Датчик Холла: принцип работы, типы, применение, как проверить

На блоге мы уже рассматривали различные системы зажигания, в частности, бесконтактных, у которых механический прерыватель в трамблёре заменён хитрым датчиком. О нём и поговорим, о датчике Холла, так его называют. Датчик Холла принцип работы его заключается в том, что он дает отсечку в нужной точке для поджига рабочей смеси в цилиндре, но давайте по порядку.

[contents]

Что такое датчик Холла в автомобиле

Датчик холла это небольшое устройство, которое имеет электромагнитный принцип действия. Даже в старых автомобилях советского автопрома эти датчики имеются – они управляют работой бензинового мотора. Если в устройстве появляются неисправности, двигатель в лучшем случае потеряет стабильность.

Они используются для работы системы зажигания, распределения фаз в газораспределяющем механизме и других. Чтобы понять, какие неисправности относятся к поломке датчика, следует разобраться с его устройством и принципом действия.

Плюшки бесконтактной схемы

Чем же полезна бесконтактная система зажигания, помимо, собственно, отсутствия тех самых злополучных контактов?

Оказывается, её применение помогает поднять мощность силовых агрегатов, снижает количество вредных выбросов в атмосферу и даже понижает расход горючего.

Всё это, как уверяют специалисты, стало возможным благодаря большему, чем у более старых систем, напряжению образования искры, которое достигает 30 000 Вольт.

Эти плюшки, к слову, побуждают некоторых водителей менять старые контактные схемы на бесконтактные. Причём сделать это довольно просто и многие автовладельцы самостоятельно занимаются таким небольшим тюнингом.

Уважаемые читатели, как мы с вами видим, бесконтактная система зажигания принцип действия которой мы сегодня попытались изучить, стала очередным шагом к схемам качественно нового уровня, с более надёжными и долговечными узлами.

Где находится и как выглядит?

Эффект Холла нашел применение во многих системах автомобиля, таких как:

• Определяет положение коленчатого вала (когда поршень первого цилиндра окажется в верхней мертвой точке такта сжатия);
• Определяет положение распределительного вала (для синхронизации открытия клапанов в газораспределительном механизме в некоторых моделях современных ДВС);
• В прерывателе системы зажигания (на трамблере);
• В тахометре.

В процессе вращения вала двигателя датчик реагирует на величину прорезей зубцов, от чего образуется ток низкого напряжения, который поступает на коммутирующее устройство. Попадая в катушку зажигания, сигнал преобразуется в высокое напряжение, которое нужно для создания искры в цилиндре. Если датчик положения коленчатого вала неисправен, запуск мотора невозможен.

Подобный датчик стоит в прерывателе бесконтактной системы зажигания. Когда он срабатывает, происходит переключение обмоток катушки зажигания, что позволяет ей производить заряд на первичной обмотке и совершать разряд со вторичной.

На фото ниже показано, как выглядит датчик и где его устанавливают в некоторых автомобилях.

Ремонт и замена своими руками

При повреждении элементов конструкции ремонт датчика невозможен. Владельцу автомобиля необходимо поменять деталь на оригинальный сенсор или найти по справочникам либо каталогам аналог. Алгоритм установки нового датчика зависит от конструктивных особенностей автомобиля. Для выполнения работ нужен набор слесарного инструмента (гаечные ключи и отвертки). Процедура занимает 10–20 минут.

Чтобы заменить неисправный датчик положения распределительного вала, необходимо (на примере Lada Priora с 16-клапанным мотором):

1. Найти точку установки сенсора по электрической схеме или жгуту проводки, подведенному к передней крышке двигателя рядом со шкивом коленчатого вала.
2. Снять колодку проводки и отвернуть 2 болта, а затем аккуратно вынуть датчик из посадочного гнезда.
3. Осмотреть изделие. Если на корпусе имеются следы механического воздействия, снять пластиковый кожух и проверить состояние газораспределительного механизма. В противном случае установить новый сенсор, завернуть крепежные болты и подключить сигнальный кабель. При монтаже убедиться в наличии резинового уплотнителя.

Ряд производителей автомобилей рекомендует проводить замену датчика Холла через 100–150 тыс. км пробега.

Подобные требования обусловлены жесткими условиями эксплуатации (узлы работают в условиях перепадов температуры и подвергаются вибрационным нагрузкам). Циклы нагрева и охлаждения негативно влияют на полупроводники и способны разрушить пластиковый корпус. Вода или конденсат проникает в трещины и ускоряет выход датчика из строя.

Для замены датчика в трамблере следует:

1. Отстегнуть защелки и снять крышку.
2. Установить метки на шкиве коленчатого вала и газораспределительного механизма.
3. Отвернуть болты крепления и снять распределитель зажигания для дальнейшей разборки.
4. Демонтировать неисправный датчик и произвести осмотр и обслуживание элементов конструкции.
5. Установить новый сенсор и произвести сборку в обратной последовательности.
6. Проверить работоспособность двигателя и произвести регулировку зажигания (при необходимости).

Устройство

Устройство простого датчика холла состоит из:

• Постоянного магнита. Он создает магнитное поле, которое воздействует на полупроводник, в котором создается ток малого напряжения;
• Магнитопровода. Этот элемент воспринимает действие магнитного поля и вырабатывает ток;
• Вращающегося ротора. Это металлическая изогнутая пластина, которая имеет прорези. Когда вал основного устройства вращается, лопасти ротора поочередно перекрывают воздействие магнита на стержень, что создает внутри него импульсы;
• Корпуса из пластика.

Бюджетный вариант перехода на бесконтактную систему

Контакты механического размыкателя «подгорают» и изнашиваются, поэтому их приходится периодически чистить и регулировать зазор. Избавить владельцев классических ВАЗов (2101-2107) от этой рутинной работы позволяет установка модуля «Сонар ИК» (стоимостью 700÷900 рублей) в трамблер.

Устройство состоит из:

• оптического датчика (источника инфракрасного излучения и фотоприемника);
• усилителя электрического сигнала;
• коммутирующего транзистора.

Важно! Все вышеперечисленное смонтировано в миниатюрном влагозащищенном корпусе, что позволяет достаточно просто установить его на место штатного контактного прерывателя.

Принцип работы модуля заключается в следующем:

• При вращении ротора трамблера его кулачки периодически перекрывают световой поток оптического датчика.
• Электрические импульсы от фотоприемника усиливаются встроенной микросхемой и подаются на управляющий транзистор, который размыкает/замыкает цепь первичной обмотки катушки.

На заметку! Светодиодные индикаторы (красного и зеленого цвета) информируют о состоянии электронного коммутирующего ключа (замкнут/разомкнут).

Типы и сфера применения

Все датчики Холла делятся на две категории. Первая категория – цифровая, а вторая – аналоговая. Эти приборы успешно применяются в разных отраслях, в том числе и в автомобилестроении. Самый простой пример этого датчика – ДПКВ (измеряет положение коленчатого вала в процессе его вращения).

В других отраслях подобные устройства используются, например, в стиральных машинах (взвешивается белье на основании скорости вращения полного барабана). Еще одно распространенное применение подобных устройств – в компьютерной клавиатуре (мелкие магниты находятся на тыльной стороне клавиш, а сам датчик установлен под эластичным полимерным материалом).

Профессиональные электрики при бесконтактном замере силы тока в кабеле пользуются специальным прибором, в котором тоже устанавливается датчик Холла, который реагирует на силу магнитного поля, создаваемого проводами, и выдает значение, соответствующее силе магнитного вихря.

В автомобилестроении датчики Холла внедряются в разные системы. Например, в электромобилях эти устройства следят за зарядом батареи. Положение коленчатого вала, заслонки дросселя, скорость вращения колес и т.д. – все это и многие другие параметры определяются именно датчиками Холла.

Полезные советы

1. Так как чаще всего причина неисправностей кроется в состоянии проводов, то не стоит экономить на них. Качественные провода, которые имеют силиконовую изоляцию, отличаются долговечностью и надёжностью работы.
2. Неправильный крепёж проводной колодки нередко выступает причиной, по которой ломается коммутатор. После монтажа детали необходимо обязательно проконтролировать состояние посадки разъёма.
3. Если после установки бесконтактной системы зажигания тахометр перестал выполнять свои функции, то необходимо дополнительно вмонтировать в цепь между ним и катушкой конденсатор.

Линейные (аналоговые) датчики Холла

В таких датчиках напряжение прямолинейно зависит от силы магнитного поля. Другими словами, чем ближе будет находиться датчик к магнитному полю, тем выше выходное напряжение. В таких типах устройств нет триггера Шмидта и переключающего выходного транзистора. Напряжение в них берется непосредственно с операционного усилителя.

Выходное напряжение аналоговых датчиков Холла может генерироваться либо постоянным, либо электрическим магнитом. Также оно зависит от толщины пластин и силы тока, которая протекает через эту пластину.

Логика подсказывает, что выходное напряжение датчика можно бесконечно увеличивать с увеличением магнитного поля. На самом деле это не так. Напряжение на выходе из датчика будет ограничиваться напряжением питания. Пиковое выходное напряжение на датчике называется напряжением насыщения. Когда этот пик достигнут, бессмысленно продолжать увеличивать плотность магнитного потока.

На этом принципе работают, например, токовые клещи, с помощью которых измеряется напряжение в проводнике без контакта с самим проводом. Линейные датчики Холла используются также в приборах, измеряющих плотность магнитного поля. Подобные устройства безопасны в работе, так как они не требуют непосредственного контакта с токопроводящим элементом.

Пример использования аналогового элемента

На рисунке ниже представлена простая схема датчика, измеряющего силу тока, и работающего по принципу эффекта Холла.

Такой датчик тока работает очень просто. Когда по проводнику подается ток, вокруг него создается магнитное поле. Датчик фиксирует полярность этого поля и его плотность. Далее в датчике образуется соответствующее этой величине напряжение, которое поступает на усилитель и затем на индикатор.

Как большие электрические нагрузки можно контролировать с помощью датчиков Холла

Мы уже знаем, что выходная мощность датчика Холла очень мала (от 10 до 20 мА). Поэтому он не может напрямую контролировать большие электрические нагрузки. Тем не менее, мы можем контролировать большие электрические нагрузки с помощью датчиков Холла, добавив NPN-транзистор с открытым коллектором (сток тока) к выходу.

Транзистор NPN (приемник тока) функционирует в насыщенном состоянии в качестве переключателя приемника. Он замыкает выходной контакт заземлением, когда плотность потока превышает предварительно установленное значение «ВКЛ».

Выходной переключающий транзистор может быть в разных конфигурациях, таких как транзистор с открытым эмиттером, транзистор с открытым коллектором или оба. Вот так он обеспечивает двухтактный выход, который позволяет ему потреблять достаточный ток для непосредственного управления большими нагрузками.

Цифровые датчики Холла

Аналоговые устройства срабатывают в зависимости от силы магнитного поля. Чем оно выше, тем больше будет напряжение в датчике. С момента внедрения электроники в разные устройства контроля датчик холла обзавелся логическими элементами.

Прибор либо фиксирует наличие магнитного поля, либо не определяет его. В первом случае это будет логической единицей, и на исполнительное устройство или на блок управления поступает сигнал. Во втором случае (даже при большом, но не достигшем предельный порог, магнитном поле) устройство ничего не фиксирует, что называется логическим нулем.

В свою очередь цифровые устройства бывают униполярного и биполярного типа. Вкратце рассмотрим, в чем их отличия.

Униполярные

Что касается униполярных вариантов, то они срабатывают, когда появляется магнитное поле только одной полярности. Если к датчику поднести магнит с противоположной полярностью, устройство вообще не будет реагировать. Деактивация устройства происходит, когда сила магнитного поля снижается или оно вообще исчезает.

Нужная единица измерения выдается прибором в момент, когда сила магнитного поля максимальная. Пока этот порог не будет достигнут, прибор будет показывать значение 0. Если индукция магнитного поля маленькая, устройство не способно его фиксировать, поэтому и показывает нулевое значение. Еще один фактор, который влияет на точность измерений прибором, это его удаленность от магнитного поля.

Биполярные

В случае биполярной модификации прибор активируется, когда электромагнит создает конкретный полюс, а деактивируется при воздействии противоположного полюса. Если магнит при включенном датчике убрать, устройство не выключится.

Аналоговые и цифровые решения

Датчики на основе эффекта Холла фиксируют разницу потенциалов. Аналоговое решение, рассмотренное выше, основано на преобразовании индукции поля в напряжение с учетом полярности и силы поля.

Принцип работы цифрового датчика состоит в фиксации присутствия или отсутствие поля. В случае достижения индукцией определенного показателя датчик отмечает наличие поля. Если индукция не соответствует необходимому показателю, тогда цифровой датчик показывает отсутствие поля. Чувствительность датчика определяется его способностью фиксировать поле при той или иной индукции.

Цифровой датчик Холла может быть биполярным и униполярным. В первом случае срабатывание и отключение устройства происходит посредством смены полярности. Во втором случае включение происходит при появлении поля, отключается датчик в результате того, что индукция снижается.

На основе операции

На основе операции датчики эффекта Холла можно разделить на два типа:

• биполярный;
• униполярный.

Биполярный датчик Холла

Как следует из названия, эти датчики требуют как положительных, так и отрицательных магнитных полей для своей работы. Положительное магнитное поле южного полюса магнита используется для активации датчика, а отрицательное магнитное поле северного полюса — для его отключения.

Униполярный датчик Холла

Как следует из названия, эти датчики требуют только положительного магнитного поля южного полюса магнита, чтобы быть активированными. Эта же полярность задействуется для выключения датчика.

Назначение ДХ в системе зажигания автомобиля

Датчики Холла используются в бесконтактных системах зажигания. В них этот элемент установлен вместо бегунка прерывателя, который отключает первичную обмотку катушки зажигания. На рисунке ниже показан пример датчика Холла, который используется в автомобилях семейства ВАЗ.

В более современных системах зажигания датчик Холла используется только для определения положения коленчатого вала. Такой датчик называется датчиком положения коленчатого вала. Принцип его работы идентичен классическому датчику Холла.

Только за прерывание первичной обмотки и распределение высоковольтного импульса уже отвечает электронный блок управления, который программируется под особенности двигателя. ЭБУ способен адаптироваться под разные режимы работы силового агрегата, изменяя угол опережения зажигания (в контактных и бесконтактных системах старого образца эта функция возложена на вакуумный регулятор).

Как проверяют ДХ при возникновении подозрений

Устройство это очень надёжное, но абсолютной защиты от неисправности не существует. Поэтому иногда приходится проверять и эти датчики.

1. Самое простое — подменить ДХ на заведомо исправный. Это избавит от возни со щупами, пробниками и осциллографами. А стоит датчик недорого, его всегда полезно иметь в запасе если не для замены, то именно для проверки забарахлившей системы впрыска или зажигания.
2. Люди, знающие принцип действия датчика Холла, могут проверить его простейшими и не очень приборами. Например, щупом-пробником со светодиодом. Выход датчика представляет собой каскад с открытым коллектором. Это означает, что в положении физического нуля транзистор открыт, и если пробник включён между плюсом питания и выходом ДХ, то индикатор засветится. Перемещая репер перед полюсами датчика, можно заставить его мигать, что почти точно укажет на исправность ДХ и подсоединённых цепей проводки.
3. Слово «почти» было употреблено в том смысле, что точно убедиться в исправности можно лишь с помощью цифрового запоминающего осциллографа, который имеется у многих диагностов как приставка к ноутбуку. С его применением можно проверить параметр, который недоступен щупам — быстродействие датчика. Фронты напряжения должны быть достаточно крутыми, что осциллограф и покажет. «Заваленный» фронт может оказаться тем самым случаем, когда датчик вроде работает, и пробник или мультиметр это подтверждают, а система сбоит и светит ошибки.

Почти все случаи, поясняющие, что такое датчик Холла в автомобиле, рассмотрены, остаётся упомянуть вполне возможное менее явное присутствие этих небольших приборов в автоэлектронике. Многие машины оснащаются достаточно мощными электродвигателями, где также для работы силовой электроники используются датчики Холла, следящие за положением ротора в магнитном поле. И даже этим, возможно, проникновение ДХ в авто не заканчивается. Компактный, надёжный и точный прибор всегда найдёт себе область работы во всё больше обрастающем электроникой современном автомобиле.

Зажигание с датчиком Холла

В бесконтактных системах зажигания старого образца (бортовая система такого автомобиля не оснащена электронным блоком управления) датчик работает в такой последовательности:

1. Вал трамблера вращается (соединен с распределительным валом).
2. Пластина, закрепленная на валу, расположена между датчиком Холла и магнитом.
3. В пластине имеются прорези.
4. Когда пластина проворачивается и между магнитом образуется свободное пространство, в датчике за счет воздействия магнитного поля образуется напряжение.
5. Выходное напряжение поступает на коммутатор, который обеспечивает переключение между обмотками катушки зажигания.
6. После отключения первичной обмотки во вторичной обмотке генерируется высоковольтный импульс, который поступает на распределитель (трамблер) и идет на конкретную свечу зажигания.

Несмотря на простую схему работы, бесконтактная система зажигания должна быть идеально настроенной, чтобы в каждой свече в подходящий момент появлялась искра. В противном случае мотор будет работать нестабильно или вообще не заведется.

Возможные поломки и неисправности

Основные признаки поломки электронного датчика Холла:

1. Внезапное увеличение расхода топлива, сопровождающееся затрудненным пуском или падением динамики разгона. Причиной является поломка или загрязнение датчика, вызывающее некорректную работу форсунок. Избыток бензина выбрасывается с потоком отработавших газов в полость каталитического нейтрализатора. Повышение температуры из-за догорания смеси приводит к разрушению керамической вставки и закупорке каналов отвода выхлопных газов.
2. Перевод автоматической трансмиссии в режим аварийной работы с ограничением скорости движения. При повторном пуске двигателя проблема может пропадать на несколько минут. Блок управления фиксирует ошибочный сигнал и переключает электронику в аварийный режим работы. Симптом наблюдается на некоторых автомобилях импортного производства.
3. Нестабильная работа мотора при повреждении датчика распределительного или коленчатого вала, когда может плавать стрелка тахометра. Такое поведение двигателя приводит к росту расхода топлива. При поломке датчика в системе зажигания пуск силового агрегата блокируется либо мотор глохнет при попытке набора оборотов.
4. Включение контрольного индикатора Check Engine с одновременной записью кода ошибки в памяти блоков управления. Информацию считывают при помощи тестера, подключаемого к колодке диагностики OBD-II. Некоторые владельцы сталкиваются с отключением индикатора после прогрева мотора или повышения частоты вращения силового агрегата.

Преимущества автомобильного датчика Холла

С внедрением электронных элементов, особенно в системы, требующие тонкую настройку, инженерам удалось сделать системы более стабильными по сравнению с аналогами, которые управляются механикой. Примером тому является бесконтактная система зажигания.

У датчика, работающего по принципу эффекта Холла, есть несколько важных достоинств:

1. Он компактный;
2. Его можно установить абсолютно в любой части автомобиля, а в некоторых случаях даже непосредственно в самом механизме (например, в трамблере);
3. В нем нет механических элементов, благодаря чему его контакты не подгорают, как, например, в прерывателе контактной системы зажигания;
4. Электронные импульсы намного эффективней реагируют на изменение магнитного поля, независимо от скорости вращения вала;
5. Помимо надежности устройство обеспечивает стабильный электрический сигнал на разных режимах работы мотора.

Но у данного устройства есть и существенные недостатки:

• Самым главным врагом любого электромагнитного устройства являются помехи. Их в любом двигателе предостаточно;
• По сравнению с обычным электромагнитным датчиком данное устройство будет стоит порядком дороже;
• На его работоспособность влияет тип электрической схемы.

Бесконтактная, в чем фишка?

Как вы, наверное, помните, проблемы, имеющиеся в контактных системах зажигания автомобилей, были связаны с механическими частями.

Если точнее, то от импульсов тока, возникающих при подаче напряжения на катушку зажигания, частенько обгорали контактные группы прерывателя и распределителя, да и вообще они из-за постоянного трения сильно подвергались физическому износу. Эти проблемы частично были решены в контактно-транзисторном варианте, но всё же до идеала ещё было далеко.

Новым шагом на пути решения проблем стала бесконтактная система. В ней разработчики решили полностью отказаться от контактного прерывателя и заменили его новым узлом — бесконтактным датчиком. О том, какую именно роль выполняет данное устройство, читайте далее.

Применение датчиков Холла

Как мы уже говорили, устройства, основанные на принципе Холла, используются не только в автомобилях. Вот лишь некоторые отрасли, в которых либо возможно, либо обязательно наличие датчика Холла.

Применение линейных датчиков

Датчики линейного типа встречаются в:

• Приборах, определяющих силу тока бесконтактным путем;
• Тахометрах;
• Датчиках, определяющих уровень вибрации;
• Датчиках ферромагнетиков;
• Сенсорах, определяющих угол поворота;
• Бесконтактных потенциометрах;
• Бесколлекторных двигателях, работающих на постоянном токе;
• Датчиках расхода рабочего вещества;
• Детекторах, определяющих положение рабочих механизмов.

Применение цифровых датчиков

Что касается цифровых моделей, то они используются в:

• Датчиках, определяющих частоту вращения;
• Устройствах синхронизации;
• Датчиках системы зажигания в машине;
• Датчиках положения элементов рабочих механизмов;
• Счетчиках импульсов;
• Датчиках, определяющих положение клапанов;
• Устройствах блокировки дверей;
• Измерителях расхода рабочего вещества;
• Датчиках приближения;
• Бесконтактных реле;
• В некоторых моделях принтеров в качестве датчиков, определяющих наличие или положение бумаги.

Возможные неисправности

Если авто не запустилось, следует вначале проверить правильность подсоединения проводки. Также можно выкрутить свечи и проверить наличие искры.

Вполне возможно, при установке неправильно был выставлен трамблер, в частности, датчик Холла свои центром не совпадал с краем технологического отверстия, в итоге нарушен момент искрообразования.

Чтобы устранить неисправность, следует по новой произвести регулировку с предварительной установкой меток на шкиве с рисками на крышке, выставление положения бегунка, а после уже устанавливать датчик Холла.

Возможно также, что бесконтактное зажигание ВАЗ-2101 не работает потому, что один из составных элементов попросту неисправен. Поэтому перед установкой желательно коммутатор, трамблер и катушку проверить на авто, оснащенном такой системой зажигания.

Какие могут быть неисправности?

Вот таблица основных неисправностей датчика холла и их визуальные проявления:

Нередко бывает так, что сам датчик исправный, однако по ощущениям кажется, что он вышел из строя. Вот какие могут быть причины этому:

• Грязь на датчике;
• Обрыв провода (одного или нескольких);
• На контакты попала влага;
• Короткое замыкание (из-за влаги или повреждения изоляции сигнальный провод замкнуло с массой);
• Нарушение изоляции или экрана кабеля;
• Неправильно подключен датчик (перепутана полярность);
• Проблемы с высоковольтными проводами;
• Нарушение в работе блока управления авто;
• Неправильно установлено расстояние между элементами датчика и контролируемой деталью.

Как проверить самостоятельно

Вполне стандартная ситуация: двигатель плохо заводится, работает нестабильно или периодически глохнет. Описанные симптомы вполне могут быть вызваны неисправностью датчика Холла, установленного в распределителе зажигания. Как проверить его работоспособность? Наиболее правильно (с технической точки зрения) осуществлять это с помощью осциллографа. Однако, такой дорогостоящий измерительный прибор редко встречается «в хозяйстве» автолюбителя. А, вот стандартный мультиметр есть, практически, у всех. Именно с помощью него можно довольно легко проверить работоспособность сенсора. Для этого сначала собираем схему:

Далее все просто:

• Включаем блок питания (или просто подсоединяем провода к снятому с автомобиля аккумулятору): при этом показания вольтметра должны быть близкими к нулю (как правило, не более 0,3÷0,4 В).
• Вставляем в щель датчика плоский металлический предмет (подойдет пилка по металлу или нож). Если показания прибора резко увеличиваются (величина напряжения зависит от марки тестируемого сенсора), то датчик Холла исправен. В противном же случае можно сделать заключение, что перебои в работе двигателя происходили именно из-за него, и, следовательно, он подлежит замене на новый.

Если у вас нет мультиметра, то вместо него можно использовать светодиод (рассчитанный на прямое напряжение около 12 В и стоимостью порядка 10÷12 рублей), чтобы проверить датчик по аналогичному алгоритму.

На заметку! В качестве источника питания можно использовать регулируемый лабораторный блок или, в крайнем случае, батарейку типа «Крона» напряжением 9 В.

Проверка датчика

Чтобы точно убедиться в неисправности датчика, перед его заменой необходимо выполнить проверку. Самый простой способ выявить неисправность – действительно ли проблема в датчике – это провести диагностику на осциллографе. Прибор не только выявляет неисправности, но также укажет на скорую поломку устройства.

Так как не у каждого автомобилиста есть возможность проводить такую процедуру, есть более доступные способы диагностики датчика.

Диагностика мультиметром

Вначале мультиметр выставляется в режим замера постоянного тока (переключатель на 20В). Процедура производится в следующей последовательности:

• Отсоединяется бронепровод от распределителя. Он подключается к массе, чтобы в результате диагностики случайно не запустить авто;
• Активируется зажигание (ключ повернут до упора, но мотор не заводить);
• С распределителя снимается разъем;
• Минусовый контакт мультиметра подсоединяется к массе авто (кузову);
• В разъеме датчика имеется три контакта. Плюсовой контакт мультиметра подсоединяется к каждому из них в отдельности. Первый контакт должен показать значение 11,37В (или до 12В), второй – также в районе 12В, а третий – 0.

Далее проверяется датчик в работе. Для этого необходимо сделать следующее:

• Со стороны входа проводов в разъем вставляются металлические штыри (например, небольшие гвозди) так, чтобы они не прикасались друг к другу. Один вставляется в центральный контакт, а другой – к проводу минуса (обычно белого цвета);
• Разъем надевается на датчик;
• Включается зажигание (но мотор не заводим);
• Минусовый контакт тестера фиксируем на минусе (белый провод), а плюсовой – к центральному штырю. Рабочий датчик выдаст показатель приблизительно 11,2В;
• Теперь помощник должен стартером несколько раз провернуть коленвал. Показания мультиметра будут колебаться. Нужно заметить минимальное и максимальное значение. Нижняя планка не должна превышать 0,4В, а верхняя не должна опускаться ниже 9В. В этом случае датчик можно считать исправным.

Проверка сопротивления

Для замера сопротивления потребуется резистор (1 кОм), диодная лампочка и провода. К ножке лампочки припаивается резистор, а к нему подсоединяется провод. Второй провод фиксируется на второй ножке лампочки.

Проверка производится в следующей последовательности:

• Снимаем крышку трамблера, отсоединяем колодку и контакты самого распределителя;
• Тестер подсоединяют к клеммам 1 и 3. После активации зажигания на дисплее должно появиться значение в пределах 10-12 вольт;
• По такой же схеме к распределителю подсоединяется лампочка с резистором. Если полярность правильная, контролька засветится;
• После этого провод с третьей клеммы подсоединяется на вторую. Затем помощник при помощи стартера проворачивает мотор;
• Моргающая лампочка свидетельствует об исправном датчике. В противном случае его необходимо заменить.

Создание имитации контроллера Холла

Этот метод позволяет диагностировать датчик холла при отсутствии искры. Планка с контактами отключается от трамблера. Активируется зажигание. Небольшой проволокой выходные контакты датчика соединяются между собой. Это своеобразный имитатор датчика холла, который создал импульс. Если при этом на центральном кабеле образовалась искра, значит, датчик вышел из строя, и он нуждается в замене.

Структура и функции БСЗ

На основании рисунка кратко поясняется принцип работы системы:

Рисунок. Компоненты транзисторной системы зажигания

1. Аккумуляторная батарея
2. Выключатель зажигания и стартера
3. Катушка зажигания
4. Коммутатор
5. Датчик зажигания
6. Датчик-распределитель
7. Свеча зажигания

При включении зажигания (2) подается напряжение питания на первичную обмотку катушки зажигания (3). Через первичную обмотку проходит ток, как только коммутатор (4) получит сигнал с датчика зажигания (5), ток первичной обмотки прерывается. Клемма 1 катушки зажигания по средством коммутатора соединяется с массой. Во вторичной обмотке индуцируется высокое напряжение более 20 кВ.

Вторичное напряжение системы зажигания через клемму 4 катушки зажигания передается на датчик-распределитель на соответствующий цилиндр и свечу зажигания.

Блок управления определяет частоту вращения коленчатого вала (сигналы датчика) и на ее основании управляет временем накопления тока первичной обмотки катушки зажигания (длительностью открытого состояния выходного транзистора или тиристора системы зажигания) и его величиной. В соответствии с частотой вращения и напряжением аккумуляторной батареи, незадолго до появления искры зажигания устанавливается заданное значение первичного тока, то есть при увеличении частоты вращения длительность протекания тока увеличивается так же, как при уменьшении напряжения аккумуляторной батареи.

При включенном зажигании и неработающем двигателе (отсутствие сигнала датчика) через некоторое время (как правило, через одну секунду) отключается ток первичной обмотки катушки зажигания. Как только блок управления получит сигнал датчика (например, при запуске), он снова переходит в рабочее состояние.

Для адаптации момента зажигания к разным состояниям нагрузки регулировка осуществляется так же, как и в контактных системах зажигания, механическим способом посредством мембранного механизма вакуумного регулятора, а также центробежного регулятора. В результате сигнал датчика (и вместе с ним момент зажигания) изменяется в зависимости от оборотов и нагрузке двигателя.

Рисунок. Схема взаимодействия вакуумной и центробежной регулировки при управлении зажиганием посредством индуктивного датчика

1. Центробежный регулятор
2. Вакуумный регулятор опережения зажигания с мембранным механизмом
3. Вал распределителя зажигания 4 — Полый вал
4. Статор индуктивного датчика распределителя зажигания
5. Ротор датчика управляющих импульсов
6. Ротор распределителя зажигания

Индуктивное формирование сигнала в бесконтактной транзисторной системе зажигания накоплением энергии в индуктивности

В результате вращения ротора датчика управляющих импульсов изменяется магнитное поле и в индукционной обмотке (статоре) создается представленное на рисунке а, б переменное напряжение. При этом напряжение увеличивается по мере приближения зубцов ротора к зубцам статора. Положительный полупериод напряжения достигает своего максимального значения, когда расстояние между зубцами статора и ротора минимальное. При увеличении расстояния магнитный поток резко меняет свое направление и напряжение становится отрицательным.

Рисунок. Датчик управляющих импульсов по принципу индукции а) Технологическая схема

1. Постоянный магнит
2. Индукционная обмотка с сердечником
3. Изменяющийся воздушный зазор
4. Ротор датчика управляющих импульсов

б) временная характеристика переменного напряжения, индуктируемого датчиком управляющих импульсов tz = момент зажигания

В этот момент времени (tz) в результате прерывания первинного тока коммутатором инициируется процесс зажигания.

Рекомендуем: Что такое крутящий момент двигателя автомобиля?

Количество зубцов ротора и статора в большинстве случаев соответствует количеству цилиндров. В этом случае ротор вращается с уменьшенной вдове частотой вращения коленчатого вала. Пиковое напряжение (± U) при низкой частоте вращения составляет прибл. 0,5 В, при высокой — прибл. до 100 В.

Момент зажигания можно проконтролировать только при работающем двигателе, поскольку без вращения ротора изменение магнитного поля не происходит и в результате не создается сигнал.

Устранение неисправностей

Если есть желание отремонтировать датчик холла своими руками, в первую очередь потребуется приобрести так называемый логический компонент. Подобрать его можно в соответствии с моделью и типом датчика.

Сам ремонт выполняется следующим образом:

• Дрелью в центре корпуса делается отверстие;
• Канцелярским ножом обрезаются провода старого компонента, после чего прокладываются канавки для новых проводов, которые будут подключены к схеме;
• Новый компонент вставляется в корпус и соединяется со старыми контактами. Проверить правильность подключения можно при помощи контрольной диодной лампочки с резистором на одном контакте. Без воздействия магнита лампочка должна погаснуть. Если этого не происходит, то нужно поменять полярность;

• Новые контакты необходимо припаять к колодке прибора;
• Чтобы убедиться в правильно выполненных работах, следует диагностировать новый датчик при помощи вышеупомянутых способов;
• В завершение корпус необходимо герметично закрыть. Для этого лучше воспользоваться термоустойчивым клеем, так как на устройство часто воздействуют высокие температуры;
• Контроллер собирается в обратной последовательности.

Устранение поломок и неисправностей

При обнаружении повреждения корпуса, влияющего на работоспособность датчика, или выходе из строя микросхемы следует произвести установку нового изделия.

… о ремонте датчика

Не рекомендуется восстанавливать старый сенсор клеем или при помощи изоляционной ленты.

Владельцу автомобиля необходимо подобрать запасной элемент (например, по каталогу) и выполнить ремонт самостоятельно или в сервисе.

Как заменить датчик своими руками?

Не у каждого автолюбителя есть время для ручного ремонта датчиков. Им проще купить новый и установить его вместо старого. Данная процедура производится таким образом:

• В первую очередь нужно снять клеммы с аккумулятора;
• Снимается распределитель, отсоединяется колодка с проводами;
• Снимается крышка трамблера;
• Перед тем, как полностью демонтировать устройство, важно запомнить, как был расположен сам распределитель. Необходимо совместить отметки ГРМ и коленвала;
• Снимается вал распределителя;
• Отсоединяется сам датчик холла;

• На место старого датчика устанавливается новый;
• Производится сборка блока в обратной последовательности.

Датчики последнего поколения отличаются большим рабочим ресурсом, поэтому частая замена устройства не требуется. При обслуживании системы зажигания необходимо также обращать внимание и не это следящее устройство.

Немного истории

В 1879-м г. западным ученым Балтиморского ВУЗа – Э. Холлом, был открыт сенсационный и никем ранее не замеченный эффект — ежели в радиусе зоны воздействия электромагнита расположить кристаллический материал с полупроводниковыми свойствами (какую-либо пластину прямоугольного типа), а к его малым сторонам подвести напряжение, то на широких сторонах полупроводника появится ток.

Величина тока может дотягивать пары сот мВ.

Интересно, но в техническом применении это сенсационное открытие задержалось лет на семьдесят пять, что было связано со сложностями фабричного выпуска пластин этого типа.

Уже после, с мерой прогресса в области изучения и производства электронных компонентов, удалось изготовить небольшой прибор, содержащий все нужное в себе. Другими словами, и чип, и магнит, и все остальное.

Виды

Есть два типа датчиков Холла:

• Цифровые датчики.Работают на определение магнитного поля. Если индукция доходит до определенного предела, то датчик дает сигнал на присутствие магнитного поля. Если предел не достигнут, то сигнал равен нулю. Слабая индукция и малая чувствительность датчика не дает сигнал наличия поля. Недостатком такого типа датчика является то, что у него есть зона нечувствительности порогов. Цифровые датчики Холла делятся на униполярные и биполярные:
• Униполярные датчики Холла работают, если есть поле какой-либо полярности, выключаются при уменьшении индукции. — Биполярные датчики Холла срабатывают на изменение полярности поля. При одной полярности датчик включается, а при другой – выключается.
• Аналоговыйвид датчиков Холла изменяет индукцию поля в разность потенциалов. Значение датчика зависит от полярности и его силы. Нужно учитывать, на каком расстоянии находится датчик.

Применение

Датчики Холла входят в состав многих приборов. Чаще они применяются в измерении напряженности поля магнитной индукции, в электродвигателях, в ионных двигателях ракет. Широкое распространение датчики Холла нашли в устройстве системы зажигания современных автомобилей.

Также они используются в бесконтактных выключателях, герконах, при измерении силы тока, уровня жидкости и других местах. Главное их преимущество – это воздействие без физического контакта.

Как проверить на автомобиле исправность датчика Холла

В быту с такой проблемой сталкиваются чаще всего автомобилисты. Наиболее простым способом является обыкновенная замена на исправный датчик. Если после замены система зажигания заработала, значит необходимо менять датчик. Если нечем заменить проверяемый датчик, то собирают простое устройство, которое может имитировать работу датчика Холла. Берется кусок провода, и тройной разъем от распределителя зажигания. Эти предметы работают аналогично датчику.

Для контроля пользуются обычным мультиметром. Если датчик вышел из строя, то тестер покажет 0,4 вольта или меньше. Также проверяется работа датчика путем проверки искры при подключении зажигания. Перед этим соединяют концы провода к выходам коммутатора. Если неисправность возникла не на автомобиле, а на другом оборудовании, то необходим тестер. Методика проверки будет зависеть от прибора, в котором установлен датчик.

Датчики Холла в смартфонах

Мобильные гаджеты имеют в составе много функциональных блоков. Среди них есть вспомогательные датчики, одним из которых является датчик Холла. В современных устройствах связи такие датчики являются измерительными элементами, с помощью которых определяют мощность магнитного поля, его изменения. Они называются в честь ученого Холла.

Для чего установлен датчик Холла в смартфоне

Этот сенсорный элемент имеет много возможностей. Одной из них является измерение магнитной индукции приборов, а также бесконтактное управление. В дорогих моделях смартфонов имеется магнитометр, работа которого основана на датчике Холла.

Будет интересно➡ Диодный мост – что это такое?

На многих мобильниках этот датчик не полностью реализован. В основном этот сенсор применяют для таких задач:

• Цифровой компас. Применяется для программ навигации и повышения скорости позиционирования.
• Оптимизация взаимодействия устройства с разными аксессуарами, магнитными чехлами.
• Применение датчика в раскладных моделях телефонов, для включения и отключения экрана при движении крышки.

Пример работы магнитного датчика Холла в чехле и смартфона заключается в том, что при открывании и закрытии чехла автоматически происходит блокировка экрана. Датчик реагирует на движение магнита, на усиление магнитного поля.

Особенности применения датчика Холла в автомобиле

В машине датчик Холла работает по принципу обычного ключа – замыкателя и размыкателя. Магнит при этом вращается в трамблере и влияет на закрепленный стационарным способом сам датчик. Когда последний начинает «чувствовать» магнитное поле, он начинает подавать импульсы, которые, в свою очередь, вызывают искру для зажигания. Для автомобиля датчик Холла является одним из ключевых элементов системы его зажигания и присутствует в любой модели независимо от комплектации и стоимости.

Иногда этот прибор может применяться в цифровых автомобильных спидометрах или тахометрах, а также применяться для проверки скорости движения передаточных данный и с целью контроля работы антиблокировочной системы машины.

Кроме того, данный агрегат отличается высокой надежностью. Он способен работать далеко не один год, а ломается, как правило, из-за сильного физического воздействия или вследствие сильных загрязнений. Очень часто датчик устанавливается так, чтобы его можно было с легкостью в любой момент снять и сменить. Исключение составляют только те приборы, которые используются для контроля наиболее сложных автомобильных систем.

Принцип действия

Понадобится пластина и элемент питания постоянного тока. Подключаем пластину к батарее. От плюса к минусу начинает протекать электрический ток, вызванный движением заряженных частиц. Из курса физики эти частицы, или по-другому электроны летят против движения тока. Теперь поднесем два магнита к пластине разными полюсами так, чтобы линии индукции проходили через ее сечение.

Возникает так называемая сила Лоренца, которая отклоняет летящие по пластине электроны в сторону. Из-за этого возникает разность потенциалов на краях пластины. Эта разность потенциалов, иначе говоря, напряжение будут меняться в зависимости от силы тока и магнитного поля. Такой эффект носит название человека, который его обнаружил в 1879 году. Им был Эдвин Холл.

Интересно по теме: Как проверить стабилитрон.

На основе этого эффекта выпускается большое количество датчиков, позволяющих без физического разрыва провода измерять в нем как постоянный, так и переменный ток, поскольку при протекании тока в проводнике создается электромагнитное поле. Оно подобно тем магнитам, подносимым к пластине, изменяет выходное напряжение датчика Холла. Но возникает проблема того, что это поле при протекании не сильно больших токов само по себе очень мало. Для того, чтобы его увеличить, будем использовать ферритовое кольцо, которое имеет особые магнитные свойства и позволит увеличить необходимое нам электромагнитное поле до уровня для обнаружения протекания тока в проводнике.

Сборка датчика тока на основе эффекта Холла

Попробуем сделать собственный датчик тока. Понадобится ферритовое кольцо и датчик Холла. Найти ферритовое кольцо не составляет особых проблем. Они есть в блоках питания компьютера или энергосберегающих ламп, а также продаются в радиомагазинах по цене от 10 до 100 рублей в зависимости от размера самого кольца. В нашем случае имеется кольцо диаметром 28 мм за 55 рублей.

Подойдут кольца различных диаметров вплоть до 10 мм. Чем больше кольцо, тем чувствительнее получится датчик тока. Что касается датчика Холла, то его можно заказать со всем известного сайта. Стоит он недорого. Либо можно найти в нерабочих вентиляторах, ноутбуках и прочих устройствах, где он может использоваться. Датчики Холла Аналоговые и цифровые (Дискретные).

Дискретные работают по принципу транзисторов, то есть, при превышении какого-либо уровня магнитного поля датчик срабатывает. Аналоговый вид меняет свое выходное напряжение в зависимости от величины проходящего через него магнитного поля. Нам понадобится аналоговый датчик Холла. Если вы хотите не только детектировать протекание тока по проводнику, но также знать приблизительную величину этого тока.

Будет интересно➡ Обозначение дросселей на схеме

Электронное зажигание, с электронным блоком УОЗ для бурки..

Aleksandr 78

Активный участник

Попросили продублировать тему, с параллельного форума, с удовольствием сделаю.

Тема не новая для 2Т техники, но на бурке мало кто применял. Родное зажигание мне сразу не понравилось. каждая мелочь влияет на характеристики искры.

установку трамблёра рассматривать не стал-механика+ трамблёр предназначенный на обороты до 3000, крутить до 6000.

остановился на электронном зажигании с коммутатором ВАЗ 2108 с датчиком холла (или оптическим датчиком) и формирователем угла опережения зажигания Саруман.

Основные элементы 2-контурного зажигания

Датчик положения коленчатого вала методы проверки, признаки неисправности, расположение

Такой вариант зажигания состоит, как и обычная СЗ нового образца, из коммутатора, катушки и трамблера. Обязательны, естественно свечи зажигания, различные крепления и фишки, ну и хорошая, соответствующая новому зажиганию, проводка.

Прежде чем приступить к сборке двухконтурного зажигания, потребуется изменить кое-что в трамблере. Речь идет о шторке ДХ, которую следует теперь поставить уже 2-прорезную (стандартный вариант шторки – 4 прорези). Другими словами, шторка будет иметь всего 2 положения: начало экранирования и конец экранирования.

Шторка 2-контурного зажигания (слева) и обычного

Такую шторку принято называть также 90х90.

Трамблер в 2-контурном зажигании можно использовать обычный, классический. Жигулевский, фольксвагеновский и т. д.

Что касается количества ДХ в трамблере. Более привычным принято видеть 2-контурное зажигание с двумя ДХ. Однако, не менее популярна схема двухконтурного зажигания с одним датчиком. Она, в свою очередь, может быть реализована тоже 2-я способами: если в распределителе установлена 2 ДХ, но работает один или если изначально стоит 1 ДХ.

Катушка тоже может использоваться обычная, без какой-либо сложной схемы. Как правило, ставятся также 2 катушки.

Вот, как выглядит схема двухконтурного зажигания с 1 ДХ на автомобилях обычно:

• 1 ДХ или трамблер с одним работающим датчиком;
• естественно, один распределить;
• две катушки зажигания, поставленные рядом;
• 1 двухканальный коммутатор Астра или 2 обычных (бывает Астра и плюс 1 простой для аварийного питания ДХ).