Датчик эффекта холла как работает

В этой статье представлен обзор современных датчиков тока на эффекте Холла, их устройства и работы.

Эффект Холла — это физическое явление, открытое Эдвином Холлом в 1879 году, согласно которому при приложении магнитного поля перпендикулярно потоку электрического тока в проводнике создается разность потенциалов.

Датчики тока на основе эффекта Холла используются для измерения и контроля величины электрического тока в различных приложениях. В этой статье рассматриваются компоненты и устройства датчиков тока на основе эффекта Холла, а также принцип их работы.

Действовать предусмотрительно всегда лучше, чем реагировать в цейтноте. Это правило также относится к обслуживанию промышленного оборудования и систем.

Датчики тока также могут вносить значительный вклад в упреждающее действие в зависимости от состояния устройства. Потому что возможные слабые места, приводящие к возможному отказу компонентов, часто можно вовремя распознать на основе потребляемого тока.

Производители электрических машин все чаще используют датчики тока для получения подробной информации о своем оборудовании. Датчики тока, использующие эффект Холла, особенно хорошо подходят для измерения больших токов в промышленных условиях.

Как устроены и работают датчики тока на эффекте Холла

Датчик Холла, ячейка Холла, генератор Холла или магнитный датчик — это электронный компонент, работа которого основана на техническом использовании так называемого эффекта Холла.

Магнитные датчики, как правило, представляют собой полупроводниковые устройства, которые сегодня пользуются большим спросом из-за их высокой точности и точности, бесконтактного действия, относительно низких затрат на техническое обслуживание, компактной конструкции и т. д.

Доступны магнитные датчики без сердечника, предназначенные для различных видов промышленного применения, Например, закрытые устройства с эффектом Холла водонепроницаемы и способны выдерживать любую вибрацию.

Датчики на эффекте Холла используются для измерения магнитных полей или других величин (например, больших токов — от 0,5 до 10 кА), преобразованных в магнитные поля, управления синхронными электродвигателями, электродвигателями постоянного тока (например, в компьютерных вентиляторах).

Также они используются в конструкциях различных механических датчиков положения, скорости, ускорения, бесконтактных кнопок и т. д., где постоянный магнит помещается на подвижную часть (смотрите — Применение датчиков Холла).

Датчик на эффекте Холла работает в основном за счет действия силы Лоренца.

Принцип работы датчика Холла

КАК РАБОТАЕТ ДАТЧИК ХОЛЛА [РадиолюбительTV 84]

Сам элемент Холла на самом деле является датчиком, в частности, датчиком магнитного поля. Если его дополнить оценочной электроникой, которая не только усиливает, модифицирует и стандартизирует результирующее напряжение Холла, но также регулирует и стабилизирует напряжение питания элемента, генерирующего постоянный ток, будет создан полноценный датчик.

Поддержание постоянного тока является основным условием того, чтобы изменение напряжения Холла было равно только изменению величины индукции магнитного поля.

Датчики Холла обычно состоят из прямоугольного куска полупроводника, такого как антимонит индия (InSb) или арсенид галлия (GaAs), известного как датчик Холла, установленного на алюминиевой пластине и полностью закрытого внутри головки датчика.

Рукоятка зонда из немагнитного материала соединена с головкой зонда так, что плоскость прямоугольной полупроводниковой пластины перпендикулярна рукоятке зонда.

Точность измерения зависит от основного принципа: в датчиках Холла магнитное поле первичного тока группируется в кольцевом сердечнике, окружающем проводник.

Кольцевой сердечник имеет воздушный зазор, в котором размещен датчик. Датчик Холла выдает напряжение, прямо пропорциональное протекающему току. Таким образом первичный ток может быть определен с точностью до ± 0,5 %.

Датчики тока с косвенной компенсацией (Closed Loop) имеют аналогичную конструкцию, но улавливают ток немного точнее. Отклонение в 0,5% от фактического значения является здесь максимальным значением.

Эти датчики также работают с кольцевым сердечником, который создает напряжение Холла. Однако напряжение здесь не измеряется напрямую, а используется для регулирования цепи вторичного тока.

Датчик Холла регулирует протекание вторичного тока таким образом, что магнитные поля вторичного и первичного тока всегда компенсируют друг друга.

Вторичный ток одновременно подает выходной сигнал. Этот тип датчика имеет то преимущество, что он измеряет очень точно даже при экстремальных температурах окружающей среды от -40 °C до +85 °C.

Современные датчики тока

Эффект Холла в настоящее время является одним из наиболее часто используемых физических принципов как непосредственно для нужд измерения и регистрации магнитного поля, так и для нужд бесконтактного контроля и обнаружения наличия объектов.

Благодаря достаточно высокому эффекту Холла кремниевого полупроводникового материала легко создавать полностью интегрированные однокристальные датчики, содержащие как сам элемент Холла, так и схемы оценки или даже микропроцессор. Все эти факты обеспечивают датчикам Холла определенное будущее.

Лучший энергетический баланс благодаря датчикам

Использование датчиков тока позволяет точно анализировать ошибки или сбои до того, как их последствия могут проявиться на производстве в виде дефектов качества, простоев или, в крайних случаях, даже дефектов с последующим ущербом (травмы рабочих и т. д.).

Датчики тока обеспечивают классический аналоговый сигнал, который, например, микроконтроллер преобразователя частоты преобразует в цифровые сигналы и, таким образом, может использоваться для более высокого уровня регистрации состояния.

Использование датчиков тока имеет смысл, прежде всего, там, где используются приводы или необходимо контролировать токи нагрева, например, в оборудовании для нагрева сырья для экструзионных машин.

Например, если плавильная печь не поддерживает должным образом требуемую температуру, это напрямую влияет на качество продукции. Отклонение от потребляемого тока будет своевременно предупреждать систему управления устройством о сбоях в этих приложениях. Целенаправленное использование датчиков впоследствии способствует повышению надежности всей системы.

Сравнение параметров различных датчиков тока

Нечувствительность к полям электрических помех

Точное измерение энергии поддерживает экономическую эффективность при эксплуатации машин и оборудования. Датчики, использующие эффект Холла, имеют то преимущество, что их электронные компоненты нечувствительны к полям электрических помех. Это важно, потому что из-за миниатюризации провода в машинах и устройствах проходят все ближе друг к другу, и, следовательно, теоретически увеличиваются интерференционные эффекты.

Дополнительные провода могут повлиять на улавливаемые поля помех и исказить результаты. Поэтому датчики Холла встроены глубоко в геометрию сенсорного кольца, чтобы защитить их от «внешних» воздействий.

Не имея собственной функции фильтра, они показывают в определенном отношении величину тока в проводах, которые они окружают. Например, в соотношении 1:500, при котором из датчика выходит ток 200 мА при протекании в проводнике 1000 А.

Переносной датчик тока

Измерение тока повышает безопасность

Датчики тока являются элементом профилактического обслуживания. В автоматизированном производстве программы оценивают текущие сигналы потока в режиме реального времени для раннего обнаружения типов дефектов и определения их причин.

Таким образом, можно заранее привлечь внимание к необходимым проверкам и мерам по техническому обслуживанию. Затем в производственный процесс можно интегрировать соответствующие меры таким образом, чтобы производственные перерывы были сведены к абсолютно необходимому минимуму.

Цель состоит в том, чтобы предотвратить трудоемкий и, следовательно, дорогостоящий ремонт, а также повысить производительность и безопасность труда, обеспечив выполнение работ по техническому обслуживанию в соответствии с планом.

Токоизмерительные клещи на эффекте Холла

Электроизмерительные клещи представляют собой электрический тестер, сочетающий в себе вольтметр и амперметр клещевого типа. Современные токоизмерительные клещи обладают большинством основных функций цифрового мультиметра, но с дополнительным преимуществом встроенного в прибор датчика тока. Они измеряют любую комбинацию постоянного и переменного тока.

Способность токоизмерительных клещей измерять большие переменные токи основана на простом действии трансформатора. Когда провод под напряжением переменного тока помещается внутрь зажима или вокруг гибкого щупа, ток реагирует с зажимами аналогично железному сердечнику трансформатора и проходит через вторичную обмотку к измерительному прибору.

Постоянный ток они измеряют с помощью датчиков Холла. В отличие от простого индукционного датчика, датчик Холла работает, когда приложенный магнитный поток является статическим и не изменяется. Он будет работать и в переменных магнитных полях.

Датчик тока на эффекте Холла в электроизмерительных клещах (Слева: клещи переменного тока с трансформатором тока плотно смыкаются. Справа: датчик встроен в воздушный зазор между губками клещей с датчиком Холла)

Токовые клещи содержат тороидальный железный сердечник, на концах которого расположена микросхема с датчиком, работающем на эффекте Холла, так что магнитный поток, создаваемый проводом с током, проходит через него.

Токоизмерительные клещи на эффекте Холла могут измерять переменный и постоянный ток в диапазоне до килогерц (1000 Гц). Они используют жесткие железные зажимы для фокусировки магнитного поля вокруг измеряемого проводника.

В отличие от клещей с трансформаторами тока, клещи не обмотаны медными проводами. Вместо этого, когда губки зажимаются вокруг проводника, магнитное поле, создаваемое проводником, фокусируется на одном или нескольких пазах в сердечнике.

Зазор находится там, где кончики зажимов токоизмерительных клещей встречаются с датчиком Холла, создавая воздушный карман, который должно преодолеть магнитное поле (магнитный поток). Этот зазор ограничивает магнитный поток, так что сердечник не может насыщаться. В этом зазоре, прикрытом тонкой пластиковой прокладкой, помещен датчик Холла.

Из-за постоянного магнитного поля Земли и возможности наличия других магнитных полей вблизи места измерения эти измерительные приборы требуют «обнуления» показаний перед проведением измерения, чтобы устранить неточности.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

История появления датчика

Все началось с работы Эдвина Холла, который обнаружил эффект, позже названный его именем, в 1878 году. Основная идея проста: при воздействии магнитного поля на проводник, по которому проходит электрический ток, на концах проводника возникает разность напряжений при протекании тока, перпендикулярного полю.

Этот эффект называют обычным эффектом Холла, поскольку есть и другие явление, которое базируются на взаимодействии проводника, тока и магнитного поля.

Соответственно, датчики, чья работа основывается на эффекте Холла — лишь одна из разновидностей современных магнитометров. Есть множество разных датчиков других типов, где используются приемные катушки индуктивности. Они могут вращаться ил инет, используются также шкалы или пружины для измерения силы магнитного поля. Обнаружить магнитное поле можно даже при помощи оптических свойств материалов и соответствующих эффектов — например, эффекта Керра или Фарадея.

Есть и весьма специфические датчики, которые можно назвать экзотикой. Они основываются на измерении протонного резонанса в богатых водородом соединениях и веществах вроде керосина, либо определении энергетического состояния молекул газов типа цезия. Есть и датчики со сверхпроводящими катушками.

Но именно датчики на эффекте Холла являются наиболее недорогими, имеют небольшой размер и весьма практичны. Как уже говорилось выше, миниатюрные датчики Холла используются в клавиатурах. Сложно представить клавиатуру, основа которой — сверхпроводящие датчики, прикрепленные к нижней части клавиш.

Датчики Холла — идеальный вариант при создании систем контроля частоты вращения чего-либо, от кулеров до двигателей в технике. Датчики использовались в видеомагнитофонах и кассетных магнитофонах класса «люкс». Пример — Вега- МП122.

• Работа цифрового компаса, который применятся в навигационных программах и помогает повышать скорость позиционирования.
• Оптимизация взаимодействия девайса с разными аксессуарами, например, магнитными чехлами.
• Применение датчика в моделях с раскладной конструкцией, для включения и отключения экрана при открывании или закрывании крышки.

Как это работает?

В сети есть многочисленные видео, объясняющие физические принципы, лежащие в основе эффекта Холла. Но понять можно и без всяких видео — здесь все относительно просто. Представьте себе проводник размером и формой повторяющий денежную купюру. Левая и правая сторона подключены к источнику постоянного тока, который и проходит через проводник. Если проводник исправен, то без воздействия магнитного поля напряжение в верхней и нижней части проводника будет близким к нулю.

Но если в системе появится магнитное поле, линии которого расположены под прямым углом к течению тока, на электроны и дырки в проводнике начинает воздействовать сила Лоренца. Частицы начинают отклоняться. Соответственно, электроны соберутся на одной стороне проводника, а на другой их не будет.

При помощи мультиметра можно измерить напряжение на верхней и нижней частях проводника. Если убрать магнитное поле, то напряжение снова станет почти равным нулю.

В устройствах, где используется эффект Холла, добавляется еще одна схема, где обычно присутствует усилитель холловского напряжения. Иногда есть регулятор напряжения смещения. У цифрового выходного датчика может быть компаратор и выходной транзистор.

Как устроены и работают датчики тока на эффекте Холла

В этой статье представлен обзор современных датчиков тока на эффекте Холла, их устройства и работы.

Эффект Холла — это физическое явление, открытое Эдвином Холлом в 1879 году, согласно которому при приложении магнитного поля перпендикулярно потоку электрического тока в проводнике создается разность потенциалов.

Датчики тока на основе эффекта Холла используются для измерения и контроля величины электрического тока в различных приложениях. В этой статье рассматриваются компоненты и устройства датчиков тока на основе эффекта Холла, а также принцип их работы.

Действовать предусмотрительно всегда лучше, чем реагировать в цейтноте. Это правило также относится к обслуживанию промышленного оборудования и систем.

Датчики тока также могут вносить значительный вклад в упреждающее действие в зависимости от состояния устройства. Потому что возможные слабые места, приводящие к возможному отказу компонентов, часто можно вовремя распознать на основе потребляемого тока.

Производители электрических машин все чаще используют датчики тока для получения подробной информации о своем оборудовании. Датчики тока, использующие эффект Холла, особенно хорошо подходят для измерения больших токов в промышленных условиях.

Как устроены и работают датчики тока на эффекте Холла

Датчик Холла, ячейка Холла, генератор Холла или магнитный датчик — это электронный компонент, работа которого основана на техническом использовании так называемого эффекта Холла.

Магнитные датчики, как правило, представляют собой полупроводниковые устройства, которые сегодня пользуются большим спросом из-за их высокой точности и точности, бесконтактного действия, относительно низких затрат на техническое обслуживание, компактной конструкции и т. д.

Доступны магнитные датчики без сердечника, предназначенные для различных видов промышленного применения, Например, закрытые устройства с эффектом Холла водонепроницаемы и способны выдерживать любую вибрацию.

Датчики на эффекте Холла используются для измерения магнитных полей или других величин (например, больших токов — от 0,5 до 10 кА), преобразованных в магнитные поля, управления синхронными электродвигателями, электродвигателями постоянного тока (например, в компьютерных вентиляторах).

Также они используются в конструкциях различных механических датчиков положения, скорости, ускорения, бесконтактных кнопок и т. д., где постоянный магнит помещается на подвижную часть (смотрите — Применение датчиков Холла).

Датчик на эффекте Холла работает в основном за счет действия силы Лоренца.

Принцип работы датчика Холла

Сам элемент Холла на самом деле является датчиком, в частности, датчиком магнитного поля. Если его дополнить оценочной электроникой, которая не только усиливает, модифицирует и стандартизирует результирующее напряжение Холла, но также регулирует и стабилизирует напряжение питания элемента, генерирующего постоянный ток, будет создан полноценный датчик.

Поддержание постоянного тока является основным условием того, чтобы изменение напряжения Холла было равно только изменению величины индукции магнитного поля.

Датчики Холла обычно состоят из прямоугольного куска полупроводника, такого как антимонит индия (InSb) или арсенид галлия (GaAs), известного как датчик Холла, установленного на алюминиевой пластине и полностью закрытого внутри головки датчика.

Рукоятка зонда из немагнитного материала соединена с головкой зонда так, что плоскость прямоугольной полупроводниковой пластины перпендикулярна рукоятке зонда.

Точность измерения зависит от основного принципа: в датчиках Холла магнитное поле первичного тока группируется в кольцевом сердечнике, окружающем проводник.

Кольцевой сердечник имеет воздушный зазор, в котором размещен датчик. Датчик Холла выдает напряжение, прямо пропорциональное протекающему току. Таким образом первичный ток может быть определен с точностью до ± 0,5 %.

Датчики тока с косвенной компенсацией (Closed Loop) имеют аналогичную конструкцию, но улавливают ток немного точнее. Отклонение в 0,5% от фактического значения является здесь максимальным значением.

Эти датчики также работают с кольцевым сердечником, который создает напряжение Холла. Однако напряжение здесь не измеряется напрямую, а используется для регулирования цепи вторичного тока.

Датчик Холла регулирует протекание вторичного тока таким образом, что магнитные поля вторичного и первичного тока всегда компенсируют друг друга.

Вторичный ток одновременно подает выходной сигнал. Этот тип датчика имеет то преимущество, что он измеряет очень точно даже при экстремальных температурах окружающей среды от -40 °C до +85 °C.

Современные датчики тока

Эффект Холла в настоящее время является одним из наиболее часто используемых физических принципов как непосредственно для нужд измерения и регистрации магнитного поля, так и для нужд бесконтактного контроля и обнаружения наличия объектов.

Благодаря достаточно высокому эффекту Холла кремниевого полупроводникового материала легко создавать полностью интегрированные однокристальные датчики, содержащие как сам элемент Холла, так и схемы оценки или даже микропроцессор. Все эти факты обеспечивают датчикам Холла определенное будущее.

Лучший энергетический баланс благодаря датчикам

Использование датчиков тока позволяет точно анализировать ошибки или сбои до того, как их последствия могут проявиться на производстве в виде дефектов качества, простоев или, в крайних случаях, даже дефектов с последующим ущербом (травмы рабочих и т. д.).

Датчики тока обеспечивают классический аналоговый сигнал, который, например, микроконтроллер преобразователя частоты преобразует в цифровые сигналы и, таким образом, может использоваться для более высокого уровня регистрации состояния.

Использование датчиков тока имеет смысл, прежде всего, там, где используются приводы или необходимо контролировать токи нагрева, например, в оборудовании для нагрева сырья для экструзионных машин.

Например, если плавильная печь не поддерживает должным образом требуемую температуру, это напрямую влияет на качество продукции. Отклонение от потребляемого тока будет своевременно предупреждать систему управления устройством о сбоях в этих приложениях. Целенаправленное использование датчиков впоследствии способствует повышению надежности всей системы.

Сравнение параметров различных датчиков тока

Нечувствительность к полям электрических помех

Точное измерение энергии поддерживает экономическую эффективность при эксплуатации машин и оборудования. Датчики, использующие эффект Холла, имеют то преимущество, что их электронные компоненты нечувствительны к полям электрических помех. Это важно, потому что из-за миниатюризации провода в машинах и устройствах проходят все ближе друг к другу, и, следовательно, теоретически увеличиваются интерференционные эффекты.

Дополнительные провода могут повлиять на улавливаемые поля помех и исказить результаты. Поэтому датчики Холла встроены глубоко в геометрию сенсорного кольца, чтобы защитить их от «внешних» воздействий.

Не имея собственной функции фильтра, они показывают в определенном отношении величину тока в проводах, которые они окружают. Например, в соотношении 1:500, при котором из датчика выходит ток 200 мА при протекании в проводнике 1000 А.

Переносной датчик тока

Измерение тока повышает безопасность

Датчики тока являются элементом профилактического обслуживания. В автоматизированном производстве программы оценивают текущие сигналы потока в режиме реального времени для раннего обнаружения типов дефектов и определения их причин.

Таким образом, можно заранее привлечь внимание к необходимым проверкам и мерам по техническому обслуживанию. Затем в производственный процесс можно интегрировать соответствующие меры таким образом, чтобы производственные перерывы были сведены к абсолютно необходимому минимуму.

Цель состоит в том, чтобы предотвратить трудоемкий и, следовательно, дорогостоящий ремонт, а также повысить производительность и безопасность труда, обеспечив выполнение работ по техническому обслуживанию в соответствии с планом.

Токоизмерительные клещи на эффекте Холла

Электроизмерительные клещи представляют собой электрический тестер, сочетающий в себе вольтметр и амперметр клещевого типа. Современные токоизмерительные клещи обладают большинством основных функций цифрового мультиметра, но с дополнительным преимуществом встроенного в прибор датчика тока. Они измеряют любую комбинацию постоянного и переменного тока.

Способность токоизмерительных клещей измерять большие переменные токи основана на простом действии трансформатора. Когда провод под напряжением переменного тока помещается внутрь зажима или вокруг гибкого щупа, ток реагирует с зажимами аналогично железному сердечнику трансформатора и проходит через вторичную обмотку к измерительному прибору.

Постоянный ток они измеряют с помощью датчиков Холла. В отличие от простого индукционного датчика, датчик Холла работает, когда приложенный магнитный поток является статическим и не изменяется. Он будет работать и в переменных магнитных полях.

Датчик тока на эффекте Холла в электроизмерительных клещах (Слева: клещи переменного тока с трансформатором тока плотно смыкаются. Справа: датчик встроен в воздушный зазор между губками клещей с датчиком Холла)

Токовые клещи содержат тороидальный железный сердечник, на концах которого расположена микросхема с датчиком, работающем на эффекте Холла, так что магнитный поток, создаваемый проводом с током, проходит через него.

Токоизмерительные клещи на эффекте Холла могут измерять переменный и постоянный ток в диапазоне до килогерц (1000 Гц). Они используют жесткие железные зажимы для фокусировки магнитного поля вокруг измеряемого проводника.

В отличие от клещей с трансформаторами тока, клещи не обмотаны медными проводами. Вместо этого, когда губки зажимаются вокруг проводника, магнитное поле, создаваемое проводником, фокусируется на одном или нескольких пазах в сердечнике.

Зазор находится там, где кончики зажимов токоизмерительных клещей встречаются с датчиком Холла, создавая воздушный карман, который должно преодолеть магнитное поле (магнитный поток). Этот зазор ограничивает магнитный поток, так что сердечник не может насыщаться. В этом зазоре, прикрытом тонкой пластиковой прокладкой, помещен датчик Холла.

Из-за постоянного магнитного поля Земли и возможности наличия других магнитных полей вблизи места измерения эти измерительные приборы требуют «обнуления» показаний перед проведением измерения, чтобы устранить неточности.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Цифровые датчики Холла

Как только наступила эра цифровой элек троники, в один корпус вместе с датчиком Холла стали помещать различные логические элементы. Самый простой датчик Холла на триггере Шмитта мы уже рассмотрели выше и он выглядит вот так:

По сути такой датчик имеет только два состояние на выходе. Либо сигнал есть (логическая единица), либо его нет (логический ноль). Гистерезис на триггере Шмитта просто устраняет частые переключения, поэтому в цифровых датчиках Холла он используется всегда.

В результате промышленность стала выпускать датчики Холла для цифровой электроники. В основном такие датчики делятся на три вида:

Униполярные

Реагируют только на один магнитный полюс. На противоположный магнитный полюс не обращают никакого внимания. К примеру, подносим южный полюс магнита и датчик сработает. На северный магнитный полюс он реагировать не будет.

Биполярные

Подносим магнит одним полюсом — датчик сработает и будет продолжать работать даже тогда, когда мы уберем магнит от датчика. Для того, чтобы его выключить, нам надо подать на него другую полярность магнита.

Как проверить датчик Холла

Давайте рассмотрим работу цифрового биполярного датчика Холла марки SS41. Выглядит наш подопечный вот так:

Судя по даташиту, на первую ножку подаем плюс питания, на вторую — минус, а с третьей ножки уже снимаем сигнал логической единицы или нуля.

Для этого соберем простейшую схему: светодиод на 3 Вольта, токоограничительный резистор на 1КилоОм и сам датчик Холла.

Теперь цепляемся к нашей схеме от блока питания, выставив на нем 5 Вольт. Минус на средний вывод, а плюс питания — на первый.

У меня под рукой оказался вот такой магнитик:

Чтобы не перепутать полюса, я пометил красным бумажным ценником один из полюсов магнита. Какой именно — я не знаю, так как не имею компаса, с помощью которого можно было бы узнать, где северный полюс, а где южный.

Как только я поднес магнит «красным» полюсом к датчику холла, то у меня светодиод сразу потух.

Переворачиваю магнит другим полюсом, подношу его к датчику Холла и вуаля!

Если магнит не переворачивать, то есть не менять полюса, то светодиод также останется потухшим, потому что датчик биполярный.

А вот и видео работы

Как вы видите на видео, мы с помощью магнита управляем датчиком Холла. Датчик Холла выдает нам два состояния сигнала: сигнал есть — единичка, сигнала нет — ноль. То есть светодиод горит — единичка, светодиод потух — ноль.

Проверка работоспособности

Очень часто автомобилисты сталкиваются с тем, что распределитель зажигания начинает работать неправильно. Проверить работу датчика можно с помощью следующего способа:

1. Мультиметр перевести на режим измерения постоянного тока до 20 вольт.
2. Разъединить штекер питания.
3. К красному разъему подвести провод от аккумуляторной клеммы «+».
4. К третьему контакту подвести провод от массы или минуса аккумулятора.
5. Красный измерительный щуп тестера соединить с центральным выводом штекера.
6. Черный измерительный щуп соединить с массой автомобиля. Можно так же соединить его с любой металлической деталью автомобиля.
7. Провернуть двигатель стартером.

Исправно работающий датчик должен выдать импульсное напряжение около 12 вольт. При таком измерении нужно помнить о том, что делать это надо в течение нескольких секунд. Это позволит убедиться, что намагничивающийся контакт срабатывает непрерывно и никаких сбоев в его работе нет.

Ели мультиметра под рукой нет, то заменить его можно обычной лампой накаливания на 12 вольт. Ее нужно подключить таким же образом к контакту «2» и массе. При правильной работе устройства, лампа будет мигать. Частота мигания лампы будет зависеть от скорости вращения стартера.

Второй способ проверки подразумевает использование внутреннего сопротивления. Для начала стоит демонтировать устройство, и отсоединить штекер питания. Далее необходимо будет выполнить такие шаги:

1. Мультиметр перевести в режим проверки сопротивления.
2. Красный щуп соединить с «+» контактом на штекере.
3. Черный измерительный щуп соединить с центральным импульсным выводом.
4. Подвести к датчику постоянный магнит.

Измеряемый элемент должен выдавать показания сопротивления только в том случае, если на него воздействует магнит. Если никаких показаний при любых воздействиях нет, то такой элемент считается неисправным. Очень часто причина поломки подобных устройств — это загрязнение, которое влияет на прохождение магнитного поля.

В автомобиле имеются датчики скорости. Инжекторные модели автомобилей ВАЗ оборудуются этими устройствами. Их основное назначение — считывание количества оборотов за единицу времени. Датчик находится непосредственно на корпусе коробки передач и взаимодействует с маховиком, который имеет определенное количество зубьев на своем венце. В определенном месте маховика отсутствует один из зубьев. Именно на этот промежуток и реагирует магнит. Его размагничивание приводит к тому, что разъединяются контакты, возникает импульсный сигнал, который затем передается на ЭБУ. Датчики скорости и зажигания работают в синхронном режиме. Сигналы от этих устройств поступают на ЭБУ, который проверяет количество этих сигналов за единицу времени и вычисляет скорость движения автомобиля.

Проверка электронного датчика

При неправильной работе электронных датчиков, потребуется их демонтаж и проверка. Проведем проверку на примере биполярного цифрового датчика, использующегося в электронных измерительных приборах. Для начала расскажем, как устроен такой элемент:

1. Первый его вывод является «+» или входом.
2. Второй контакт является минусом.
3. Третий контакт — импульсный выход.

Для проверки устройства потребуется собрать довольно простую схему. Нужными элементами для такой схемы будут:

1. Светодиодная лампа 3 вольта.
2. Резистор 1кОм в качестве токоограничителя.

Далее необходимо собрать все элементы в единую схему:

1. К первой ножке датчика припаять анод лампы.
2. Катод лампы соединить с выводом резистора.
3. Второй вывод резистора соединить с третьей ножкой датчика.

Потом потребуется блок питания на 5 вольт. Надо будет подключить датчик к этому блоку питания следующим образом:

1. «+» блока к «+» элемента.
2. «минус» блока соединяется с центральной ножкой.

Исправный прибор должен пропустить через себя определенную величину напряжения. При этом сам светодиод должен включится. Затем нужно взять постоянный магнит и подвести его к устройству. При одной полярности лампа должна продолжать гореть, а после смены полярности магнита (необходимо просто перевернуть его) лампа потухнет. Также можно сделать дополнительный тест и узнать, на каком расстоянии происходит отключение лампы.

Проверка электронного датчика

При неправильной работе электронных датчиков, потребуется их демонтаж и проверка. Проведем проверку на примере биполярного цифрового датчика, использующегося в электронных измерительных приборах. Для начала расскажем, как устроен такой элемент:

1. Первый его вывод является «+» или входом.
2. Второй контакт является минусом.
3. Третий контакт — импульсный выход.

Для проверки устройства потребуется собрать довольно простую схему. Нужными элементами для такой схемы будут:

1. Светодиодная лампа 3 вольта.
2. Резистор 1кОм в качестве токоограничителя.

Далее необходимо собрать все элементы в единую схему:

1. К первой ножке датчика припаять анод лампы.
2. Катод лампы соединить с выводом резистора.
3. Второй вывод резистора соединить с третьей ножкой датчика.

Потом потребуется блок питания на 5 вольт. Надо будет подключить датчик к этому блоку питания следующим образом:

1. «+» блока к «+» элемента.
2. «минус» блока соединяется с центральной ножкой.

Исправный прибор должен пропустить через себя определенную величину напряжения. При этом сам светодиод должен включится. Затем нужно взять постоянный магнит и подвести его к устройству. При одной полярности лампа должна продолжать гореть, а после смены полярности магнита (необходимо просто перевернуть его) лампа потухнет. Также можно сделать дополнительный тест и узнать, на каком расстоянии происходит отключение лампы.

Мобильный телефон

Датчик тока на простом эффекте Холла используется и в мобильных телефонах. В этих устройствах элемент отвечает за измерение величины магнитного поля, воздействующего на телефон.

Датчик Холла используется в мобильниках — для формирования показаний компаса, удаленного управления, взаимодействия с различными аксессуарами.

Например, за счет его взаимодействия с крышкой телефона происходит включение и отключение дисплея. Принцип действия датчика будет в этом случае следующим. На чехле телефона устанавливается постоянный магнит. При закрытии крышки смартфона, уровень воздействия магнитного поля возрастает и экран отключается. После открытия крышки, магнит удаляется от устройства и его экран включается. Получается, что такой датчик интегрирован непосредственно в схему питания экрана смартфона.

Схема и алгоритм работы датчика Холла для обеспечения бесконтактного зажигания

Если на основе анимационного ролика разобраться в работе принципа Холла, то, пожалуй, можно перейти и к рассмотрению схемы системы зажигания с наличием бесконтактного датчика, обратившись к нижеследующему изображению:
Что касается алгоритма работы зажигания, то:

• когда вращается вал распределителя с находящимся на нем защитном экране с наличием прорезей по числу цилиндров движка, то очередной выступ оказывается между магнитом и датчиком;
• итоговым результатом такой позиции является изменение интенсивности магнитного потока, а это в свою очередь вызывает формирование в датчике Холла сигнала, который пройдя этап соответствующего усиления, посылает импульс на катушку зажигания;
• где и образуются токовые параметры для получения искрового разряда.

Где еще применяются сенсоры Холла?

Нижеследующая таблица содержит далеко не полный перечень опций применения, как линейных, так и цифровых датчиков: