Устройство датчика холла: Sorry! This site is experiencing technical difficulties.

Содержание

Датчик Холла принцип работы | КакУстроен.ру

Датчик Холла своим появлением обязан американскому учёному-физику Эдвину Холлу, который в 1879 году совершил важное открытие гальваномагнитного явления. Практическая ценность эффекта Холла такова, что датчик, изготовленный на его основе, применяется в самых разных приборах и поныне. Сложное на первый взгляд устройство датчика не является таковым, если детально в нём разобраться. Итак, как же работает датчик Холла?

Датчик Холла: на самом деле – всё просто

Прибор основан на эффекте Холла, который заключается в следующем: если на любой полупроводник, вдоль которого протекает электрический ток, оказать воздействие пересекающим поперёк магнитным полем, то возникнет поле электрическое, называемое электродвижущей силой (ЭДС) Холла. При этом показатель напряжения изменится на величину от 0,4 В до 3 В.

Таким образом, датчик Холла имеет не слишком сложный для понимания принцип работы. Для большей ясности стоит привести наглядный пример.

Для создания эффекта Холла понадобятся тонкая пластинка-полупроводник, источник электрического тока, постоянный магнит, провода. Ток пропускается между двумя сторонами пластинки, параллельными друг другу. К двум другим сторонам крепятся провода. Одновременно с этим к полупроводнику подносится постоянный магнит. Это и есть генератор Холла.

Можно сделать его импульсным. Для этого достаточно разместить между пластинкой и магнитом движущийся экран с щелями в нём. Такая щелевая конструкция и принцип работы характерны для всех датчиков Холла.

От теории – к практике. Датчик холла: принцип работы и назначение современных генераторов

Практическое применение ЭДС Холла началось далеко не сразу после её открытия, так как полупроводники с нужными свойствами научились изготавливать промышленным способом лишь через несколько десятков лет.

Первые приборы получались довольно громоздкими и не очень эргономичными. Новую жизнь в судьбу датчика Холла привнесло развитие микроэлектроники, когда были придуманы микросхемы. Их стали активно использовать в генераторах Холла. Благодаря этому был налажен выпуск миниатюрных датчиков, которые могут быть линейными (датчики тока, вибрации, положения, расхода и т.п.) и логическими (датчики приближения, частоты вращения, импульсов и т.д.), цифровыми и аналоговыми.

С помощью датчика Холла стали успешно измерять ток, мощность, скорость, расстояние. Даже в CD-приводе любого персонального компьютера используется ЭДС Холла. Но наибольшее применение генератор Холла получил в автомобильной промышленности – для измерения положения распределительного и коленчатого валов, в качестве бесконтактного электронного зажигания и в других целях. Датчик Холла полезен тем, что он считывает и предоставляет электронному блоку управления информацию, нужную для нормальной работы автомобиля.




Несомненные преимущества датчика Холла – его дешевизна, неприхотливость, долговечность и бесконтактность. Надёжность прибора обусловлена тем, что в нём отсутствуют физически взаимодействующие (трущиеся друг о друга) детали.

где находится устройство, проверка на неисправности мультиметром и замена своими руками

Датчик Холла или распредвала — это такое устройство, которое отвечает за образование искры для запуска двигателя. От его рабочего состояния зависит бесперебойное функционирование двигателя авто.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Для чего нужен датчик Хола в автомобиле?

Прибор используется вместо контактных элементов и может применяться для слежения за величиной тока нагрузки. Благодаря этому датчику выполняется деактивация двигателя при появлении токовых перегрузок в бортовой сети. Если контроллер перегревается, производится включение температурной защиты.

Принцип работы

Скачки напряжения в электросети мотора могут иметь последствия для датчика. Поэтому современные устройства дополнительно комплектуются диодными элементами, которые препятствуют обратной активации напряжения. Принцип действия приспособления основан на эффекте Холла. Поперечная разность потенциалов образуется при перемещении одного из проводников в магнитное поле. Данный эффект достигается благодаря тому, что токи проходят через клеммные элементы пластины, которая находится в самом поле, с полупроводником.

Когда работает двигатель и вал силового агрегата вращается, стальные лопасти ходят по специальным прорезям, установленным внутри корпуса. Это способствует подаче электрического сигнала на коммутаторное устройство. В результате узел открывает транзисторный элемент и подает напряжение на катушку. Последняя выполняет процедуру преобразования низковольтного импульса в высоковольтный. Этот сигнал подается на свечи зажигания.

Подробно о принципе действия контроллера Холла рассказал канал «Радиолюбитель TV».

Где находится и как выглядит?

При необходимости замены неисправного устройства потребителю надо знать, где стоит контроллер. Он располагается в трамблере автомобиля и выполнен в корпусе в виде небольшого цилиндрического элемента. Чтобы получить доступ к устройству, необходимо разобрать распределительный узел и снять крышку, бегунок и прочие детали механизма. На наружной стороне трамблера к контроллеру Холла подключается разъем с проводкой.

Устройство

Оптический регулятор положения распределительного вала устроен так:

  • 1 — постоянное магнитное устройство;
  • 2 — лопасть роторного механизма;
  • 3 — магнитопроводы;
  • 4 — пластиковый корпус, в который заключаются все элементы устройства;
  • 5 — плата;
  • 6 — контактные выводы.

Схема приспособления контроллера Холла

Устройство комплектуется тремя контактами:

  • первый используется для подключения к массе, то есть кузову автомобиля;
  • второй необходим для подсоединения плюсового напряжения, рабочий параметр которого составляет примерно 6 вольт;
  • третий контакт предназначен для подачи с него импульса на коммутаторное устройство.

Какие могут быть неисправности?

Признаки неполадок контроллера Холла:

  1. Наблюдается резкий рост потребления топлива в системе. Это обусловлено тем, что впрыск горючей смеси в силовом агрегате происходит больше одного раза за цикл прокручивания коленвала.
  2. Мотор машины стал функционировать менее стабильно. Транспортное средство во время движения дергается, мощность двигателя может резко падать. Иногда не получается увеличить скорость машины более чем на 60 км/ч. Во время движения силовой агрегат может произвольно заглохнуть.
  3. Иногда поломка датчика Холла становится причиной фиксации рычага трансмиссии. Скорости коробки передач переключить не получается, такая особенность характерна для новых иномарок. Чтобы решить проблему, необходимо перезапустить силовой агрегат.
  4. Неисправность может проявиться в виде отсутствия искры для воспламенения горючей смеси. Из-за этого запуск мотора машины будет невозможен.
  5. Вероятны сбои в функционировании системы самодиагностики. К примеру, на контрольном щитке появляется индикатор проверки мотора, если агрегат работает на холостом ходу. Когда обороты двигателя увеличиваются, ошибка с приборной панели пропадает.

Канал «Авто-Мото» рассказал о признаках неисправности регулятора, а также других элементов системы зажигания в автомобиле.

Если сам контроллер Холла целый и рабочий, то неисправность может быть связана с такими причинами:

  1. На корпус устройства попала грязь или другие посторонние предметы.
  2. Произошло повреждение либо обрыв сигнального кабеля, по которому подключен контроллер.
  3. В колодку для соединения датчика Холла с бортовой сетью попала влага. Решить проблему можно путем просушки разъема.
  4. Произошло замыкание сигнального проводника с кузовом или электросетью транспортного средства. Для определения неисправности необходимо прозвонить устройство.
  5. Произошло повреждение экранирующей составляющей на жгуте с проводкой. Возможен обрыв отдельных кабелей.
  6. Проблема может заключаться в повреждении проводников, предназначенных для питания контроллера Холла.
  7. При подключении устройства была спутана полярность. Из-за этого датчик функционирует некорректно или вовсе не работает.
  8. Неисправности в функционировании высоковольтной цепи системы зажигания.
  9. Неполадки в функционировании управляющего модуля автомобиля.
  10. При установке контроллера был неверно выставлен люфт между самим датчиком, а также магнитопроводящей пластиной.
  11. Проблема может заключаться в повышенной амплитуде торцевого воздействия шестеренки распредвала. Требуется детальная диагностика схемы.

Дмитрий Мазницын в ролике рассказал о причинах неисправности регулятора и дал рекомендации по их устранению.

Проверка датчика

Есть несколько способов диагностики контроллера. Самый точный вариант, который позволит получить осциллограмму — воспользоваться специальным оборудованием. Осциллограф не только определит состояние контроллера, но и даст точно понять, что устройство скоро выйдет из строя. Такое оборудование есть не у каждого электрика, поэтому ниже рассмотрены более простые, но не менее эффективные варианты.

Диагностика мультиметром

Перед выполнением тестирования устройство надо настроить в режим измерения постоянного тока, рабочий диапазон должен составить 20 вольт. Также потребуется два металлических штыря. Перед проведением диагностики с разъема устройства демонтируется резиновый чехол.

Процедура предварительной проверки, позволяющей установить, что на контроллер Холла подаются необходимые сигналы, выполняется так:

  1. С распределительного узла отключается основной бронепровод. Его необходимо соединить с массой автомобиля для предотвращения случайного появления разряда. Поскольку это приведет к запуску силового агрегата при диагностике.
  2. Затем производится активация системы зажигания.
  3. Разъем отключается от распределительного механизма.
  4. На тестере выставляется режим постоянного тока с диапазоном 20 вольт.
  5. Отрицательный контакт мультиметра подключается к кузову автомобиля, можно выбрать любое место. Положительный выход тестера будет использоваться для замера рабочего параметра напряжения.
  6. Разъем, подключенный к распределительному узлу, оснащается тремя контактами — красным, зеленым и белым, но расцветка проводников может быть другой. На первом выходе величина напряжения должна составить 11,37 вольт либо около 12 В, на втором — тоже в районе этого показателя. А на последнем проводнике рабочий параметр должен составить 0 вольт.

Следующий этап диагностики:

  1. Берутся два металлических штыря, можно использовать гвозди. Один из них устанавливается в средний контакт колодки (обычно зеленый цвет), а другой подключается к массе. Его расцветка, как правило, белая. Затем сам разъем подсоединяется обратно к распределительному устройству. Штыри используются в качестве проводников тока. На обратной стороне разъема открытых контактов нет, поэтому для проверки сами кабели придется оголить, а делать это не рекомендуется.
  2. Затем зажигание активируется. Положительный контакт тестера надо подключить к штырю среднего выхода на разъеме, а отрицательный — к белому проводнику. Производится замер напряжения. Если контроллер Холла рабочий, то полученная величина должна составить около 11,2 вольт.
  3. Затем надо прокрутить коленчатый вал силового агрегата и одновременно проверить показатели, которые выдает тестер. Если значения в ходе прокручивания снизятся до 0,02 вольт и затем увеличатся до 11,8 В, то это нормально. Так и должно быть в нижнем и верхнем пределе измерений. Можно отключать тестер.

Контроллер Холла считается рабочим, если при прокручивании коленчатого вала верхний предел измерений будет не ниже 9 вольт, а нижний — не выше 0,4 В.

Канал «Автоэлектрика ВЧ» подробно показал процедуру диагностики датчика с использованием тестера и рассказал об основных особенностях этого процесса.

Проверка сопротивления

Чтобы произвести диагностику этого параметра, потребуется простое устройство, состоящее из резисторного элемента на 1 кОм, диодной лампочки, а также гибких кабелей. К ножке источника освещения надо подключать резистор, для надежной фиксации используется пайка. К этой детали подсоединяются два проводника необходимой длины, важно, чтобы они были не короткими.

Принцип проверки выглядит так:

  1. Производится демонтаж крышки распределительного механизма. От контактов отсоединяется сам трамблер, а также колодка с проводами.
  2. Выполняется диагностика исправности электроцепи. Для этого тестер надо соединить с первой и третьей клеммами, а затем активировать зажигание. Если все проводники целые, то величина напряжения на дисплее мультиметра составит от 10 до 12 вольт.
  3. Затем аналогичным образом выполняется подключение собранного прибора к тем же выходам. Когда полярность соблюдена, то диодная лампочка загорится, если нет — то кабели надо поменять местами.
  4. Потом проводник, подключенный к первому выходу, остается нетронутым. А конец третьей клеммы переключается на вторую. Выполняется прокручивание распределительного вала. Это можно сделать руками либо с использованием стартерного механизма.
  5. Если в процессе выполнения этих действия источник освещения стал моргать, то контроллер работает правильно и не нуждается в замене.

Канал Altevaa TV рассказал о способе проверки датчика с использованием обычной лампочки на примере автомобиля Фольксваген.

Создание имитации контроллера Холла

Такой вариант диагностики датчика Холла считается наиболее быстрым, но его реализация возможна при наличии питания в системе зажигания и отсутствия искры.

От распределительного механизма отключается трехконтактный разъем. Производится активация зажигания в машине и с помощью куска проводника замыкаются контакты под номерами 2 и 3, это выходы сигнала и пин. Если в результате подключения на центральном кабеле образовалась искра, это говорит о поломке контроллера Холла. При выполнении задачи высоковольтный проводник необходимо держать у массы авто.

Устранение неисправностей

Ремонт рассмотрен на примере автомобиля Фольксваген.

Для восстановления работоспособности датчик можно отремонтировать:

  1. Для возобновления работы контроллера необходимо заменить логический компонент. Для этого заранее надо приобрести устройство S441А.
  2. В центральной части корпуса датчика, как показано на фото, с помощью дрели просверливается небольшое отверстие. Для этого потребуется качественное сверло, поскольку внутри контроллера, за пластиковой частью, имеется металлический каркас.
  3. Используя канцелярский нож, необходимо срезать каждый проводник. Затем прокладываются канавки от сделанного отверстия с помощью надфиля к остаткам кабелей.
  4. Само измерительное устройство монтируется в окошко корпуса. Для диагностики используется магнит. Если приложить этот элемент к контактам, на которые заранее подключен прибор, состоящий из диодной лампочки и резистора. Такое устройство использовалось для диагностики. В результате проверки лампа должна загореться. Если этого не произошло, то надо проверить полярность.
  5. Затем делается разводка выводов по канавкам корпуса. В самом окошке необходимо оставить проводники для соединительной колодки нового контроллера. Производится пайка элементов.
  6. На завершающем этапе производится проверка выполненных действий. Для этого используется тестер. Визуально необходимо убедиться в целостности всех контактов. Если устройство рабочее, то механизм герметизируется с помощью клея или другого состава, но не пластика. Этот материал может деформироваться при работе в условиях повышенных температур.
  7. Выполняется сборка контроллера, все действия осуществляются в обратной последовательности.

Как заменить датчик своими руками?

Чтобы поменять контроллер, надо действовать так:

  1. От аккумулятора автомобиля отключаются клеммные зажимы.
  2. Производится демонтаж распределительного механизма. От устройства отсоединяется колодка с проводниками, выкручиваются болты, фиксирующие узел.
  3. Выполняется демонтаж крышки распределителя. В зависимости от модели трамблера она может фиксироваться на болтах или специальных зажимах. Элементы крепления выкручиваются и демонтируются.
  4. После снятия важно совместить риску газораспределительного устройства с отметкой на коленвале силового агрегата. Также необходимо запомнить положение распределительного узла. Перед снятием рекомендуется сделать соответствующую метку.
  5. Элементы крепления корпуса откручиваются с помощью гаечного ключа. Производится демонтаж фиксаторов, если они установлены на механизме.
  6. Из распределительного узла извлекается вал.
  7. От контроллера Холла отсоединяются зажимы с клеммами.
  8. Выполняется демонтаж датчика из посадочного места. Для проведения задачи устройство надо потянуть на себя и аккуратно извлечь. Датчик демонтируется через появившееся отверстие.
  9. Берется новый контроллер и устанавливается вместо старого. Процедура монтажа выполняется в обратной последовательности.

Видео «Последствия неправильной установки датчика Холла»

Пользователь Дядя Саша рассказал, к чему может привести неверный монтаж устройства и дал рекомендации по устранению такой проблемы.

Датчики магнитного поля. Датчики Холла в схемах на МК

Сущность эффекта, открытого в 1879 г. американским физиком Э. Холлом, заключается в появлении разности потенциалов между гранями полупроводниковой пластины, через которую протекает ток и на которую воздействует перпендикулярное магнитное поле. Разность потенциалов прямо пропорциональна силе тока и квадрату магнитной индукции.

Эффект Холла широко применяется в бесконтактных датчиках тока. Другое направление — датчики перемещения, в которых элемент Холла крепится к неподвижному шасси, а собственно магнит находится на движущейся части исследуемого объекта. Поскольку выходной сигнал датчика Холла пропорционален индукции магнитного поля, а не скорости его изменения, это даёт серьёзное преимущество в точности по сравнению с аналогичными по назначению индуктивными датчиками.

Магниточувствительные элементы, использующие эффект Холла, обычно называют «датчиками Холла» (англ. «Hall Sensor»). Различают простые и интегральные датчики Холла. В последних кроме полупроводниковой пластины содержится встроенный усилитель-формирователь. Типовые параметры интегральных датчиков Холла: напряжение питания 2.5…5 В или 4.5… 18 В, ток потребления 8…20 мА, минимальная регистрируемая магнитная индукция 2… 10 мТл, выходной сигнал — аналоговый (модулированное по амплитуде напряжение) или цифровой (открытый коллектор, КМОП-элемент, импульсы ШИМ).

На Рис. 3.74 а…м показаны схемы подключения датчиков Холла к МК.

Рис. 3.74. Схемы подключения датчиков Холла к МК {начало):

а)        датчик Холла DAI имеет выход с открытым коллектором и встроенную схему защиты от замыкания на шину питания. Микросхема УР1101ХП29 реагирует на магнитное поле положительной полярности, УР1101ХП49 — на поле положительной и отрицательной полярности с триггерным эффектом запоминания;

б)       диод VD1 защищает вход МК от случайной подачи высокого положительного напряжения. Конденсатор С J снижает помехи, поступающие от датчика Холла по длинным проводам;

в)        включение/выключение датчика Холла DAI по сигналам с выхода МК. Датчик реагирует на магнитное поле как положительного, так и отрицательного направления. Замена микросхемы /)/!/- К1116КП2;

 

 

Рис. 3.74. Схемы подключения датчиков Холла к МК {продолжение):

г) датчик Холла ?14/ (фирма Ampson Technology) имеет два противофазных выхода. Прямой сигнал поступает на МК, а инверсный — на внешнее исполнительное устройство через выход с открытым коллектором;

д) для усиления сигнала с датчика Холла ?14/ (фирма Allegro MicroSystems) используется ОУ DA2. Резистором RI выставляется начальное напряжение на входе МК, близкое к половине питания. Резистором /?J регулируется усиление/чувствительность;

е) датчик оборотов двигателя бормашины, выполненный на специализированной бескорпусной микросборке DAI, содержащей на подложке датчик Холла. На ОУ DA2 собран двухка- скадный усилитель напряжения (регулируется резистором RW), Резистор /?/ балансирует мостовую схему, находящуюся внутри DAI, что необходимо для начальной калибровки показаний;

ж)  подключение датчика Холла DA / (фирма Allegro MicroSystems) к М К через малошумящий ОУ DA2,1 и двухзвенный ФНЧ {R5, С1, R6, С2). Резистором R4 выставляется усиление;

 

Рис. 3.74. Схемы подключения датчиков Холла к ЫК {окончание):

з) микросхема DA! (фирма Melexis) — это интеллектуальный датчик магнитного поля с внутренним DSP и со своей системой команд. По-другому микросхему DA! называют «цифровым датчиком Холла». Трёхпроводной интерфейс связи напоминает SPI, но вместо двух отдельных линий MISO и MOSI сделана одна совмещённая линия MISO-MOSI;

w) DA1 — это микросхема датчика Холла, щироко применявщаяся ранее в компьютерных клавиатурах;

к) аналоговый компаратор на микросхеме DA1 (фирма Maxim Integrated Products) обеспечивает крутые фронты сигнала на входе МК. Порог срабатывания определяется делителем /?/, R3\ л) DA! — это микросхема датчика Холла, «изъятая» из компьютерного вентилятора; м) экономичный ОУ на микросхеме Z)/42 (фирма Telefunken) усиливает сигнал сдатчика Холла DAL Транзистор VT1 служит ключом и формирует на выходе прямоугольные импульсы.

Схема простого датчика открытия двери на датчике Холла

Это схема компактного и не дорогого датчика открытия – закрытия двери построена с применением датчика Холла.

Датчик Холла – бесконтактный,  является более эффективным и действенным, чем геркон, индуктивный или оптоэлектронный датчик. Он  практически невосприимчив к загрязнениям из вне.

При помещении датчика Холла в сильное магнитное поле на выходе его появляется напряжение. Сам датчик размещается в углу дверной коробки, а магнит непосредственно на двери.

Описание индикатора открытия двери

Когда дверь открывается, магнит отходит от датчика Холла Mh283 (HS1) вызывая изменение сигнала в схеме.  Этот чувствительный и надежный датчик двери может питаться от щелочных батарей  9В.


Выход в виде транзисторного ключа будет активным  в присутствии достаточно сильного магнитного поля  с южной стороны датчика. Когда датчик выходит из-под действия магнитного поля, сигнал на его выходе пропадает.

Работа схемы является простой и понятной. В момент, когда дверь закрыта, стержневой магнит находится очень близко к HS1 (Mh283), и в результате сигнал с его выхода останавливает работу генератора построенного на логических элементах (A & B) микросхемы IC1 ( CD4093).

Данное состояние двери сигнализируется свечением светодиода(LED1). Когда дверь открывается, магнит удаляется от HS1. Сигнал с датчика пропадает и запускается генератор (IC1A & IC1B) через резистор R2. Низкочастотные импульсы от этого осциллятора инвертируются IC1C  в результате чего  LED выключается.

Соберите схему на небольшой печатной плате и поместите в подходящий корпус. Закрепите датчик Холла (HS1) на углу дверной рамы, а магнит на двери, сориентировав южный полюс в сторону датчика. Либо можно на оборот, устройство разместить непосредственно на двери, а магнит на дверном косяке.

Примечание:

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

  • К выходу  IC1B (ТР1) можно подключить, через силовой транзистор, сирену, гудок или реле с исполнительным устройством.
  • Резистор R1 (100 Ом) не является обязательным  компонентом. Он добавлен для защиты датчика Холла от обратного напряжения.
  • Датчик  HS1 можно заменить на с любой другой имеющий аналогичные характеристики, например SS495A.

Источник

Введение Учебное пособие по схемам датчиков переключателей на эффекте Холла


Рис. 1

by Lewis Loflin

Датчики на эффекте Холла — это твердотельные магнитные датчики, которые используются либо в качестве магнитных переключателей, либо для измерения магнитных полей. Здесь меня интересуют три основных типа: переключатель на эффекте Холла, защелка на эффекте Холла и логометрический или аналоговый выходной датчик. Подробнее об общих принципах работы см. В моем видео на YouTube выше. Здесь я хочу проиллюстрировать различные электронные схемы, а также то, как подключать датчики и использовать их.

Переключатель на эффекте Холла включается при наличии южного магнитного поля на его лицевой стороне или северного магнитного поля на противоположной стороне. Он выключится, когда магнит будет удален.

Защелка на эффекте Холла работает как выключатель, но остается включенной после удаления магнита. Он выключится, если приложить к лицу северный полюс или отключить питание. Ниже у меня есть схема того, как использовать выключатель Холла для включения / выключения однополюсного выключателя.

Логометрический датчик на эффекте Холла выдает аналоговое напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля.Устройства, которые я буду использовать на отдельной странице, являются однополярными, и, как правило, без приложения магнитного поля выходное напряжение составляет половину напряжения питания. Напряжение будет увеличиваться с южным магнитным полюсом на лице или уменьшаться с северным магнитным полюсом на лице.

См. Использование ратиометрических датчиков эффекта Холла

Здесь мы рассмотрим переключатели и защелки, которые начинаются как логометрические, а затем добавим компараторы, триггеры Шмитта и выходные транзисторы. Ниже приведен список технических характеристик датчиков Холла, используемых в моем видео на YouTube.

На рисунке выше показаны типичные выводы датчиков Холла. Южный полюс магнита направлен в сторону «лица», включающего прибор. Северный полюс на лицевой стороне не будет иметь никакого эффекта, если устройство не является защелкой, которая отключится, если она уже включена.

Рассмотрим пятивольтовый переключатель Холла UGN3013T. Для срабатывания переключателя обычно требуется от 500 до 750 Гс. Но для того, чтобы отпустить или отключить, обычно требуется от 225 Гс до 110 Гс. Таким образом, у нас есть разумный диапазон 275, который нам нужно поддерживать для надежной работы.Таким образом, очевидно, что даже небольшой железный магнит может работать хорошо или должен находиться очень близко к датчику. Обратите внимание, что это старая устаревшая деталь, которая у меня случайно оказалась. Новые устройства намного более чувствительны.


Рис. 2

На рисунке выше показана внутренняя блок-схема переключателя на эффекте Холла в данном случае UGN3013T. Он включает пластину Холла, усилитель, триггер Шмитта и транзисторный выход с открытым коллектором. Некоторые могут использовать МОП-транзистор с открытым стоком вместо биполярного транзистора.


Фиг.3

Ратиометрический датчик Холла с компаратором LM311 образует переключатель на эффекте Холла с выходом с открытым коллектором, образующий переключатель с регулируемой точкой срабатывания. Vcc составляет 5 вольт при использовании датчика, такого как UGN3502, и 12 вольт для TL174C. Его можно напрямую подключить к входному порту микроконтроллера или другой 5-вольтовой цифровой логике.


Рис. 4

Добавляя JK-триггер к нашему переключателю с эффектом Холла на рис. 3, мы формируем защелку с эффектом Холла. Состояния Q и QNOT «меняются» с каждым циклом включения-выключения на TP2.


Рис. 5

На рис. 5 показано, как использовать переключатель Холла с выходом «открытый коллектор / сток» с триггером CD4027 JK для формирования схемы защелки.

На этом мы завершаем введение в датчики и схемы на эффекте Холла.

Веб-сайт Авторские права Льюис Лофлин, Все права защищены.
Если вы используете этот материал на другом сайте, пожалуйста, дайте обратную ссылку на мой сайт.

Использование ратиометрических датчиков Холла

by Lewis Loflin

Логометрический датчик на эффекте Холла выдает аналоговое напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля.Я буду использовать здесь UGN3503 и Texas Instruments TL173C.

Оба являются униполярными устройствами, одно работает от 5 В, а другое от 12 В соответственно. Без приложенного магнитного поля выходное напряжение составляет примерно половину напряжения питания.

Напряжение будет увеличиваться с южным магнитным полюсом на грани или уменьшаться с северным магнитным полюсом на грани.

Логометрический датчик на эффекте Холла демонстрируется во второй трети приведенного выше видео.

Спецификации в PDF: TL173C и UGN3503.

На рисунке выше показаны типичные выводы трехпроводных датчиков Холла. Логометрический датчик вместо включения или выключения выводит напряжение от почти нуля до почти VCC, пропорционального силе магнитного поля и магнитной полярности.

С учетом магнитов

Магнитное поле, обычно создаваемое редкоземельными магнитами, может превышать 1,4 тесла, в то время как ферритовые или керамические магниты обычно демонстрируют поля 0.От 5 до 1 тесла. Тесла назван в честь изобретателя, физика и инженера-электрика Николы Тесла. Меньшая единица магнитного поля — это Гаусс (1 тесла = 10000 Гаусс):

10 -9 — 10 -8 гаусс: магнитное поле человеческого мозга;
0,31-0,58 гаусс: магнитное поле Земли на ее поверхности;
25 гаусс: магнитное поле Земли в ее ядре;
50 гаусс: типичный магнит на холодильник;
100 гаусс: небольшой железный магнит;
2000 гаусс: небольшой неодим-железо-борный магнит (NIB);
15 000–30 000 гаусс: электромагнит для медицинской магнитно-резонансной томографии.

Выше исх. Вики. Чтобы узнать больше о редкоземельных магнитах в целом, посетите www.rare-earth-magnets.com. Магниты можно штабелировать (с N на S), чтобы сформировать более мощный магнит.

Рассмотрим технические характеристики датчика Холла TL173C компании Texas Instruments. При нулевом гауссе выходное напряжение составляет 6 вольт. При 50 мТл (1/1000 Тесла = 10 гаусс или 500 гаусс в сумме) выходное напряжение составляет 7 вольт. Это на южном полюсе магнита. На 50 мТл. (500 гаусс) выходное напряжение 5 вольт с северного полюса.

Обратите внимание, что в традиционной теории магнитный поток течет с севера на юг. Положительный — юг, отрицательный — север. Таким образом, -50 мТл — это -500 гаусс северной полярности.

Мы также можем использовать электромагниты.

Мы можем использовать приведенную выше схему для чтения выходного сигнала датчика. Показания напряжения дадут нам представление о полярности и силе магнита. Это открывает путь к ряду интересных применений этих датчиков. Давайте посмотрим на несколько.

Калиброванный линейный прибор Холла в этом примере будет измерять ток через провод.Чем выше ток, тем сильнее магнитное поле и, следовательно, выше выходное напряжение.

Использование компаратора

На изображении выше мы подключили датчик к LM358, используемому в качестве дифференциального усилителя, питающего компаратор LM311. Мы можем настроить потенциометры, чтобы установить точку срабатывания на выходе. В отличие от стандартного переключателя на эффекте Холла, мы можем изменять чувствительность. LM311 имеет выход с открытым коллектором и может управлять любым количеством небольших реле, оптопар и т. Д.

Хотя это схема на 12 В, обратите внимание на подтягивающий резистор, подключенный к TP4 и подключенный к 5 В.

См. Также информацию о компараторе напряжения и схемах

Схема также будет работать при 5 В, но вместо этого используйте UGN3503 или другой датчик на 5 В. В случае UGN3503 отключите его от 5-вольтного кабеля и при желании используйте 6-вольтовый для большей чувствительности.


Внутри типичного трехконтактного ратиометрического датчика Холла.

Веб-сайт Авторские права Льюис Лофлин, Все права защищены.
Если вы используете этот материал на другом сайте, пожалуйста, дайте обратную ссылку на мой сайт.

Использование датчиков Холла для определения переменного тока


Разностный усилитель , используемый с датчиком Холла

Льюисом Лофлином


Здравствуйте, у меня возникла проблема с чтением данных с датчика Холла на Arduino. Проблема не в том, что я не могу прочитать данные, а в том, что когда я включаю устройство, которое я пытаюсь прочитать, ток моих напряжений будет колебаться выше и ниже нулевого напряжения.Мне было интересно, был ли у них способ получить только положительное напряжение и максимальное значение. Спасибо за уделенное время.

Я купил плату датчика Холла с датчиком ACS714T и подключил ее последовательно с проводом HOT, идущим от розетки переменного тока к моему устройству. Буду очень признателен за любую помощь. Я включил изображение получаемых значений, и я ничего не меняю, просто включаю устройство и оставляю его включенным. Напряжение нулевого тока составляет 2,5 Вольта.

Рикардо


Внутренняя схема ACS712T.

У меня есть похожий блок, использующий ACS712T, который почти идентичен. Оба являются датчиками ратиометрического типа. Устройства на эффекте Холла предназначены для постоянного тока, а не для переменного тока как такового. Устройства, изготовленные для однополярности, производят центральное напряжение 2,5 В (при условии, что единица измерения 5 В) без магнитного поля.

Использование переменного магнитного поля просто создает синусоидальную волну от пика до пика напряжением около 4 В (при максимальном токе) с центром в 2,5 В. При подключении вольтметра постоянного тока будет отображаться только 2,5 вольта, но при настройке переменного тока можно прочитать, скажем, 1.4 вольта переменного тока в лучшем случае. Все это не очень хорошо.

Можно использовать конденсатор для блокировки 2,5 В постоянного тока, затем выпрямить переменный ток с помощью диода и отфильтровать оставшийся сигнал переменного тока. Это оставит небольшое напряжение, которое, скажем, мало пригодно для считывания аналого-цифрового преобразователя.

Вышеупомянутая схема решает все эти проблемы, снимая 2,5 В с выхода и обеспечивая усиление сигнала постоянного тока. Он также компенсирует потерю напряжения при использовании диода и может быть отрегулирован.

Я выбрал LM358, потому что он работает от 5 вольт и использует одно напряжение питания.

Используя приведенные выше значения без приложения магнитного поля к моему ACS712T и его выходу, подключенному к TP3, я измерил 2,5 вольта. На TP1 я измерил 0 вольт, а R6 отрегулирован примерно на 1,4 вольта на TP2.

При использовании постоянного магнита (южный полюс приложен к нижней части платы) выходное напряжение достигло 2,8 вольт. (Диапазон от 0 до 2,8 В. ) Поменяйте местами магнит и 0 вольт на выходе. При использовании переменного тока выберите значения для R5 и C1, чтобы получить чистый выход постоянного тока с небольшими колебаниями переменного тока, измеренными вольтметром переменного тока.4,7 кОм и 0,1 мкФ должны работать. Для более быстрого отклика уменьшите значение C1.

Эта схема также была протестирована с 3-контактным устройством UGN3503U с аналогичными результатами.

Веб-сайт Авторские права Льюис Лофлин, Все права защищены.
Если вы используете этот материал на другом сайте, пожалуйста, дайте обратную ссылку на мой сайт.

Что такое датчик Холла и как он работает?

Ⅰ Введение

Эффект Холла — наиболее распространенный метод измерения магнитных полей. Датчики на эффекте Холла широко используются и находят широкое применение в наше время.Например, они используются в автомобилях в качестве датчиков скорости вращения колес и датчиков положения коленчатого или распределительного вала. Их часто используют в качестве переключателей, МЭМС-компасов, датчиков приближения и других приложений. Теперь мы рассмотрим некоторые из этих датчиков, чтобы увидеть, как они работают, но сначала давайте определим эффект Холла.


Каталог


Ⅱ Что такое эффект Холла

Эксперимент, описывающий эффект Холла , выглядит следующим образом: если у нас есть тонкая проводящая пластина, подобная показанной, и подавать на нее ток, носители заряда будут течь по прямой линии от одной сторона к другой.

Теперь, если мы приложим магнитное поле около пластины, мы можем нарушить прямой поток носителей заряда из-за силы, известной как сила Лоренца. Электроны отклонятся на одну сторону пластины, а положительные дырки — на другую. Это означает, что если мы теперь соединим две другие стороны с помощью измерителя, мы можем получить напряжение, которое можно измерить.

Как упоминалось ранее, эффект получения измеримого напряжения известен как эффект Холла по имени Эдвина Холла, который открыл его в 1879 году.


Ⅲ Что такое датчик на эффекте Холла

Датчик на эффекте Холла обнаруживает изменения в силе магнитного поля. Этот датчик открывает широкий спектр возможностей для применения в роботизированных датчиках.

Их можно использовать в таких приложениях, как определение приближения, позиционирования, скорости и тока. Обычно они используются на пневматических цилиндрах, где они используются для передачи положения цилиндра в ПЛК или роботизированный контроллер.

Автомобильная промышленность, персональная электроника и робототехника — это лишь некоторые из отраслей, в которых используются датчики Холла.В зависимости от области применения они имеют некоторые преимущества перед другими датчиками.

Они полностью закрыты, поскольку работают с магнитным полем, что делает их менее уязвимыми для повреждений в грязных или влажных условиях. Они реже, чем механические системы, изнашиваются или искажают показания после большого количества циклов.

Датчики на эффекте Холла

полезны для широкого спектра применений из-за их надежности и долговечности, поскольку для правильной работы им не нужен физический контакт.Они могут обеспечить большую повторяемость и точность, чем механические узлы, потому что они физически не мешают работе оборудования или инструментов.


Ⅳ Как работает датчик на эффекте Холла

Чтобы понять, как работает датчик на эффекте Холла, лучше всего начать с основ эффекта Холла. Когда ток течет через проводник в присутствии магнитного поля, электроны отталкиваются магнитным полем к одной стороне проводника.

Эффект Холла можно использовать для измерения электрического тока в проводниках, построенных с учетом определенных параметров.Например, напряжение на плоском металлическом проводнике обнаруживает эффект Холла намного лучше, чем напряжение на примерно единице.

Электроны, движущиеся по проводнику, оттесняются в сторону, когда к плоской пластине прикладывается магнитное поле. Поскольку сумму прогиба можно вычислить, устройство имеет широкий спектр применения.

Плоский проводник используется для расчета магнитной силы в датчике на эффекте Холла. Когда магнит приближается к датчику, датчик обнаруживает его и отправляет информацию контроллеру.

Заряд через пластину смещается в одну сторону, в то время как магнит находится рядом с датчиком, создавая положительный заряд с одной стороны и отрицательный — с другой. Определяется разница напряжений между двумя сторонами пластины, и ее можно использовать для расчета магнитной силы или близости датчика.


Ⅴ Типы датчиков на эффекте Холла

Датчики на эффекте Холла бывают двух основных типов:

5.1 Порог

Когда напряженность поля достигает определенной амплитуды и / или полярности, порог (также известный как цифровой или двухпозиционный) производит постоянное напряжение холла.Существует несколько различных конфигураций пороговых устройств, таких как фиксирующие устройства, которые включаются, когда положительная напряженность поля достигает порогового значения, но выключаются только тогда, когда отрицательное поле такой же напряженности достигает порогового значения, устройства, которые включаются, когда только положительное поле достигает порогового значения. порог, но выключены в противном случае, и устройства, которые включаются, когда положительное или отрицательное поле достигает порога. Пороги также можно запрограммировать на некоторых компьютерах.

5.2 Linear

Linear (датчик аналогового выхода) генерирует напряжение Холла, пропорциональное напряженности магнитного поля вокруг него. Полярность колебаний напряжения определяется направлением окружающего магнитного поля. Когда выразительные движения должны восприниматься как небольшие изменения положения, в музыкальных приложениях чаще используются линейные устройства.


Ⅵ Датчик на эффекте Холла Использует

Датчики на эффекте Холла питаются от магнитного поля, и во многих приложениях один постоянный магнит, подключенный к движущемуся валу или устройству, может управлять устройством.Существует множество различных форм движений с обнаружением магнита, включая, среди прочего, «лобовое движение», «вбок», «толкание-толкание» и «толкание-толкание». Для обеспечения оптимальной чувствительности магнитные линии потока всегда должны быть перпендикулярны чувствительной области системы и иметь правильную полярность, независимо от конфигурации.

Магниты с высокой напряженностью поля со значительным изменением напряженности поля для необходимого движения также необходимы для обеспечения линейности. Существует несколько способов обнаружения магнитного поля, и две наиболее распространенные конфигурации обнаружения с использованием одного магнита показаны ниже: обнаружение лобового и бокового обнаружения — это два типа обнаружения.

6.1 Лобовое обнаружение

Магнитное поле должно быть перпендикулярно системе обнаружения эффекта Холла и приближаться к датчику прямо к активной поверхности для «лобового обнаружения», как следует из названия. В каком-то смысле это «фронтальный» подход.

Этот прямой подход создает выходной сигнал VH, который в линейных устройствах отражает мощность магнитного поля или плотность магнитного потока как функцию расстояния от датчика Холла. Выходное напряжение увеличивается по мере приближения и, следовательно, усиления магнитного поля, и наоборот.

Положительные и отрицательные магнитные поля также можно различать линейными приборами. Для индикации определения положения нелинейные устройства могут быть сделаны так, чтобы запускать выход «ВКЛ» на предварительно установленном расстоянии воздушного зазора от магнита.

6.2 Обнаружение сбоку

«Обнаружение сбоку» — вторая конфигурация обнаружения.Это требует перемещения магнита в сторону по лицевой стороне элемента с эффектом Холла. Например, подсчет вращающихся магнитов или измерение скорости вращения двигателей, вбок или обнаружение скольжения полезно для обнаружения наличия магнитного поля, когда оно движется по лицевой стороне элемента Холла в пределах фиксированного расстояния воздушного зазора.

Линейное выходное напряжение, представляющее как положительный, так и отрицательный выходной сигнал, может генерироваться в зависимости от направления магнитного поля, когда оно проходит через осевую линию нулевого поля датчика. Это позволяет идентифицировать направленное движение как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

Датчики на эффекте Холла

находят широкое применение, особенно в качестве датчиков приближения. Там, где к факторам окружающей среды относятся вода, вибрация, грязь или масло, например, в автомобилях, их можно использовать вместо оптических и световых датчиков. Настоящее зондирование также может быть выполнено с помощью инструментов на эффекте Холла.

Круговое электромагнитное поле образуется вокруг проводника, когда через него проходит ток, как мы узнали в предыдущих уроках.Электрические токи в диапазоне от нескольких миллиампер до тысяч ампер можно рассчитать по индуцированному магнитному полю, поместив датчик Холла рядом с проводником без использования больших или дорогих трансформаторов и катушек.

Датчики на эффекте Холла

могут использоваться для обнаружения ферромагнитных материалов, таких как железо и сталь, в дополнение к обнаружению наличия или отсутствия магнитов и магнитных полей, путем размещения небольшого постоянного «смещающего» магнита позади активной области устройства. Любой сдвиг или нарушение этого магнитного поля, вызванное введением железистого материала, может быть обнаружено с чувствительностью до мВ / Г.

В зависимости от типа устройства, цифрового или линейного, существует множество способов подключения датчиков на эффекте Холла к электрическим и электронным схемам. Использование светоизлучающего диода, как показано ниже, является очень простым и легким в сборке примером.

Датчики на эффекте Холла

можно использовать по-разному из-за различных магнитных перемещений.Как в промышленных, так и в бытовых условиях эти инструменты чаще всего используются для измерения присутствия, положения и близости объектов.

Датчики тока, датчики давления и датчики потока жидкости — все это популярные приложения для датчиков Холла в промышленных и производственных процессах. В трансформаторах тока датчики на эффекте Холла представляют собой недорогой бесконтактный способ измерения магнитного потока постоянного тока.


Ⅶ Применение датчика Холла

7.1 Датчик на эффекте Холла в вращающихся приложениях

Датчики скорости работают, подсчитывая количество оборотов вала или диска за заданный промежуток времени. Диск, прикрепленный к валу двигателя, вращается рядом с датчиком Холла и имеет магниты по периметру.

Состояние датчика смещается при движении через него магнитов. На основании этих данных датчик рассчитывает обороты. Например, если диск или вал имеет четыре магнита, датчик может переключать состояния четыре раза за оборот.

Это позволяет датчику измерять частоту вращения на основе известного параметра, согласно которому на один оборот будет приходиться четыре импульса.

Эта технология используется в бесщеточных двигателях постоянного тока для отслеживания скорости и определения положения вала. Это позволяет им работать в определенных диапазонах оборотов, но при этом изменять скорость двигателя в любое время.

Это значительно упрощает управление двигателями. Это также позволяет им контролировать расположение вала на двигателе, что делает их гораздо более гибкими в робототехнике, чем двигатели без датчиков Холла.

7.2 Датчик на эффекте Холла для работы с приближениями

На основе магнитного поля датчики на эффекте Холла могут обнаруживать приближение. Если напряженность магнитного поля постоянна и определена, можно определить положение датчика по отношению к магниту.

Когда магнит перемещается в зону его действия, датчик меняет состояние и предупреждает контроллер. Бесконтактные датчики на эффекте Холла можно использовать по-разному. Роботизированные инструменты, роботизированные захваты, пневматика и множество других не роботизированных приложений используют их.

7.3 Использование бесконтактных датчиков на эффекте Холла в робототехнике

Бесконтактные датчики на эффекте Холла также могут использоваться в робототехнике. Они хороши для определения магнитной силы и близости магнита. Датчики на эффекте Холла могут использоваться для удовлетворения различных требований безопасности. Они часто используются в инструментах для подтверждения зажима на управляющее устройство.

Подтверждение зажима блокирует работу ячейки до тех пор, пока все секции не будут полностью зажаты, что позволяет ей функционировать безопасно.Магниты, встроенные в инструмент, которые попадают в диапазон чувствительности датчика Холла при правильном зажиме, обычно требуют подтверждения детали. Роботизированный контроллер или ПЛК знает, что ячейка безопасна для работы, когда все датчики отображают сигнал.

В робототехнике датчики на эффекте Холла чрезвычайно полезны. Для определения изменений в клетке большинство роботизированных клеток используют датчик Холла. Они используются для считывания скорости и положения бесщеточных двигателей постоянного тока. Они используются в пневматических цилиндрах, чтобы определить, выдвинут или втянут цилиндр.

Их также можно использовать для поддержания здоровья персонала, уведомив контролирующий орган о подтверждении зажима инструмента. Без датчиков Холла индустрия робототехники будет совсем другой.


Ⅷ Как проверить датчики на эффекте Холла

Датчики положения распредвала и коленчатого вала — это датчики на эффекте Холла, которые управляют положением распредвала и коленчатого вала соответственно. Перед датчиком проходит небольшой магнит. Выходное напряжение увеличивается по мере приближения магнита к датчику.Напряжение падает по мере удаления магнита от датчика. Для оценки положения вала электронный модуль управления отслеживает выходные сигналы этих датчиков. Контроллер ЭСУД может поддерживать точное управление двигателем благодаря датчикам положения распределительного и коленчатого валов, а также другим электрическим датчикам, соленоидам и форсункам. Понимание основ датчиков на эффекте Холла поможет вам правильно протестировать сомнительный датчик.

• Шаг 1

Снимите датчик с блока цилиндров.Удалите масло, грязь или металлическую стружку с наконечника датчика.

• Шаг 2

Изучите схему двигателя, чтобы найти датчик распределительного вала или сигнал коленчатого вала, поступающий в ECM. Сигнальный провод от блока управления двигателем следует снять. Подключите сигнальный провод к одному концу перемычки. Подключите другой конец перемычки к краю датчика Optimistic. Подключите отрицательный щуп к устойчивому заземлению шасси. При необходимости подключите отрицательный щуп к заземлению шасси с помощью перемычки и зажимов типа «крокодил».

Чтобы проверить напряжение постоянного тока, включите электрический вольтметр. Поверните пусковой переключатель в положение «Вкл.». В идеале напряжение должно быть около 0 вольт. Медленно поверните магнит перпендикулярно передней части датчика. Когда магнит приближается к датчику, напряжение должно расти, а по мере удаления напряжение должно падать. Проблема с датчиком или его подключениями, если напряжение не меняется.


Ⅸ FAQ

1. Как работает датчик Холла?

Используя полупроводники (например, кремний), датчики на эффекте Холла работают, измеряя изменяющееся напряжение, когда устройство находится в магнитном поле.Другими словами, как только датчик на эффекте Холла обнаруживает, что он теперь находится в магнитном поле, он может определять положение объектов.

2. Что запускает устройство на эффекте Холла?

Датчики

на эффекте Холла активируются магнитным полем, и во многих приложениях устройством можно управлять с помощью одного постоянного магнита, прикрепленного к движущемуся валу или устройству. Существует множество различных типов движений магнита, таких как «лобовое движение», «вбок», «толкание-толкание» или «толкание-толкание» и т. Д. С обнаружением движений.

3. Для чего нужен датчик Холла?

Датчики

на эффекте Холла обычно используются для измерения скорости вращения колес и валов, например, для определения угла опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания, тахометров и антиблокировочных тормозных систем. Они используются в бесщеточных электродвигателях постоянного тока для определения положения постоянного магнита.

4. В чем принцип эффекта Холла?

Принцип эффекта Холла гласит, что когда токопроводящий проводник или полупроводник помещается в перпендикулярное магнитное поле, напряжение может быть измерено под прямым углом к ​​пути тока.

5. Насколько чувствителен датчик Холла?

Эти логометрические устройства имеют чувствительность 5 мВ / Гс и 2,5 мВ / Гс соответственно, диапазон рабочих температур от -40 ° C до + 150 ° C и температурную компенсацию во всем рабочем диапазоне.

6. В чем разница между датчиком на эффекте Холла и индуктивным датчиком?

Индуктивные датчики обнаруживают металлические предметы, а датчики на эффекте Холла обнаруживают наличие магнитного поля.

7. Каково происхождение эффекта Холла?

История эффекта Холла начинается в 1879 году, когда Эдвин Х. Холл обнаружил, что небольшое поперечное напряжение появляется на тонкой металлической полоске с током в приложенном магнитном поле.

8. Как определить неисправность датчика Холла?

Потеря мощности, громкий шум и ощущение, что двигатель каким-то образом заблокирован, часто являются признаком того, что либо контроллер не работает, либо у вас могут быть проблемы с датчиками холла внутри двигателя.

9. Что находится внутри датчика Холла?

Датчик на эффекте Холла представляет собой тонкую полоску из полупроводникового материала, похожую на микросхему внутри микро- или RAM-устройства. Работает по принципу электромагнетизма. При перемещении магнита достаточно близко к датчику генерируется небольшое напряжение. Это идет на усилитель, который повышает напряжение до уровня, достаточного для использования другими электронными устройствами.

Лучший пример — датчик скорости колеса.Небольшой магнит прикреплен к внутренней части автомобильного колеса. Каждый раз, когда магнит проходит мимо датчика, происходит один оборот колеса. Информация передается на блок спидометра и одометра, где отображается водителю.

10. Для чего нужен датчик Холла в автомобиле?

Датчик Холла работает с помощью магнитного поля и может также называться датчиком положения кривошипа. Он проверяет положение коленчатого вала двигателя для зажигания свечей зажигания.В плохом состоянии двигатель может заглохнуть и не запустится без сигнала датчика Холла.

Датчики

на эффекте Холла также могут использоваться для определения скорости, расстояния или положения коленчатого вала двигателя и положения распределительного вала. Все датчики на эффекте Холла имеют разную внутреннюю электронику с разными программными измерениями и не являются взаимозаменяемыми.

Альтернативные модели

Деталь Сравнить Производителей Категория Описание
ПроизводительНомер детали: 94HAB16T сравнить: Текущая часть Производитель: Grayhill Категория: DIP / SIP-переключатели Описание: Переключатель DIP SP16T 16 Отвертка для промывки 0. 03A, 30 В постоянного тока, ПК, 10000 циклов, трубка со сквозным отверстием, 2,54 мм,
Производитель Номер детали: CRD16RM0CB сравнить: 94HAB16T против CRD16RM0CB Производители: C&K Components Категория: DIP / SIP-переключатели Описание: Переключатель DIP SP16T 16 Отвертка для промывки 20VAC 20VDC 0.4 ВА Штыри для ПК 30000 Цикл 2,54 мм Труба со сквозным отверстием
Номер детали: CD16RM0AK сравнить: 94HAB16T VS CD16RM0AK Производители: C&K Components Категория: DIP / SIP-переключатели Описание: Переключатель DIP SP16T 16 Отвертка для промывки 20VAC 20VDC 0. 4 ВА Штыри для ПК 20000 Циклы Трубка со сквозным отверстием 2,54 мм
Производитель Номер детали: CRD16RM0AK сравнить: 94HAB16T VS CRD16RM0AK Производители: C&K Components Категория: DIP / SIP-переключатели Описание: Переключатель DIP SP16T 16 Отвертка для промывки 20VAC 20VDC 0.4 ВА Штыри для ПК 30000 Циклы 2,54 мм Труба со сквозным отверстием

Что такое эффект Холла и каковы его приложения?

XIX век был временем больших научных прорывов. Это было в ту эпоху, когда впервые был открыт эффект Холла; способ измерения магнитного поля. Может показаться, что это было давно, и открытия того времени могут показаться относительно первобытными по сравнению с более новыми научными концепциями, такими как секвенирование генома человека и квантовые вычисления. Но то, что он долго лежит в зубе, не означает, что он бесполезен.

Если вы читали наш блог «Что такое термопара?» вы будете знакомы с эффектом Зеебека, открытием 1800-х годов в измерении напряжения металлов для определения температуры; инструмент, который широко используется и по сей день.Эффект Холла следует по тому же пути, но что такое эффект Холла и как он работает? Кто и как использует датчики Холла или устройства Холла? Прочтите, чтобы узнать основы этого впечатляющего, а теперь и плодотворного открытия.

Рис. 1. Магнит, одна из основных сил

Что такое эффект Холла?

Электромагнетизм — одна из четырех фундаментальных сил; гравитация, слабое ядерное взаимодействие и сильное ядерное взаимодействие — вот остальные. Эти темы слишком широки для этого скромного блога, но имейте это в виду; существует связь между электричеством и магнетизмом. То, что мы воспринимаем как электричество, — это в основном движение свободных электронов по проводящему проводу. Поскольку электроны заряжены отрицательно, их можно толкать или притягивать магнитным полем. Следовательно, с помощью магнита можно протолкнуть электроны через провод и создать ток. Нет, это не волшебный трюк, это называется индукцией. На этой взаимосвязи между магнитом и электрическим током основан эффект Холла, а именно на влиянии магнитного поля на электроны, составляющие ток.

Устройства на эффекте Холла — один из наиболее распространенных способов измерения магнитных полей. В датчиках этого типа путь электрического тока в полупроводнике изменяется с помощью расположенного поблизости магнита. Это изменение тока можно измерить как напряжение, поскольку на одной стороне полупроводника будет больше электронов, и она будет заряжена отрицательно. В то время как на другой стороне будет меньше электронов и, следовательно, более положительный заряд. Величина напряжения пропорциональна влияющему магнитному полю; если он сильный, то будет большая разность потенциалов, а если он слабый, то будет небольшое напряжение.Давайте посмотрим на схему базового датчика эффекта Холла, чтобы лучше понять эту идею.

Рисунок 2: Базовый датчик на эффекте Холла

Датчик на эффекте Холла представляет собой простую пластину из полупроводящего материала, которая является частью цепи. Как вы можете видеть на Рисунке 2, в настоящий момент ничего страшно захватывающего не происходит; электроны электрического тока проходят через нашу простую цепь. Мы собираемся поднести магнит к этому устройству.

Рисунок 3: Магнит, приближающийся к датчику Холла

Когда магнит приближается, электроны тока отклоняются.Следовательно, чем ближе магнит приближается, тем больше отклоняются электроны. Следовательно, по мере приближения магнита создается все большее и большее измеряемое напряжение. В качестве альтернативы, вместо того, чтобы подвигать магнит ближе, вы можете сделать магнит сильнее. Это создаст более сильное магнитное поле и тем самым вызовет большее увеличение напряжения.

Рисунок 4: Магнит, расположенный очень близко к датчику Холла, создающий большее напряжение

Обратите внимание на разные показания мультиметров на рисунках 2, 3 и 4.С увеличением напряженности магнитного поля одинаково увеличивается и напряжение. Даже в сильных магнитных полях создаваемая разность потенциалов невероятно мала. Полное устройство на эффекте Холла может включать в себя какой-то усилитель для усиления сигнала с целью создания напряжения такой величины, которую мы можем использовать.

Открытие эффекта Холла

Хотя эффект Холла был открыт в конце 19 века. Лишь 70 лет спустя это открытие было впервые использовано на практике. Переключатель мощности микроволн был первой реализацией устройства. По мере удешевления производства полупроводников возможности использования датчиков на эффекте Холла росли. Теперь вы можете найти их везде, от самолетов до мобильных телефонов и даже в посудомоечных машинах.

Давайте на мгновение отложим теорию и подумаем над некоторыми практическими применениями этого принципа. Самым простым было бы использовать эффект Холла как своего рода датчик приближения. Если магнитное поле может вызвать изменение пути электрического тока, тогда мы могли бы встроить магнит в объект и количественно определить, сколько раз он приближался к другому объекту, просто ощущая изменение напряжения, когда он приближается к электрическому току.

Если бы мы, например, поместили наш примитивный датчик приближения на лопасть ветряного генератора, мы могли бы ощущать каждый раз, когда лопасть совершает полный оборот. Это определение вращения может позволить оператору ветряной мельницы измерять всевозможные вещи, такие как скорость наружного ветра или потенциальную мощность, которая может быть произведена. Информацию можно было даже использовать в качестве предохранительного выключателя, который мог вызвать тревогу, если вращающиеся лопасти вращались со слишком высокой скоростью.

Применение датчика Холла

Довольно гипотетически, давайте быстро взглянем на одно современное устройство, автомобиль, и посмотрим, насколько распространены датчики Холла на самом деле.Если вам понравилось удобство управления стеклоподъемниками или боковыми зеркалами, то вы использовали датчик Холла. Будь то пожиратель бензина или эконом-класс, ваш автомобиль сокращает расход топлива за счет системы впрыска топлива и контроля работы коленчатого вала, что возможно благодаря датчикам Холла. Возможно, вы знакомы с термином «накачать тормоза», но в противном случае это означает, что вам повезло, что вы выросли в эпоху антиблокировочных тормозных систем.

В этом изобретении датчик Холла поддерживает вращение ваших шин с оптимальной скоростью и, вместо того, чтобы буксовать до полной остановки, фактически заставляет вашу машину останавливаться быстрее, когда вы нажимаете на тормоза. Действительно, датчики Холла можно встретить повсюду: в стиральных машинах, на платах компьютеров и в промышленном оборудовании. Использование этого устройства позволило увеличить количество изобретений; которые помогают нам во всем, от безопасности до эффективности, и даже просто в современных удобствах, которые мы считаем само собой разумеющимися.

Рис. 5. Элементы автомобиля, в которых используются датчики Холла

Еще одним важным применением датчиков Холла является их использование в качестве преобразователей тока.Поскольку эффект Холла измеряет магнитное поле, являющееся продуктом технологического провода, по которому проходит ток, это отличный тип датчика для использования в некоторых типах преобразователей тока. Когда технологический ток проходит через апертуру нашего преобразователя, он создает пропорциональное вторичное магнитное поле внутри прибора, которое воздействует на датчик Холла. Преобразователи тока — это увлекательное устройство управления технологическим процессом, и мы рассмотрим их более подробно в разделе «Что такое преобразователь тока?» Здесь, в компании Enercorp, мы поставляем датчики тока всем профессионалам отрасли. Взгляните на наш Текущий раздел, где вы можете ознакомиться с некоторыми реальными примерами и увидеть широкий спектр возможностей и характеристик этого инструмента.

Рис. 6. Пара преобразователей тока Enercorp

Поскольку магнитное поле является ключевой переменной, вызывающей реакцию датчиков Холла. Все, к чему вы можете прикрепить магнит, может стать чем-то вроде устройства Холла. Теперь, когда управление процессами и автоматизация становятся такой важной частью операций; Потребность в настраиваемых и высокопроизводительных датчиках является безжалостной.Без датчиков Холла современные машины не могли бы работать с такими функциями и стандартной эффективностью, которые мы привыкли ожидать. Все, от транспорта, производства, здравоохранения, автоматизации зданий и других отраслей, будет экспоненциально отличаться от того, что мы знаем сегодня.

Что нужно знать о датчиках Холла и герконовых переключателях

Датчики на эффекте Холла и герконовые датчики: преимущества и применение

Геркон и датчики Холла применяются в бытовых приборах и автомобильных системах. Оба устройства используют изменения магнитного поля для активации или деактивации переключающих контактов. Читайте дальше, чтобы узнать о герконовых переключателях и датчиках холла, а также о том, как они работают в аналоговых приложениях и приложениях, управляемых микрочипами.

Цифровые датчики в дискретных приложениях

Многие специальные приложения для магнитных датчиков включают цифровые датчики, которые неоднократно доказывали свою эффективность. Они очень надежны в системах, требующих цифрового вывода для проверки положения объекта.Например, если цифровой датчик не обнаруживает защитное ограждение на элементе оборудования, оборудование не будет работать. Вот типичные области применения магнитных датчиков:

Геркон: использование и преимущества

Датчик герконового переключателя не требует электрических цепей или питания для работы и подходит для силовых нагрузок переменного и постоянного тока. В механизме переключения используются контакты на язычках из драгоценных металлов, например ферромагнетика, в герметичном стеклянном корпусе. Например, в дверце холодильника контакты замыкаются, чтобы загореться светодиод, когда дверца открыта (потому что геркон не может обнаружить магнитное поле).К преимуществам язычкового датчика относится защита от таких факторов окружающей среды, как влажность.

Применение и преимущества цифрового датчика Холла

Цифровые датчики Холла используют полупроводники. Колебания магнитного поля, а не физические движения магнита, диктуют свое выходное напряжение. Переключатель может работать только с низким постоянным напряжением и током. Он основан на активной схеме и всегда использует небольшой ток. Эти цифровые датчики обладают высокой надежностью с точки зрения высокоскоростных и высокоточных датчиков в стиральных машинах и аналогичных бытовых приборах.

Аналоговые / ратиометрические датчики

Современный аналоговый переключатель на эффекте Холла с высокой точностью определяет положение магнита и мгновенно обеспечивает высокоточный логометрический выходной сигнал. Его аналоговый выходной сигнал очень стабилен в широком диапазоне температур, поскольку он отслеживает угол магнитного потока, а не амплитуду.

Типы датчиков Холла для аналоговых датчиков включают:

Поворотные датчики на эффекте Холла — Сценарии их использования включают в себя автомобильную промышленность, а также определение положения клапана рециркуляции ОГ на двигателях автомобиля и положения шкалы в приборах.Его преимущества включают точность и стабильность в нормальных диапазонах рабочих температур.

Линейный датчик на эффекте Холла — Эти датчики отслеживают линейное движение магнитного поля, а не его вращение. Они обеспечивают высокоточный логометрический выходной сигнал относительно конкретного положения / движения датчика. Их наиболее распространенные применения включают переключение передач трансмиссии в автомобилях и отслеживание уровня жидкости.

При выборе высокоточных цифровых / аналоговых датчиков часто приходится учитывать герконовый переключатель ипреимущества переключателя на эффекте Холла. Оба они используются в обычных автомобильных и бытовых приборах. Если вы ищете эти или другие магнитные решения, немедленно свяжитесь с нами в Allied Components International. Мы специализируемся на изготовлении электрических компонентов на заказ, включая силовые индукторы и трансформаторы.

Allied Components International

Allied Components International специализируется на разработке и производстве широкого спектра стандартных магнитных компонентов и модулей, таких как индукторы для микросхем, магнитные индукторы на заказ и трансформаторы на заказ.Мы стремимся предоставлять нашим клиентам продукцию высокого качества, обеспечивать своевременные поставки и предлагать конкурентоспособные цены.

Мы — растущее предприятие в магнитной промышленности с более чем 20-летним опытом.

Датчики — эффекты Холла

Эффекты Холла

Micropac обеспечивают отказоустойчивость и точность для военных приложений. Определяя изменение магнитного поля или смещая устройство в обратном направлении, мы предлагаем оба варианта, которые могут обнаруживать черные или цветные металлы. Идеально подходит для управления двигателем, измерения скорости, положения и тока.

Все товары

Фильтры

Очистить фильтры

Поиск

В наличии В наличии

Тип компонента С фиксацией, смещенной назад, без фиксации, без фиксации,

Упаковка 3-контактная керамическая трубка из нержавеющей стали с витым триплетом Трубка из нержавеющей стали с разъемом 3-контактный керамический вентилируемый корпус

Скрининг CommercialScreenedSpace Уровень

Ток питания 50 мА 25 мА

Напряжение питания 3. От 5 В до 20,0 В от 18,0 до 32,0 В от 3,5 В до 24,0 В

productDetails[0].componentType»/>
Продукт не. Техническая спецификация Тип компонента Упаковка Скрининг Ток питания Напряжение питания ТИП BOP / BRP / BHYS

Погрузка. ..

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.