Датчики Холла: где применяется и как проверяется

Для отслеживания положения различных деталей автомобиля в каждый момент времени, что важно при обеспечении синхронности и точности работы его узлов, используются датчики, они же сенсоры. Особое место занимают бесконтактные устройства, работа которых подобна техническому зрению.

Датчик Холла в Ауди А6 С5

Некоторые из них используют изменения магнитного поля, создаваемого метками на деталях или генерируемого самим сенсором, если в его зоне действия имеется движущийся ферромагнитный фрагмент детали. Остаётся лишь преобразовать переменное магнитное поле в электрический сигнал.

Сфера применение датчика

Традиционные области применения датчика Холла (ДХ) в автомобилях постепенно расширяются, их номенклатура зависит в основном от сложности конкретной машины.

Обычно класс автомобиля сейчас принято повышать обилием электронного оборудования, использующего в том числе и ДХ, поэтому можно лишь указать несколько применений из числа наиболее распространённых:

  • датчик момента зажигания в бесконтактном электронном трамблёре (прерывателе-распределителе зажигания);
  • датчик положения распределительного вала;
  • датчик коленвала – основной прибор, синхронизирующий работу всей электроники двигателя, там тоже иногда применяется эффект Холла;
  • слежение за положением ротора в мощных электродвигателях с электронным управлением;
  • устройства контроля за уровнем топлива в баке;
  • составная часть некоторых других сенсоров в составе автоматики и приводов.

Сам по себе эффект Холла является лишь составной частью законченного прибора. Кроме него, там имеется достаточно сложная электронная схема.

Устройство

Полупроводниковый кристалл, если через него пропускать ток, способен создавать разность потенциалов в перпендикулярном к току направлении при попадании в магнитное поле. То есть наличие поля можно зафиксировать, усилив и обработав получившийся сигнал.

 

Устройство получается достаточно быстродействующим по автомобильным требованиям, что позволило с его помощью определять фазу вращения валов.

В самом известном варианте использования эффекта через щель в датчике перемещается пластина, связанная с валом трамблёра. Как только в ней появляется прорезь, датчик реагирует на это выдачей на свой разъём прямоугольного импульса. Далее перепад напряжения используется для формирования искры зажигания.

Прочие применения примерно такие же, разница лишь в том, входит постоянный магнит, создающий фоновое поле, в состав сенсора или прикреплён к вращающейся детали.

Соответственно, ДХ в общем случае должен содержать:

  • полупроводниковый кристалл с отводами;
  • усилитель слабого сигнала;
  • пороговое устройство для формирования чёткого выходного импульса (компаратор и триггер Шмитта);
  • схемы питания;
  • корпус и электрический разъём.

При необходимости схему прибора можно усложнить, например. сформировав не импульсный, а частотный выход, или снабдив её интерфейсом информационной шины автомобиля. В микроэлектронике подобные вопросы сейчас решаются достаточно просто и недорого.

Неисправности

Конструкция ДХ неразборная и неремонтопригодная, поэтому разбираться, что конкретно в нём произошло, необходимости нет. Отказы встречаются редко, в основном по причине заводского брака или механических повреждений.

Проявляют они себя различными способами, в зависимости от назначения датчика.

Например, в трамблёре это приведёт к полной остановке двигателя, а в схеме контроля распредвала только к росту расхода и высвечиванию кода ошибки.

Способы проверки датчика Холла

ДХ относится к приборам, проверка которых не представляет сложности для автоэлектрика или диагноста.

Имитация наличия датчика

Выход ДХ представляет собой схему с открытым коллектором, поэтому нет разницы, замыкает сигнальный провод на массу выходной транзистор прибора или любое иное устройство.

То есть проверять искру можно просто замыкая средний контакт разъёма на массу, а для получения импульсной последовательности использовать любой простейший генератор на 5 Вольт.

Мультиметр

Для проверки мультиметр переключается в режим замера напряжения, а двигатель или иное устройство проворачивается, изменяя магнитное поле на входе ДХ.

Напряжение на сигнальном выходе, подвязанное к питанию +12 Вольт, должно скачком изменяться от нуля до максимума. Если этого не происходит, а наличие питающего напряжения между контактами остается неизменным, то изделие бракуется.

Подмена датчика на исправный

Учитывая дешевизну и простоту замены ДХ в большинстве случаев – это самый простой и эффективный способ проверки. Нет необходимости производить замеры, а все сигналы сенсоров в сложных электросхемах можно наблюдать на экране диагностического сканера.

Следует только помнить, что когда после замены подозрительной детали система нормально заработала, то это может быть связано не только с неисправностью, но и с нарушением правильного позиционирования ДХ в узле.

Небольшой сдвиг на изношенном крепеже может полностью исказить всю картину магнитного поля, и датчик не сработает. Тот же эффект возможен и при переключении разъёма с окисленными контактами, работа которого временно восстановится.

Ссылка на основную публикацию