен начин да се дијагностицира проблем - ако проблемот навистина е во сензорот - е да извршите дијагностика на осцилоскоп. Уредот не само што открива дефекти, туку укажува и на непосредно распаѓање на уредот.

Бидејќи не секој возач на автомобили има можност да спроведе таква постапка, постојат подостапни начини за дијагностицирање на сензорот.

Дијагностика со мултиметар

Прво, мултиметарот е поставен на режим на мерење на струја DC (прекинувач за 20V). Постапката се изведува во следната низа:

• Оклопната жица е исклучена од дистрибутерот. Поврзано е со масата така што, како резултат на дијагностика, не случајно го стартувате автомобилот;
• Палењето е активирано (клучот е свртен до крај, но не стартувајте го моторот);
• Конекторот е отстранет од дистрибутерот;
• Негативниот контакт на мултиметарот е поврзан со масата на автомобилот (телото);
• Конекторот за сензорот има три пина. Позитивниот контакт на мултиметарот е поврзан со секој од нив одделно. Првиот контакт треба да покаже вредност од 11,37V (или до 12V), вториот исто така треба да се прикаже во регионот 12V, а третиот - 0.

Следно, сензорот се проверува во функција. За да го направите ова, треба да го направите следново:

• Од страната на влезот на жицата, металните иглички (на пример, мали клинци) се вметнуваат во приклучокот, така што тие не се допираат едни со други. Едниот е вметнат во централниот контакт, а другиот - до негативната жица (обично бела);
• Конекторот се лизга над сензорот;
• Палењето се вклучува (но не го палиме моторот);
• Ние го поправаме негативниот контакт на тестерот на минус (бела жица) и позитивниот контакт со централниот игла. Работниот сензор ќе даде отчитување од приближно 11,2V;
• Сега асистентот треба неколку пати да го затркне коленестото вратило со стартерот. Читањето на мултиметарот ќе флуктуира. Обрнете внимание на минималните и максималните вредности. Долната лента не треба да надминува 0,4V, а горната не треба да паѓа под 9V. Во овој случај, сензорот може да се смета за корисен.

Тест на отпор

За мерење на отпор, ќе ви треба отпорник (1 kΩ), диодна ламба и жици. Отпорник е лемење на ногата на сијалицата, а жица е поврзана со неа. Втората жица е фиксирана на вториот крак на сијалицата.

Проверката се спроведува во следната низа:

• Отстранете го капакот на дистрибутерот, исклучете ги блокот и контактите на самиот дистрибутер;
• Тестерот е поврзан со терминалите 1 и 3. По активирање на палењето, дисплејот треба да покаже вредност во опсег од 10-12 волти;
• На ист начин, сијалицата со отпорник е поврзана со дистрибутерот. Ако поларитетот е точен, контролата ќе светне;
• После тоа, жицата од третиот терминал е поврзана со втората. Тогаш асистентот го врти моторот со помош на стартерот;
• Трепкачко светло означува работен сензор. Во спротивно, мора да се замени.

Создавање на симулиран контролер на сала

Овој метод ви овозможува да го дијагностицирате сензорот на салата во отсуство на искра. Лентата со контакти е исклучена од дистрибутерот. Палењето е активирано. Мала жица ги поврзува излезните контакти на сензорот едни со други. Ова е еден вид симулатор на сензори за сала што го создаде импулсот. Ако во исто време се појави искра на централниот кабел, тогаш сензорот не е во функција и треба да се замени.

Смена на проблеми

Ако постои желба да го поправите сензорот на салата со свои раце, пред сè, ќе треба да купите таканаречена логичка компонента. Можете да го изберете во согласност со моделот и видот на сензорот.

Самата поправка се изведува на следниов начин:

• Во центарот на телото се прави дупка со вежба;
• Со службенички нож, жиците од старата компонента се сечат, по што се поставуваат жлебови за нови жици што ќе бидат поврзани со колото;
• Новата компонента е вметната во куќиштето и е поврзана со старите иглички. Можете да ја проверите исправноста на врската користејќи контролна диодна ламба со отпорник на еден контакт. Без влијание на магнетот, светлината треба да згасне. Ако ова не се случи, тогаш треба да го промените поларитетот;
• Новите контакти мора да бидат залемени на блокот на уредот;
• За да бидете сигурни дека работата е завршена правилно, треба да го дијагностицирате новиот сензор користејќи ги горенаведените методи;
• Конечно, куќиштето мора да биде запечатено. За да го направите ова, подобро е да користите лепак отпорен на топлина, бидејќи уредот често е изложен на високи температури;
• Контролорот е составен во обратен редослед.

Како да го замените сензорот со свои раце?

Не секој ентузијаст за автомобили има време рачно да ги поправа сензорите. Полесно им е да купат нов и да го инсталираат наместо стариот. Оваа постапка се изведува на овој начин:

• Пред сè, треба да ги отстраните терминалите од батеријата;
• Дистрибутерот е отстранет, блокот со жици е исклучен;
• Покривот на дистрибутерот е отстранет;
• Пред целосно расклопување на уредот, важно е да запомните како се наоѓал самиот вентил. Неопходно е да се комбинираат ознаките за мерење на времето и коленестото вратило;
• Отстранувачкото вратило е отстрането;
• Самиот сензор за сала е исклучен;
• На местото на стариот сензор е инсталиран нов;
• Единицата е составена во обратен редослед.

Сензорите од најновата генерација имаат долг век на траење, затоа не е потребна честа замена на уредот. При сервисирање на системот за палење, мора да обрнете внимание и на овој уред за следење.

Видео на темата

Како заклучок, детален преглед на уредот и принципот на работа на сензорот Хол во автомобил:

Што е ХАЛ СЕНЗОР. Како функционира и како е уредено

Прашања и одговори:

Што е сензор за сала? Ова е уред кој реагира на појавата или отсуството на магнетно поле. Оптичките сензори имаат сличен принцип на работа, кои реагираат на влијанието на светлосниот зрак врз фотоелемент.

Каде се користи сензорот за сала? Во автомобилите, овој сензор се користи за откривање на брзината на тркалото или одредена осовина. Исто така, овој сензор е инсталиран во оние системи во кои е важно да се одреди положбата на одредена оска за синхронизација на различни системи. Пример за ова е сензорот за коленестото вратило и брегастото вратило.

Како да го проверите сензорот Hall? Постојат неколку начини за проверка на сензорот. На пример, кога има напојување во системот за палење и свеќичките не испуштаат искра, на машини со дистрибутер без контакт, капакот на дистрибутерот се отстранува и блокот на приклучокот се отстранува. Потоа се вклучува палењето на автомобилот и се затвораат контактите 2 и 3. Високонапонската жица мора да се чува во близина на земјата. Во овој момент, треба да се појави искра. Ако има искра, но нема искра кога сензорот е поврзан, тогаш мора да се замени. Вториот начин е да се измери излезниот напон на сензорот. Во добра состојба, овој индикатор треба да биде во опсег од 0.4 до 11V. Третиот метод е да се стави познат работен аналог наместо стариот сензор. Ако системот работи, тогаш проблемот е во сензорот.