Датчик холла что это такое в автомобиле: Автомобильный датчик Холла — принцип работы

Датчик холла принцип работы и какова его роль в системе зажигания?

Электрооборудование

02.05.2017

0 3 474 2 minutes read

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]

Датчик Холла принцип работы

Как мы видим, наш сегодняшний герой выполняет крайне ответственное задание в системе зажигания, но пока что он остаётся для нас тёмной лошадкой. Исправим данный недостаток. Итак, датчик холла что это и как работает?

Для начала немного истории. Своё название это устройство получило благодаря одному из сотрудников балтиморского университета Э. Холла, который в конце ХIХ века открыл эффект возникновения напряжения на краях полупроводниковой пластины при изменении магнитного поля, в котором она находится.

Другими словами, если специальную пластинку поместить в место, где будет периодически проскакивать магнит или что-либо, что может изменить имеющееся магнитное поле, к примеру, металлический предмет, то на её краях будут появляться импульсы напряжения, а они в свою очередь могут использоваться электроникой в качестве сигналов к действию.

Одно из ключевых преимуществ подобных датчиков – отсутствие каких-либо механически контактирующих элементов, а это значит, что нет износа и, как следствие, продолжительный срок безотказной работы узла.

Надо отметить, что эффект Холла стал массово использоваться в промышленности лишь во второй половине ХХ века, когда полупроводниковые материалы стали доступными.

Своё место датчики Холла нашли и в автомобилях, а если точнее – в двигателях, где их полезные свойства пригодились в системах зажигания.

Устанавливается такое устройство в корпус трамблёра. Внутри него, как мы уже знаем, имеется вал, именуемый в литературе валом прерывателя-распределителя.

В определённом месте на этом валу закреплена магнитопроводящая пластина, имеющая столько сердечников, сколько и цилиндров в силовом агрегате.

 

Вращаясь синхронно с распредвалом и коленвалом, она в момент прохождения одного из сердечников мимо датчика, возбуждает в нём импульс электрического напряжения, который затем поступает в коммутатор системы зажигания, где используется для управления работой катушки зажигания. Этот импульс является отправной точкой для генерации искры свечи.

Система зажигания сгенерирует искру именно в тот момент, когда необходимо поджечь топливно-воздушную смесь – ни на мгновение раньше, ни на мгновение позже, иначе мотор просто-напросто не сможет нормально работать. Такой вот нехитрый алгоритм.

Как проверить датчик Холла?

Как и любой другой электронный элемент, наш герой тоже может выходить из строя, и узнать об этом мы можем по плохой работе двигателя авто, а именно:

• мотор сложно завести или он вообще отказывается стартовать;
• на холостом ходу заметны перебои или просадки оборотов;
• при движении машина внезапно глохнет;
• на высоких оборотах авто начинает дёргать.

Конечно же, не факт, что эти симптомы связаны именно с датчиком Холла, но, тем не менее, проверить его нужно. Сделать это можно своими силами.

1. Попросите у друзей или где-нибудь на время проверки, переставьте и убедитесь в том, является ли причиной ваших бед именно датчик Холла;
2. Просто замерьте напряжение на выходе, оно должно быть в точке разрыва 0,4 В, а в точке прохода пластины — 11В.;
3. Разобрать трамблер, провод высокого напряжения с надсвечником и свечей положите на корпус автомобиля с гарантией контакта на минус. Включите зажигание и замкните контакты 6 и 3 на панели коммутатора. Если искра на контактах свечи зажигания появится, то ваш датчик вышел из строя.

https://www.youtube.com/watch?v=loxwayrjpVM

Но все-таки наиболее простой и примитивный способ – замена датчика на заведомо исправный. На видео ниже, видно как это просто.

 

Все-таки проверка требует квалифицированного подхода, если вы им не обладаете, не стоит экспериментировать. Надежно и с гарантией успеха лучше обратиться к специалистам и сделать все как положено.

Пожалуй, вот так кратко, датчик Холла принцип работы и его значение вам понятны. Надеюсь, вы почерпнули минимальные полезные знания из этой статьи.

На этом разрешите откланяться и напомнить, читайте свежие и интересные публикации, появляющиеся на блоге, поможет подписка. До скорых встреч!

 

Статьи по теме

Устройство, принцип работы датчика Холла, его применение в автомобиле

Сегодня роль электроники в автомобилестроении трудно переоценить. Автоматика оперативно контролирует и управляет всеми агрегатами современного автомобиля, обеспечивая их максимальную эффективность при высокой надёжности.

Но это возможно только при наличии достаточного количества датчиков, сообщающих электронному блоку управления множество различных параметров для выработки управляющих сигналов.

Одно из таких устройств в современном двигателе – датчик Холла. Принцип его функционирования основан на эффекте отклонения электронов в проводнике под воздействием силы Лоренса, возникающей при взаимодействии магнитного поля с движущимися заряженными частицами.

Если через две стороны плоского прямоугольного проводника помещённого плоскостью перпендикулярно силовым магнитным линиям пропускать электрический ток, то в результате их взаимодействия с электронами на двух других сторонах прямоугольника появляется электрический потенциал.

Причём сторона, куда отклоняются электроны, зависит от направления силовых магнитных линий. В результате этого эффекта создаётся плюсовой и минусовой полюс выходного потенциала.

Величина его небольшая – до 100 милливольт, и зависит от силы протекающего тока и напряжённости поля. Но этого вполне достаточно для того, чтоб электронная схема смогла его зарегистрировать.

Добавление к чувствительному элементу полупроводниковой схемы позволило создать компактный прибор, свободный от недостатков контактного прерывателя, создающего так называемый «дребезг» во время замыкания или размыкания. Благодаря сравнительно низкой цене при небольших размерах датчики Холла применяются весьма широко.

Например, для бесконтактного измерения тока, индикации или измерения уровня магнитного поля, а также в ноутбуках либо телефонах-раскладушках для отключения питания при закрывании крышки.

В автомобилестроении датчики Холла используются преимущественно для определения положения коленчатого вала, при котором следует подавать высоковольтный импульс создающий разряд на свече зажигания.

РАЗНОВИДНОСТИ ДАТЧИКОВ ХОЛЛА

По типу исполнения датчики бывают:

• аналоговыми;
• дискретными.

Первый тип просто генерирует двухполярный потенциал, пропорциональный напряженности и направлению магнитного поля, либо однополярный, показывая лишь его абсолютное значение. Подобные аналоговые приборы используют как измерительные.

Дискретные (цифровые) датчики разделяются на однополярные, включающиеся или выключающиеся при наличии либо отсутствии магнитного поля, и биполярные, реагирующие включением на один полюс, и выключением на другой полюс магнита.

Как правило, автомобильный датчик Холла состоит из постоянного магнита, находящегося на определённом расстоянии от чувствительного элемента, и микросхемы, усиливающей сигнал с него.

Ротор из ферромагнетика (сталь, железо), своими лопастями периодически перекрывают магнитное поле между магнитом и чувствительным элементом.

Если поле не перекрыто ротором, микросхема генерирует сигнал единицы, близкий по напряжению к питающему уровню бортовой сети. Когда лопасть ротора перекрывает магнитное поле, сигнал на выходе микросхемы близок к нулю.

В системах зажигания, используются цифровые датчики с высокой стабильностью включения, непосредственно коммутирующие напряжение питания. По сравнению с обыкновенными контактными прерывателями датчики Холла характеризуются повышенной чувствительностью к электромагнитным помехам, что устраняется помещением их в магнитный экран из магнитомягкого материала (пермаллоя).

Электронная схема также несколько снижает его надёжность. Но всё это окупается высочайшей стабильностью срабатывания, а значит момента зажигания и возможностью качественной его регулировки.

КАК БЫСТРО ПРОВЕРИТЬ ДАТЧИК ХОЛЛА

Иногда в процессе эксплуатации возникают неисправности, требующие проверки работоспособности датчика Холла. Вот типовые признаки подобных дефектов:

• мотор плохо запускается, вообще не заводится или самопроизвольно глохнет;
• обороты коленчатого вала нестабильны, заметны рывки при работе.

Способов проверки существует несколько:

1. Простейший – заменить на заведомо исправный прибор. Не слишком эон дорог, чтобы было накладно всегда при себе иметь запасной.

2. Мультиметром в режиме вольтметра. Датчик при этом должен быть стандартно подключен к массе (клемма «-» аккумулятора) и клемме «+» аккумулятора. Для проверки подключают щупы вольтметра к общему проводу и сигнальному контакту датчика.

Перекрывая зазор датчика куском железной или стальной пластины, например, лезвием ножа наблюдаем за показаниями вольтметра. При отсутствии пластины напряжение должно быть равно примерно 0,4 В, при наличии – 11 В.

Более сложные способы проверки для любителей не подходят , посему они здесь не приводятся, а для специалистов подобные описания излишни.

  *  *  *

© 2014-2023 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Системы безопасности транспортных средств

Системы безопасности транспортных средств

Скачать PDF-версию

Кристин Грэм, системный инженер

Датчик положения сиденья

Рис. 1. Передние и боковые подушки безопасности требуют точных данных о расположении сидений и пассажиров.

Безопасность пассажиров — один из важнейших элементов конструкции автомобиля. В результате системы безопасности продолжают становиться все более изощренными, чтобы ограничить и, в конечном счете, предотвратить травмы людей в случае аварии.

Датчик положения сиденья используется в системах безопасности для определения положения пассажира по отношению к рулевому колесу, предотвращая срабатывание подушек безопасности с чрезмерным усилием.

В настоящее время наиболее распространенное решение включает в себя двухпроводные однополярные переключатели на эффекте Холла для обнаружения дискретных зон положения сиденья. ИС датчика должна передавать эту информацию в виде цифрового выхода на блок контроллера, указывающий на конкретную зону. Эта информация должна быть правильной при запуске транспортного средства, поэтому выходной сигнал ИС датчика должен декодироваться без каких-либо действий пользователя.

Направляющая сиденья обычно изготавливается из черного металла, способного прерывать магнитное поле между интегральной микросхемой датчика Холла и магнитом. Железный металл направляющей сиденья проходит между переключателем и магнитом, заставляя переключатель включаться или выключаться, передавая информацию о положении сиденья на блок управления. Изменение выходного состояния датчика IC указывает блоку контроллера, что сиденье перешло в определенную зону.

Может быть любое количество зон в зависимости от того, сколько ИС датчика Холла используется, при условии наличия двух ИС датчика на направляющей сиденья возможно четыре зоны. Информация, поступающая от микросхемы датчика Холла, обрабатывается контроллером для определения положения сиденья относительно рулевого колеса. Сиденье, которое находится в одной из ближних зон к рулевому колесу, укажет блоку управления, что необходимо приложение меньшего усилия. Положения сиденья, которые находятся в одной из задних зон, наиболее удаленных от рулевого колеса, требуют приложения большего усилия. Блок контроллера декодирует выходные состояния микросхем датчика Холла, чтобы определить, в какой зоне находится сиденье. Две микросхемы датчика обеспечат удобный выход кода Грея, как показано на рисунке 2 и в таблице ниже.

Рис. 2. ИС датчика положения передают правильное положение сиденья на блок управления все время, пока автомобиль включен. Пассажиры не подозревают о том, что транспортное средство принимает решения о жизни и смерти автоматически, без использования пользовательского интерфейса.

Зона	Холл 2 Выход	Зал 1 Выход
1	0	0
2	0	1
3	1	1
4	1	0

Широкий выбор датчиков HallsIC-effect

9003. Может потребоваться более высокое разрешение, чтобы всегда точно определять, где находится сиденье. Решением с самым высоким разрешением является использование линейной аналоговой микросхемы датчика Холла, которая выдает выходное напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля. Двухполюсный магнит в скользящей конфигурации с линейным приводом будет давать выходное напряжение в диапазоне от 0 до 5 вольт при правильной конструкции.

Технология Холла очень надежна и относительно недорога. Если требуется автоматическое определение, решение должно быть надежным.

Если требуется более высокая точность, доступны программируемые переключатели и линейные устройства, которые могут свести к минимуму допуски на стек, позволяя выполнять программирование в конце линии.

Железные цели могут быть обнаружены с помощью датчика Холла с обратным смещением IC. Эти интегральные схемы датчика включают в себя схему Холла и редкоземельную таблетку в одном литом блоке. Решения с обратным смещением предлагаются для коммутационных и линейных конструкций.

Эти узлы упрощают производство и предлагают оптимизированную электрическую и магнитную конструкцию в одном литом корпусе.

Датчик пряжки ремня безопасности

Пряжка ремня безопасности SBB — еще одна область, в которой технология Холла используется как часть системы безопасности. Двухпроводной униполярный переключатель снова является простым, но надежным решением, которое сегодня используется во многих автомобилях. Назначение устройства на эффекте Холла (HED) состоит в том, чтобы гарантировать надлежащее запирание пряжки, обеспечивая надлежащее удерживание пассажира в случае аварии или внезапной остановки.

Подобно датчику положения сиденья, выключатели пряжек ремней безопасности работают по принципу прерывания лопастей. В этом случае пряжка из черного металла отвечает за прерывание магнитного поля между магнитом и устройством на эффекте Холла. Обычно, когда поле прерывается, выход устройства включается, а когда пряжка снимается, устройство выключается. Эта информация отправляется на контроллер, который затем обрабатывает данные вместе с данными от датчика положения сиденья IC и другими выходами, чтобы надежно раскрыть подушки безопасности в случае аварии.

Проблемы с применением

• ИС датчика SBB имеет жесткие пространственные ограничения, что затрудняет использование печатной платы. Таким образом, приваривание межблочных проводов к выводам HED является более распространенным подходом в процессе упаковки для минимизации размера. Однако приварка к проводам требует опыта в области сварки и обычно выполняется по контракту со сварочным предприятием. Одной из наиболее распространенных ошибок, наблюдаемых при сварке устройств на эффекте Холла, является чрезмерное количество тепла/мощности, допущенное к ИС, что приводит к катастрофическому повреждению соединений проводов. Другой распространенной ошибкой, наблюдаемой в новых сварочных процессах, является недостаточное зажатие проводов, что позволяет проводам скручиваться или тянуться во время контакта с сварочным наконечником. Это также приведет к катастрофическим повреждениям проводных соединений.

В дополнение к пространственным ограничениям, ИС датчика подвержена высоким уровням электростатического разряда и магнитным помехам из-за:

• доступных для клиента точек внутри автомобиля, таких как язычок пряжки в сборе,
• шунтирующие эффекты магнитного поля на датчик IC из-за железистых свойств узла пряжки и
• большие допуски узла механической пряжки, вызывающие большие колебания магнитного поля, воздействующего на датчик Холла IC.

Выбор правильной ИС датчика имеет решающее значение для удовлетворения всех требований приложения.

Прикладные решения

Рис. 3. Типичная механическая сборка пряжки ремня безопасности, показывающая электрическое соединение с датчиком Холла IC.

• Защита от переходных процессов и электростатических разрядов реализована с помощью обходного конденсатора емкостью 0,1 мкФ, приваренного между источником питания ИС датчика и заземлением ИС датчика. В случае с печатной платой в дополнение к шунтирующему конденсатору используется MOV для защиты микросхемы датчика от неблагоприятных условий ЭМС/ЭСР из-за использования заземления шасси. Если микросхема датчика устойчива к ЭМС/ЭСР, может быть достаточно просто обходного конденсатора.
• Магнит достаточно большого размера необходим для преодоления шунтирующего эффекта, вызванного самим узлом пряжки. SmCo и неодим являются распространенными магнитными материалами, используемыми в пряжках ремней безопасности. Они обеспечивают большие уровни поля для компенсации механических допусков и, возможно, больших воздушных зазоров > 3 мм, наблюдаемых в приложениях SBB.
• Допуски механического узла могут привести к большим колебаниям гаусса (сотни гаусс) уровня поля, воздействующего на датчик IC; поэтому все условия должны быть охарактеризованы, чтобы гарантировать, что ИС датчика никогда не перейдет в неправильное состояние. Условия, которые не должны вызывать ложного срабатывания ИС датчика Холла, следующие:
  • Нормальное положение с пристегнутым язычком.
  • Нормальное расстегнутое положение с удаленным языком.
  • Перемещение язычка, когда его толкает и удерживает человек, сидящий на нем, или детское кресло, опирающееся на пряжку в сборе.
  • Состояние ложной фиксации, когда что-то, кроме настоящего язычка, вталкивается внутрь, удерживая пряжку в ложно защелкнутом состоянии (палочка от эскимо, игрушка и т. д.).

  Предлагаемые устройства

  Allegro™ Номер детали	Температура Диапазон	Тип упаковки	Лента и катушка В наличии
  A115x	ЭЛЬ	ЛГ, UA	Да
  A119x	Э, Л	ЛХ, UA	Да

Применение датчиков Холла в автомобильной промышленности

Датчики Холла обычно используются для измерения силы магнитного поля и силы тока . Их приложения включают бесконтактное определение для линейных движений , углового позиционирования , скорости, скорости вращения и направления, с преимуществом длительной работы с низким износом. Датчики Холла в автомобильных приложениях с их многочисленными функциями обнаружения движения и позиционирования в последние годы можно широко использовать. Они также стали третьим наиболее распространенным сенсорным продуктом в транспортных средствах.

Реальное применение датчиков в автобусах. В целях обеспечения безопасности пассажиров водителю не нужно находиться рядом с дверями, чтобы убедиться, что они надежно закрыты. Вместо этого датчики на эффекте Холла могут контролировать это по наличию магнитного поля и изменениям уровней напряжения между дверями и дверными коробками.

Рисунок 1: Датчики Холла используются для обеспечения безопасного закрытия дверей автобусов

Помимо автобусов, датчики Холла в автомобилях также доказали свою пригодность для устойчивой мобильности, в том числе в гибридных (ГЭМ) и электромобилях (ЭМ). Например, они помогают в переходе от механических методов приведения в действие и синхронизации к системам с электрическим приводом в автомобилях. В связи с растущим в последние годы спросом на устойчивую мобильность ожидается, что к 2026 году рынок HEV и EV вырастет на 64 миллиарда долларов9.0014

В этой статье мы представим обзор применения датчиков Холла в автомобильной промышленности.

Что такое эффект Холла?

Названный в честь Эдвина Холла (7 ноября 1855 — 20 ноября 1938), американский физик открыл эффект Холла в 1879 году, когда работал над докторской диссертацией. Во время его экспериментов тонкий золотой лист (элемент Холла) помещали на стеклянную пластину, и золото снималось в различных точках тонкого листа проводящего материала. Он обнаружил, что существует разность потенциалов (напряжение Холла) на противоположных сторонах листа, где протекал электрический ток, в результате магнитного поля, перпендикулярного золотому листу.

На чем основан датчик Холла?

Когда электрический ток протекает через полупроводниковый материал, электроны внутри него будут двигаться по естественной прямой линии. Однако, если на проводник действует магнитное поле, сила Лоренца, действующая по правилу правой руки (см. рис. 2), заставляет движение электронов изменить свое направление. Сила Лоренца заставляет электроны двигаться в одну сторону проводника, в результате чего в проводнике возникает разность потенциалов, называемая напряжением Холла U _Н .

Рисунок 2: Принцип работы эффекта Холла

Напряжение Холла можно описать следующим уравнением:

I _e представляет ток питания в элементе Холла, а B обозначает плотность магнитного потока, d для толщины образца и A _H для так называемой постоянной Холла.

Напряжение Холла U _H  прямо пропорционально входному току I _e  и напряженности магнитного поля B. Датчики Холла используют этот факт для измерения широкого спектра параметров, таких как сила тока, скорость или положение.

Какие существуют типы датчиков Холла?

Существует два основных типа датчиков Холла: аналоговые и цифровые.

Рисунок 3: Классификация датчиков Холла

Аналоговые датчики

В аналоговых датчиках, также известных как линейные датчики Холла, напряжение напрямую зависит от силы магнитного поля. Таким образом, чем выше напряженность магнитного поля, тем выше выходное напряжение с датчика.

Существует два типа аналоговых датчиков: линейные интегральные схемы (линейные ИС) и элементы на эффекте Холла.

Линейные ИС

Линейные ИС состоят из регулятора напряжения, полупроводникового элемента Холла и усилителя с высоким коэффициентом усиления. У них нет триггера Шмидта или переключателя выходного транзистора, поэтому напряжение берется напрямую с операционного усилителя. Использование постоянного магнита или электромагнита может генерировать выходное напряжение. Выходное напряжение датчика ограничено напряжением питания, что может привести к напряжению насыщения при достижении пика.

Элементы на эффекте Холла

Элементы на эффекте Холла применяются для получения выходного напряжения путем обнаружения магнитного поля. Температурные характеристики и чувствительность выходного напряжения зависят от типа материала полупроводниковой пленки, используемого в элементах Холла. Элементы типа арсенида галлия (GaAs) обеспечивают стабильные температурные характеристики, а элементы типа антимонида индия (InSb) обеспечивают сверхчувствительность.

Благодаря непрерывному линейному выходному сигналу они полезны при измерении расстояний и вращательных перемещений. Мало того, что они могут распознавать состояния «включено» и «выключено», они также могут производить аналоговый сигнал, пропорциональный силе магнитного поля. Аналого-цифровой преобразователь, который может быть встроен в датчик, может преобразовывать аналоговые сигналы в цифровые.

Цифровые датчики

Цифровые датчики имеют два выходных состояния: «включено» и «выключено». Они включаются, если обнаруживают наличие магнитного поля (состояние разомкнутой цепи), и будут «выключаться», когда магнитная сила не обнаруживается (состояние замкнутой цепи).

В дополнение к регулятору напряжения, элементу Холла и усилителю с высоким коэффициентом усиления цифровые датчики имеют триггер Шмитта. Триггер обеспечивает гистерезис и уменьшает колебания выходных сигналов при перемещении датчиков вокруг магнитного поля. Когда датчики соприкасаются с магнитом, внешнее магнитное поле, а также выходной сигнал цифрового датчика Холла увеличиваются до тех пор, пока не достигают предела мощности.

Существует два типа цифровых датчиков: униполярные и биполярные.

Униполярный цифровой датчик Холла

Униполярный тип цифрового датчика Холла срабатывает при появлении магнитного поля одной полярности. Таким образом, если используется магнит противоположной полярности по отношению к датчику, устройство вообще не будет обнаруживать его. И для работы и запуска устройства требуется только магнитный южный полюс.

Биполярный цифровой датчик Холла

Биполярный тип цифрового датчика Холла активируется, когда электромагнит создает определенный полюс, и деактивируется, когда применяется противоположная полярность. В отличие от униполярного типа, биполярные датчики Холла требуют, чтобы южный магнитный полюс приводил их в действие, а северный магнитный полюс — для их отключения.

Узнав о принципах работы датчиков Холла, давайте рассмотрим некоторые из их распространенных применений в современной автомобильной промышленности!

Каково применение датчиков Холла в автомобилях?

Датчики Холла имеют большое значение в автомобилях с бензиновым/дизельным двигателем, гибридных или электрических автомобилях. Они обеспечивают важные механизмы безопасности, предотвращая электростатический разряд от опасностей воспламенения от искры, обратной полярности автомобильных аккумуляторов и тепловой перегрузки двигателя, а также обнаруживают неисправности путем отслеживания условий перегрузки по току и срабатывания цепей защиты.

Кроме того, они используют сложную силовую электронную схему для регулирования потока электроэнергии по всему транспортному средству. Это важно для HEV и EV, поскольку для обеспечения эффективной работы различным системам требуются датчики электрического тока, включая приложения с двигателями переменного тока и преобразователями постоянного тока в постоянный. Таким образом, применение датчиков Холла может улучшить работу двигателя за счет обеспечения полосы пропускания, времени отклика, снижения шума и стабильного электрического сигнала в различных режимах работы двигателя.

Датчики Холла также способствовали переходу от механических методов приведения в действие и синхронизации к системам с электрическим приводом. Например, в традиционных двигателях внутреннего сгорания ремень вентилятора используется для управления вентилятором охлаждения, работающим непрерывно при работающем двигателе, а также насосами гидроусилителя руля и другими нагрузками с ременным приводом. Заменив приводы с ременным приводом электродвигателями, можно добиться лучшего управления приводами и энергоэффективности.

Датчики Холла выполняют широкий спектр функций. Некоторые распространенные датчики включают в себя:

• Датчик парковки: Они обнаруживают препятствия и измеряют расстояние между объектами и автомобилем во время парковки, тем самым своевременно предупреждая водителя.
• Датчик частоты вращения двигателя: Они обеспечивают входные данные для органов управления автомобилем и измеряют частоту вращения двигателя, считывая обмотки коленчатого вала.
• Датчик скорости колеса: Эти датчики отслеживают скорость каждого колеса, когда автомобиль совершает поворот. Антиблокировочная тормозная система также использует этот датчик.
• Датчик положения коленчатого вала: Помогают рассчитать точное время подачи топлива или начала зажигания для современных автомобильных двигателей, чтобы гарантировать высокую скорость, высокую мощность при низком расходе топлива и низком уровне выбросов.
• Датчик положения клапана системы рециркуляции отработавших газов: Датчики помогают регулировать количество отработавших газов, поступающих в цилиндры и выходящих из автомобиля.
• Выключатель замка ремня безопасности: Помогают определить, занято ли сиденье.
• Датчик управления подушкой безопасности: Эти датчики определяют положение автомобильного сиденья для правильного срабатывания защиты подушки безопасности.
• Датчик уровня жидкости стеклоочистителя: Измеряют уровень жидкости в бачке. Таким образом, сигнальная лампа предупредит водителя о низком уровне.
• Датчик управления аккумуляторной батареей : Датчики контролируют расход/силу тока во время зарядки электромобилей, а также состояние аккумуляторной батареи в рамках системы управления аккумуляторной батареей.

Каковы преимущества использования датчиков Холла в автомобилях?

По сравнению с другими датчиками, такими как датчики переменного сопротивления, автомобильные датчики Холла имеют следующие преимущества:

• Это компактные устройства , установка которых проста в различных местах автомобиля.
• Благодаря своим бесконтактным сенсорным функциям датчики Холла подвержены низкому износу . Например, вращающийся датчик Холла, используемый в двигателе внутреннего сгорания, не будет подвергаться механическому износу или изменению значений сопротивления.
• Они могут обеспечить стабильную работу при температуре окружающей среды около 150°C и могут выдерживать высокую температуру вокруг двигателя.
• Имеют низкий риск возгорания при установке в автомобиле, даже при контакте с прерывателем системы зажигания.
• Они эффективно функционируют в различных условиях окружающей среды и устойчивый к вибрации, влаге и пыли .
• По сравнению с традиционными датчиками датчики на эффекте Холла имеют малую площадь основания и могут облегчить измерение тока на стороне высокого и низкого уровня, уменьшая пространство, необходимое для печатной платы .
• Благодаря интеграции электроники обработки сигналов и преобразователя датчики скорости на эффекте Холла имеют низкую восприимчивость к электромагнитным помехам .
• По сравнению с датчиками скорости с переменным магнитным сопротивлением, датчики скорости на эффекте Холла могут лучше обнаруживать неподвижные препятствия , а также цели, движущиеся с низкой скоростью.

Каковы ограничения использования датчиков Холла в автомобилях?

Как и в случае любой другой технологии, применение датчиков Холла в автомобилях имеет определенные ограничения. Вот некоторые из них:

• По сравнению с обычным электромагнитным датчиком датчик Холла имеет дороже в целом.
• Датчики обычно обнаруживают расстояние не более 10 см, если они не оснащены очень сильным магнитом для создания широкого магнитного поля.
• Несмотря на низкую восприимчивость, помехи от двигателя тем не менее могут повлиять на работу датчика и измерение тока.
• Высокая температура в выхлопной системе может повлиять на сопротивление проводника и, следовательно, на чувствительность датчиков.

Заключение

Благодаря своим функциям обнаружения движения и позиционирования датчики Холла зарекомендовали себя как важные компоненты автомобилей. Применение датчиков Холла в автомобильной промышленности, особенно в устойчивой мобильности, продемонстрировало их хорошие характеристики и высокую надежность даже в суровых условиях окружающей среды, несмотря на некоторые ограничения.

ChenYang Technologies предлагает широкий ассортимент различных датчиков Холла для различных областей применения. Основываясь на требованиях, ChenYang Technologies предоставляет клиентам наилучшее решение для их приложений. Мы можем предоставить даже продукцию на заказ с особыми требованиями.

Посетите веб-сайт нашей компании http://www.chenyang-gmbh.com для получения дополнительной информации.

Узнайте больше о принципах действия датчиков тока на эффекте Холла.

Узнайте больше о датчиках и системах управления батареями в электромобилях.

Литература:

AG, I. T. (n.d.). Магнитные датчики положения . Инфинеон Технологии. Получено 1 августа 2022 г. с https://www.infineon.com/cms/en/product/sensor/ Magnetic-sensors/ Magnetic-position-sensors/ 9.0014

АКМ. (н.д.). Типы и принципы работы элементов зала . АКМ. Получено 1 августа 2022 г. с https://www.akm.com/eu/en/products/hall-sensor/tutorial/hall-elements/#:~:text=A%20Hall%20element%20is%20an и %204%20в%20Рисунок%201a

Allegro MicroSystems. (н.д.). Измерение тока на эффекте Холла в электрических и гибридных транспортных средствах. Получено 1 августа 2022 г. с https://www.allegromicro.com/en/Insights-and-Innovations/Technical-Documents/Hall-Effect-Sensor-IC-Publications/Hall-Effect-Current-Sensing-In-Electric. -И-Гибридные-Транспортные средства

АЗОСЕНСОРЫ. (2019, 4 сентября). Знакомство с датчиками Холла . Получено 1 августа 2022 г. с https://www.azosensors.com/article.aspx?ArticleID=16

Эмилио, доктор медицины (3 июня 2020 г. ). Устройство Холла для критического автомобильного зондирования . Новости силовой электроники. Получено 1 августа 2022 г. с https://www.powerelectronicsnews.com/hall-sensor-for-critical-automotive-sensing/

Фальченко, А., Аноним, и Хоа, Н. Д. (2022, 19 января). Датчик Холла: принцип работы, виды, применение, как проверить . АвтоТачки. Получено 1 августа 2022 г. с https://avtotachki.com/en/chto-takoe-bekontaktnaya-sistema-zazhiganiya-avtomobilya/

Петрук О., Шевчик Р., Чук Т., Струпинский В. , Салах Дж., Новицкий М., Пастернак И., Винярски В. и Тшинка К. (2014). Тестирование чувствительности и напряжения смещения в датчиках Холла из графена. Последние достижения в области автоматизации, робототехники и измерительных технологий , 631–640. https://doi.org/10.1007/978-3-319-05353-0_60

Попович Р.С., Ранджелович З. и Манич Д. (2001). Встроенные магнитные датчики на эффекте Холла. Датчики и приводы A: физический , 91 (1-2), 46–50.