Холов датчик - цел и принцип на работа

Ако искате да научите повече за устройството и функцията на Холовия датчик и какви са неговите особености, в тази статия ви предоставяме интересни факти.

Холовият датчик (наречен още датчик на Хол) играе важна роля в автомобилостроенето, авиацията, приборостроенето, а също и в други индустрии.

Въпреки че е дребен елемент от автомобилната система, той е от голямо значение за синхронизирането на отделните елементи на един автомобил.

Той се монтира на различни места в автомобилната система и присъства в ABS системата, както и в ESP, VCS, PSM системите.

Устройство и функция на Холов датчик

Датчикът на Хол (наречен също  датчик, използващ ефекта на Хол) е преобразувател, който променя изходното си напрежение в резултат на промяна на интензитета на магнитното поле.  Казано с по-прости думи датчикът на Хол е устройство, което измерва силата на магнитното поле.

Холовият датчик представлява слот с полупроводник от едната страна и постоянен магнит от другата. Когато  магнитното му поле премине ток, силата, която действа на електроните, е с вектор перпендикулярен на тока и  магнитното поле.

Всички видове датчици, които се базират на ефекта на Хол,  се използват в съвременни прецизни приложения, за, определяне на скорост, безконтактно превключване, позициониране. 

На базата на ефекта на Хол се създават и други видове сензори, например такива за ъглово и линейно изместване, за магнитно поле, ток и дебит.

Холовите датчици на Logic Hall например се прилагат в различни устройства за синхронизация, четци на магнитни карти, превключватели за близост , системи за запалване, клавиши и други. Интегралните линейни сензори също имат широко приложение  за измерване на линейно или ъглово изместване и електрически ток.

Освен в автомобили и мотоциклети сензорни устройства базирани на ефекта на Хол се използват и в производството на електронно оборудване.

Подобен тип устройства, които осъществяват безконтактно получаване на информация, се срещат и при перални машини за контролиране на скоростта на въртене на барабана, клавиатури и охладители за компютри.

Едно от най-разпространените устройства работещи с ефекта на Хол е сензорът на Хол за ключове. Изходът му променя логическото си състояние  в случай че магнитното поле надвишава определена стойност.

Сензорът на Хол за ключове е широко употребяван при безчетковите електродвигатели за отчитане на положението на ротора DPR.

Така наречения ефект на Хол е открит през 1879 г. от американския физик  Е.Г.Хол по време на работата си с тънки златни плочи. Той наблюдава интересно явление при поведението на проводник с ток в магнитно поле.

Ученият прави тест, при който открива, че ако през медна плоча, която е поставена между магнити, се предаде ток, на страничните й повърхности се появява потенциална разлика.

Ефектът на Хол представлява преминаване на електричество през проводник, с което се създава магнитно поле. Това се получава когато проводяща плоча се постави в магнитно поле и в резултат се създава напрежение, което е познато под името напрежение на Хол.

Големината на  магнитното поле зависи от големината на протичащия през него ток. Датчикът на Хол е полезен за измерване на големината на тока, без да се прекъсва захранването.

Недостатък на датчика на Хол е неговата чувствителност към електромагнитни смущения. Също така употребата на сложни електронни модули в дизайна на устройството на този датчик понижава в определена степен неговата точност. Тези особености трябва да се вземат предвид при работа с въпросното оборудване.

Холов датчик в автомобилната система

Ефектът на Хол намира приложение в автомобилната промишленост 75 години след откриването си, когато започва производството но полупроводникови филми със специфични свойства.

Датчикът на Хол участва при движението на коляновия вал и разпределителния вал. Неговата роля е да разпознава в какво положение се намират коляновият и разпределителният вал и също така да отговаря за синхронизирането на двигателя.

Сензорите на коляновия и разпределителния вал са едни от най-важните елементи в автомобилната система.

Това автомобилно устройство сканира оборотите на двигателя и положението на буталата и клапаните, контролира времето за запалване на двигателя и впръскването на гориво в цилиндрите на двигателя.

Холовият датчик отчита положението на гърбицата на вала при четиритактови двигатели. По този начин разпознава точно кой цилиндър в момента е в положение на горене и съответно синхронизира паленето на двигателя и впръскването на гориво.

Съществуват няколко вида датчици на Хол - индуктивни сензори, магнитни (сензори за ефект на Хол) и оптични сензори на хол и други видове. При повечето автомобили датчиците са магнитни, оптични или импулсни.

Магнитните и оптичните сензори се използват главно при по-старите модели автомобили. Този вид сензори на Хол имат дълъг живот на експлоатация, но се нуждаят от редовна диагностика и почистване. В противен случай с замърсяват с времето и способността им да отчитат точно намалява.

Оптичните датчици на Хол имат вдлъбнатина в средната си част, а магнитните датчици са с равна повърхност.

Датчикът  на Хол и всички основани на неговия принцип устройства намират широко приложение в авиацията, автомобилостроенето, приборостроенето и редица други индустрии.

Те се произвеждат от известни компании като например :

• Siemens
• Micronas Intermetall
• Honeywell
• Melexis
• Analog Device

Признаци на повреда при Холовия датчик

Когато един Холов датчик е замърсен или повреден, веднага се забелязва разлика в поведението на  даден автомобил.

Има няколко характерни признака, по които да се ориентираме, за да разберем дали Холовия датчик на нашия автомобил е повреден или замърсен.

Те съответно са :

• един от цилиндрите отказва да работи
• трудно палене на двигателя
• светене на сигналната лампа на автомобилното табло
• забавяне при подаване на газта
• наличие на вибрации от двигателя

Подмяна на Холов датчик

Смяната на Холовия датчик на коляновия вал не е труден процес. Той е лесен за демонтиране при повечето модели автомобили и има букса, която улеснява развиването на болта на датчика.

Първата стъпка е неговото локализиране, като той обикновено се намира близо до ремъка/веригата на автомобила.

Нещото, което трябва да се има на предвид е, че при някои модели автомобили Холовия датчик е  труден за достъп.

При откриването на датчика можем да се ориентираме по дългия болт, с който той е захванат. Холовият датчик няма други болтове, гайки или скоби, с които да се прикрепя. Изключение правят някои модели мерцедес, при които датчикът е прихванат  с два болта.

Първо трябва да се махне буксата, а след това и дългия болт на Холовия датчик. При демонтаж на Холовия датчик е необходимо да се махнат и клемите на акумулатора.

При подмяна на стария Холов датчик с нов се препоръчва да се почисти първо стария.

Почистване на Холов датчик

Процеса по почистване на Холовия датчик на коляновия вал също не е много труден. Единствено представлява трудност неговото откриване. За почистването ви е необходим разредител, който да отстрани слоят от замърсявания по датчика.

Понякога почистването на Холовия датчик може да спомогне за отстраняването на проблема без да се налага неговата замяна.

Ако и след почистването на датчика все още се забелязват признаци на повреда, то се препоръчва да се вземе направо нов Холов датчик. Цената му е сравнително ниска. Също така чисто новите датчици на Хол се характеризират с дълъг живот на експлоатация.

При автомобилите с марката BMW има някои трудности при окабеляването на Холовия датчик. При тях особеното е, че датчиците се нуждаят от по-често почистване, отколкото при другите видове автомобили.

При стари модели автомобили като например Golf 2, 3 и 4 също има определени проблеми с Холовия датчик. W-образните двигатели от своя страна разполагат с два датчика.

Холовият датчик за колянов вал за автомобили с марката Volkswagen е на сравнително ниска цена.

Най-добрият начин да удължите живота на Холовия датчик на вашия автомобил е като карате автомобила си редовно в сервиз за пълен диагностичен преглед.

При редовна диагностика на автомобила най-добре може да се открие дали има сериозна повреда в Холовия датчик или просто се нуждае от почистване.