Jak otestovat senzor Hallova jevu: co použít, jak porozumět tomu, co funguje

Použití Hallova senzoru je rozšířené, ale nejčastěji se používá v automobilech. Toto zařízení je určeno k ovládání bezkontaktního zapalovacího systému. Pokud je vadný, může to znamenat vážný problém. Abyste se s tím vypořádali, musíte vědět, jak zkontrolovat Hallův snímač v rozdělovači.

Podstata Hallova jevu

Před kontrolou funkčnosti Hallova senzoru musíte pochopit, jak funguje. Jeho název je dán tím, že dílo využívá Hallův efekt. Je pojmenována po profesorovi University of Baltimore, který ji objevil v roce 1879.

Chcete-li demonstrovat dotyčný jev, můžete provést následující experiment. Umístěte obdélníkovou plochou kovovou desku svisle mezi póly magnetu ve stejné vzdálenosti od nich. Deska je orientována kolmo k siločarám magnetického pole. Na jeho malé strany je aplikováno konstantní napětí. Hallovým jevem vzniká proud na širokých bočních plochách desky.

Tento efekt je vysvětlen vlivem Lorentzovy síly na pohybující se náboje. Působí kolmo na tahové čáry a vytváří proud ve vertikálním směru. V důsledku toho vzniká potenciální rozdíl, ale je mnohem menší ve srovnání s tím, který je aplikován na boční plochy.

Dlouhou dobu byl tento objev považován za pouze teoretický význam. Poté, co bylo možné používat polovodiče, byl na základě tohoto efektu vytvořen senzor. Toto zařízení se používá v různých zařízeních a mechanismech. Například v proudových kleštích. Umožňují měřit proud, aniž byste se dotkli samotného drátu.

Snímač se nejvíce používá v automobilovém průmyslu. Téměř všechny modely ruského automobilového průmyslu jsou vybaveny Hallovým senzorem – VAZ 2106, 2107, 2108 a další. S jeho pomocí je sledován proud zátěže a při proudovém přetížení je motor vypnut.

Princip senzoru

Při použití uvažovaného efektu je třeba vzít v úvahu, že vznikající proud je velmi malý. Pro práci s ním je potřeba použití zesilovačů a logických obvodů pro spínání, Schmittova spoušť a další zařízení. Schéma nejjednoduššího Hallova snímače je znázorněno na obrázku níže.

Na obrázku jsou použity následující symboly:

• Napájecí napětí označuje zdroj energie.
• Regulátor napětí je určen k regulaci napětí.
• Uzemnění – uzemnění
• A – zesilovač.
• Hallův senzor označuje umístění kovové desky použité k vytvoření Hallova jevu.
• Výstupní tranzistorový spínač je výstupní tranzistorový spínač.

Hallův snímač je umístěn v blízkosti hřídele rozdělovače. Mezi magnetem a snímačem je malý prostor, kterým se rotací pohybuje kruhová destička s pravoúhlými zuby a mezerami mezi nimi. Počet zubů odpovídá počtu použitých válců. Pokud má například auto 6 válců, pak bude mít kruhová deska šest zubů a stejný počet drážek.

Když se v mezeře objeví deska, nastává Hallův efekt. Vzniká proud, který pomocí spínače dodává signál řídicího impulsu do zapalovací cívky. Dále se signál převede na vysoké napětí, které se přenese do zapalovací svíčky.

Ke snímači jsou připojeny tři vodiče. Jeden z nich (červený) dodává napětí, druhý (černý) je spojen se zemí, třetí (zelený) je určen pro přenos řídicího signálu.

Pro lepší pochopení principu fungování Hallova senzoru je vhodné provést následující experiment. Musíte odpojit zástrčku v motoru auta a připojit k ní senzor.

Na zobrazeném obrázku je snímač připojen k zástrčce. K druhému jsou připojeny dva krátké vodiče. Červená sonda je připojena k výstupu signálu a černá sonda k zápornému pólu baterie. Multimetr je zapojen v režimu měření stejnosměrného napětí v rozsahu, jehož maximální hodnota je 20 V. V tomto případě musí být zapalovací svíčka připojená k příslušnému kabelu (odpojený centrální vodič od krytu rozdělovače) v kontaktu se zemí.

Dále musíte zapnout zapalování. Na multimetru, abyste viděli hodnotu napětí, musíte jít do rozsahu s maximální hodnotou 2 V. Naměřená hodnota bude přibližně 0.023, ale ne nula.

Pokud vložíte čepel nože do mezery Hallova senzoru, napětí se zvýší. Při použití rozsahu hodnot do 20 V se zobrazí 4.68 V Toto se může lišit vozidlo od vozidla. Existují značky, ve kterých přesahuje 11 V.

Pokud je čepel odstraněna, napětí se sníží a vrátí se na předchozí hodnotu. V tomto případě musíte věnovat pozornost tomu, že když nůž vyjmete v okamžiku otevření, můžete vidět jiskru. Při běžném provozu motoru se jako kovová deska používá válec s počtem okvětních lístků odpovídajícím počtu válců v motoru. Dotyčné napětí je signál, který je vysílán Hallovým senzorem ve správných okamžicích.

Jak zjistit, zda je Hallův snímač vadný

To lze rozpoznat přítomností alespoň jednoho z následujících příznaků:

• Jedním z projevů uvažovaného problému je úplná ztráta zapalovací jiskry, která znemožňuje nastartování motoru.
• Prudký nárůst objemu spotřebovaného paliva, který je důsledkem příliš častého vstřikování. Kvůli vadnému snímači se to může stát více než jednou za otáčku klikového hřídele.
• Špatný výkon snímače může ovlivnit systém vlastní diagnostiky. Jeden z projevů může být například následující. Když auto běží naprázdno, signál kontrolního senzoru se rozsvítí a po zvýšení rychlosti otáčení zhasne.
• Někdy je porucha vyjádřena porušením stability motoru. Současně se auto začne škubat a je možné prudké snížení rychlosti. Pokud se pokusíte jet rychlostí 50 km/h nebo vyšší, motor se může zastavit.
• Problém se může projevit v podobě upevnění určité polohy převodovky. V tomto případě nelze přepínač provést. V některých případech lze situaci napravit, ale bude to vyžadovat restartování motoru.

Pokud se objeví některý z výše uvedených příznaků, je důležité zkontrolovat Hallův senzor.

Kontrola senzoru

Pokud se vyskytnou problémy, které mohou souviset s poruchou, musíte snímač zkontrolovat a přesně zjistit, zda funguje nebo ne. Je třeba také vzít v úvahu, že zde popsané příznaky mohou být způsobeny jinými důvody. Nejprve se však doporučuje provést diagnostiku snímače. Nejpraktičtější metody ověřování jsou uvedeny níže.

Srovnání senzorů

Nejjednodušší způsob kontroly je dočasná výměna senzoru. Chcete-li to provést, musíte najít plně funkční kopii a nainstalovat ji namísto testované kopie. Pokud závady po výměně zmizí, znamená to, že starý Hallův snímač je vadný a měl by být vyměněn za nový.

Měření napětí

Chcete-li zkontrolovat vadný Hallův senzor pomocí multimetru, musíte provést měření na jeho výstupech. Multimetr by měl být nastaven na režim konstantního napětí. Musíte odpojit zástrčku s vodiči od snímače. Ten má tři dráty. Červená je kladný kolík a černá záporný kolík. Třetí vodič přenáší řídicí signál.

Potenciální rozdíl v pracovním zařízení je obvykle o něco menší než napětí, které je k dispozici na svorkách autobaterie. Pokud je to například 11.7 V, znamená to, že Hallův senzor je napájen normálním proudem. Musíte také zkontrolovat potenciální rozdíl mezi středním vodičem a záporným vodičem. Mělo by být větší než 4 V, ale může se časem změnit.

Další měření se provádějí při vypnutém zapalování. Zástrčku je třeba vrátit zpět. Předtím se z rubové strany provléknou dva dráty – přes centrální kontakt a přes ten, který odpovídá zápornému drátu. Černý vodič multimetru je připojen k prvnímu a červený vodič k druhému.

Dále je třeba odpojit centrální vodič na krytu rozdělovače. K ní je připojena svíčka a umístěna tak, aby se objevil kontakt se zemí.

Poté musíte zapnout zapalování. Musí být také zapnutý multimetr. Pro měření stejnosměrného napětí je nutné nastavit provozní režim. Pracovní rozsah je zvolen tak, aby maximální hodnota byla 20 V.

Na displeji by se měla objevit nenulová hodnota. Jeho přesná hodnota závisí na přesné poloze hřídele motoru. Chcete-li tuto hodnotu zkontrolovat pomocí testeru v různých situacích, musíte ji otočit.

Jedním z nejpohodlnějších způsobů je k tomuto účelu použít startér. Velmi krátkými stisky řidič pomáhá motoru postupně přetáčet. V tomto případě musíte věnovat pozornost tomu, jaké hodnoty se objeví na multimetru. Údaje zařízení se budou cyklicky měnit od 0.02–0.05 do 4 V nebo více. Pamatujte prosím, že přesné hodnoty závisí na modelu vozidla a mohou se mírně lišit od zde uvedených. Pokud Hallův snímač funguje správně, test by měl stanovit následující: maximální hodnota napětí je větší než 4 V a minimální hodnota není nula.

Pokud nemáte po ruce multimetr, můžete jej nahradit běžnou 12voltovou žárovkou. Je potřeba jej zapojit podobně jako multimetr. Pokud snímač funguje správně, bude kontrolka blikat frekvencí v závislosti na rychlosti otáčení startéru.

Vizuální kontrola

Pokud se objeví známky nesprávné funkce Hallova snímače, jako je viditelné poškození, lze je zjistit odstraněním krytu rozdělovače a provedením pečlivé kontroly samotného snímače. Jejich vzhled může být způsoben tím, že:

• izolace drátu je porušena;
• vlhkost se dostala dovnitř;
• drát se odpojil;
• dovnitř se dostaly trosky;
• došlo k přerušení signálního vodiče;
• mezi signálním vodičem a zemí je kontakt;
• drát, přes který je dodávána energie, je poškozen;
• napájecí vodiče mají obrácenou polaritu;
• Mezera s kovovou deskou je nesprávně nastavena.

Pokud jsou příčiny poruch uvedeny v seznamu, je nutné odstranit odpovídající příčinu obnovením provozu motoru. Problémy mohou být také v jiných součástech, například v elektronické řídicí desce, vysokonapěťovém zapalovacím obvodu a dalších.

Vzhledem k tomu, že Hallův senzor je levný (asi 3–5 cu), nemá smysl jej opravovat. Náklady na tento postup převýší náklady na samotné zařízení.

Související videa