Датчик холла на ВАЗ 2109: замена своими руками, признаки поломки

Содержание:

1. Функции и расположение
2. Признаки поломки
3. Замена

Автомобили постоянно развиваются, потому появление новых устройств — не неожиданность. Примером развития отечественного автопроизводства стало появление датчика Холла на карбюраторных версиях ВАЗ 2109.

Функции и расположение

На карбюраторных ВАЗ 2109 датчик Холла (ДХ) отвечает за размыкание и замыкание контактной группы. При вращении экрана с окнами, на устройство подается сигнал, трансформирующийся в электрический. Посредством коммутатора сигнал идет на катушку зажигания, а там превращается в электрозаряд — искру.

Располагается ДХ у девятки на распределителе зажигания. Искать устройство необходимо под пылезащитным экраном. Датчик закреплен на опорной пластине с помощью заклепок или пары винтов. Это уже зависит от типа используемого распределителя.

На инжекторных ВАЗ 2109 датчик Холла отсутствует. Его функции выполняет датчик положения коленвала.

Признаки поломки

Если ДХ выйдет из строя, автомобиль сам вам сообщит о наличии неисправности. Для определения неполадок с ДХ существуют определенные признаки, идущие от двигателя:

• Вы попросту не можете завести двигатель;
• Возникают перебои в работе силового агрегата — плавный ход становится уже не таким плавным, появляются рывки;
• Холостой ход нарушен или отсутствует полностью;
• Двигатель может неожиданно выключиться, заглохнуть;
• Заметно теряется мощность мотора.

Прежде чем бежать к подкапотному пространству и менять датчик Холла, для начала нужно убедиться, что причина всех бед с двигателем заключается именно в нем. Все же признаки косвенные, и они могут быть вызваны нарушением работоспособности других элементов вашего автомобиля.

Место установки

Проверка состояния

Есть несколько основных способов, которые применяются сегодня для проверки текущего состояния датчика Холла. Познакомимся детальнее с каждым из них, а вы для себя решите, какой будете применять при очередной проверке ДХ на своем ВАЗ 2109.

Способ проверки	Ваши действия
Замена старого устройства новым	Это самый простой способ, который потребует от вас наличия под рукой запасного датчика Холла, в работоспособности которого вы уверены. Просто извлеките старый датчик, вставьте на его место новый и попробуйте завести автомобиль. Если все заработало, вы нашли причину. Если же нет, придется искать источник проблем в других система
Проверка напряжения на выходе	Для этого метода вам потребуется тестер, подключенный к выходу устройства. Если датчик Холла будет исправен, тестер покажет значения в пределах 0,4-11 Вольт. Если же данные не соответствуют установленным нормам, ДХ придется заменить
Имитация работы устройства	Популярный метод, в рамках которого вы обманываете собственный автомобиль, имитируя работу датчика Холла. Вам необходимо извлечь штекерную колодку, включить зажигание и соединить между собой 3 и 6 выходы. Если начнет проскакивать искра, будьте уверены, ваш датчик вышел из строя
Проверка без дополнительных приборов	Здесь вам тестер или вольтметр не потребуется. Сначала подключите вывод с катушки к свече зажигания, а резьбу свечи подключить на массу. Снимите каретку с датчиком и присоедините разъем. Теперь можно включать зажигание. С помощью отвертки проведите инструментом возле устройства — датчика Холла. Если на свече появится искра, это говорит об исправности ДХ. Если же нет, вывод очевиден.

Проверка устройства

Обнаружив, что ДХ неисправен, вам следует обязательно заменить устройство. Затягивать с этим мероприятием не рекомендуем.

Замена

Ничего особо сложного в замене ДХ на отечественной девятке нет. Потому за работу вполне можно браться своими руками даже начинающему водителю.

1. Отключите минусовую клемму от аккумулятора.
2. Отключите бронепровода от трамблера, отключите шланг от вакуум-корректора.
3. Далее извлекайте газовый трос и пока убирайте его в сторону, дабы не мешал процессу.
4. Открутите крепеж кронштейна, который удерживает провода. Кронштейн снимите со шпильки и отодвиньте. Иначе он будет вам мешать.
5. На корпусе привода вспомогательных узлов и трамблере обязательно нанесите прямую линию. Эта места позволит во время обратной сборки не нарушить момент зажигания.
6. Отключите питающую колодку с проводами.
7. Извлеките из картера сцепления заглушки и проверните отверткой маховик таким образом, чтобы установить поршень первого цилиндра в положении верхней мертвой точки.
8. Чтобы снять трамблер, вам необходимо открутить еще две крепежные гайки, удерживающие устройство.
9. Снимите крышку с трамблера, снимите бегунок и потяните его вверх. Только немного.
10. Снимите крышку пылезащиты.
11. Откручивайте теперь болт крепления, чтобы извлечь штекер.
12. Нужно еще открутить болты, которые держат пластину нашего искомого датчика.
13. Демонтируйте болты крепления вакуум-корректора, снимите стопорные кольца, корректор и тягу.
14. Чтобы достать провода, вам потребуется разжать имеющийся там зажим.
15. Снимите крепежную пластину, открутите крепежные болты, что позволит вам наконец-то снять вышедший из строя датчик Холла.
16. Необходимо теперь установить новый датчик и собрать узел, действуя в обратной последовательности.

Важно не сбить настройки зажигания

Не забудьте после завершения работ обязательно проверить, правильно ли работает ваш карбюраторный ВАЗ 2109, не нарушили ли вы момент зажигания.

Основная сложность процесса замены ДХ заключается в необходимости добраться до датчика, а также существующие риски нарушения правильной работы карбюратора. Но если действовать аккуратно и строго согласно инструкции, проблем удастся избежать.

 Загрузка …

---

Коммутатор электронный 3640.3734

 

Общие сведения:

Коммутатор электронный 3640.3734 предназначен для работы в бесконтактных системах зажигания автомобилей ВАЗ-2108, ВАЗ-2109, «Таврия» и других, в том числе иностранного производства, оснащенных аналогичными системами зажигания с датчиком Холла.

Коммутатор работает комплектно с катушкой зажигания типа 27.3705 и распределителем 40.3706, 53.3706 или другими с аналогичными параметрами.

В коммутаторе 3640.3734 в качестве коммутирующего элемента использованы традиционные биполярные транзисторы.

На контакте №7 предусмотрено наличие выходного низковольтного управляющего сигнала для систем электрооборудования с электронным тахометром или других контрольных приборов.

Работа с отключенной аккумуляторной батареей или при ее неисправности не допускается.

Согласно требованиям к системам зажигания, коммутатор обеспечивает защиту датчика Холла от перенапряжения путем стабилизации подаваемого на датчик напряжения. Изделие обладает защитой от короткого замыкания в цепи питания датчика Холла.

Коммутатор сконструирован по однопроводной схеме питания, в которой с корпусом автомобиля соединен отрицательный вывод источника питания.

Рабочий режим коммутатора — S1 по ГОСТ 3940.

Коммутатор устанавливается на предусмотренное для него место в автомобиле при помощи штатных крепежных деталей и штатного разъема, при этом необходимо обеспечить надежный контакт между основанием коммутатора и корпусом автомобиля.

Гарантийный срок эксплуатации — 3 года с даты ввода в эксплуатацию или со дня продажи в розничной торговой сети. Гарантийные обязательства производителя имеют силу в течение четырех лет с даты выпуска изделия.

 

Технические данные:

Диапазон рабочих температур, °С -40 .. +85   Номинальное напряжение питания, В 12,0   Допустимые пределы напряжения питания, В 6,0 .. 18,0   Диапазон бесперебойного искрообразования, об/мин коленчатого вала 4-тактного 4-цилиндрового двигателя 20 .. 7000   Ток коммутации, А 7,0 ± 0,2   Время безыскровой отсечки коллекторного тока, с 1 .. 2   Максимально допустимое воздействие повышенного напряжения питания длительностью до 5 мин. при частоте искрообразования более 200 Гц (6000 об/мин коленчатого вала 4-тактного 4-цилиндрового двигателя), В 25,0

 

 

Схема включения в составе системы зажигания:

 

 

Габаритный чертеж:

 

Модернизация системы зажигания: Убойная искра

Выход из строя состарившихся элементов системы зажигания в классических моделях ВАЗ – удобный повод установить электронную систему без контактов, требующих регулярного обслуживания.

Выход из строя состарившихся элементов системы зажигания в классических моделях ВАЗ – удобный повод установить электронную систему без контактов, требующих регулярного обслуживания.

Электронная система зажигания отличается от классической контактной большей надежностью и стабильностью параметров, долговечностью и меньшей потребностью в обслуживании. Вместо пары контактов в «электронном» трамблере работает бесконтактный датчик Холла, по подсказке которого электронный блок (коммутатор) управляет подачей электричества на свечи зажигания. Если в классической системе подаваемое на свечи напряжение достигает 17 – 20 тыс. вольт, то электроника обеспечивает электрический разряд при напряжении 25 тыс. вольт и выше. Такая мощная искра способствует лучшему воспламенению топливо-воздушной смеси. При этом улучшаются пусковые характеристики мотора, возрастает экономичность, повышается динамика автомобиля.

В настоящее время в продаже есть все узлы, необходимые для переоборудования моторов «классики» под электронное зажигание. Главное – приобрести прерыватель с бесконтактным датчиком, предназначенный специально для двигателей ВАЗ. Выпускаются как «короткие» прерыватели (с коротким валом) – для моторов объемом 1,2-1,3 л, так и «высокие» (с длинным валом) – для 1,5-1,6-литровых силовых агрегатов. Если найти «короткий» трамблер с датчиком Холла не удастся (встречается очень редко), можно использовать прерыватель с длинным валом, подставив под него выточенное на токарном станке кольцо-переходник (см. рисунок). Кроме того, понадобятся катушка зажигания типа ВАЗ-2108, «восьмерочный» коммутатор и проводка.

Переставляя распределители, нужно запомнить положение бегунка старого трамблера и при монтаже нового узла проследить, чтобы его ротор был установлен так же. В этом случае после переделки двигатель заведется без проблем и отрегулировать момент зажигания будет проще. Новую катушку зажигания легко установить на место «родной», поскольку она отличается электрическими параметрами, но не размерами. А вот для коммутатора придется искать свободное место в подкапотном пространстве. Его элементы нагреваются во время работы, поэтому блок коммутатора нужно размещать подальше от горячих частей двигателя. Лучше, если корпус прибора во время движения будет обдуваться набегающим потоком воздуха. Этим требованиям отвечает левая стенка моторного отсека. Крепить блок удобнее всего винтами-саморезами, закрутив их в предварительно просверленные отверстия диаметром несколько меньше диаметра винта. Для защиты от коррозии не помешает сразу покрыть место сверления антикором или краской.

Подключение электропроводки

Особое внимание нужно при подключении установленных элементов к электроцепям. «Восьмерочный» жгут подключается большим разъемом с шестью проводами к коммутатору, а малым трехконтактным штекером – к распределителю. Остальные колодки остаются невостребованными, поскольку «Жигули» первых поколений не оснащались блоком экономайзера принудительного холостого хода и диагностическим разъемом. Но отрезать лишние провода не следует во избежание случайного замыкания обрезков; лучше тщательно обмотать изолентой «лишние» электроразъемы-колодки. Одиночные провода, выходящие из жгута, подключаются следующим образом: черный провод – на массу, например, в месте крепления коммутатора; голубой (иногда – в красную полоску) – к клемме Б катушки зажигания; коричневый (иногда – с синей полоской) к клемме К катушки. На клемму Б также крепится зеленый провод, выходящий из центрального жгута штатной проводки машины. Таким же образом подключается жгут зажигания от «Тайги», который можно использовать вместо «восьмерочного»; правда, он слишком длинный.

Комплектующие электронной системы зажигания

Бесконтактный прерыватель-распределитель (Россия) Цена, грн. 90 – 110 Электронный коммутатор (Украина) 45 – 50 Катушка зажигания (Россия) 40 – 45 Жгут проводов (Украина, Россия) 15 Свечи А17ДВР, А17ДВРМ (Россия, зарубежные аналоги) 18 – 48

Подготовил Игорь Широкун
Фото Андрея Яцуляка

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Установка БСЗ от ВАЗ 2108 | OPPOZIT.RU | мотоциклы Урал, Днепр, BMW

Хочу поделиться мыслями о установке датчика Холла автомобильной БСЗ
Далее пойдет речь только о изготовлении ее механической части.

Потребуются токарные работы и немного слесарных навыков. Доработать придется всего лишь эл. оборуд-е, и корпус прерывателя.

Поехали:
Так как восьмерочный ком-р сам градусы не считает, и в целях упрощения конструкции прейдется установить родной (ураловский) центробежный механический регулятор.

Для этого понадобится только корпус (без внутренностей) и кулачок с автоматом прерывателя старого образца ПМ-302.

В начале необходимо срезать на токарном станке все выступы и боковые стенки корпуса прерывателя. Получится почти плоская поверхность, на которую будет установлен только датчик Холла.

Монтируется датчик двумя болтами м4 в горизонтальном положении (в отличии от автомобильной схемы).
Отверстия крепления датчика размечаются и засверливаются на расстоянии 24мм. друг от друга. (может потребоваться спилить немного рёбра жесткости на обратной стороне корпуса) Линия, проходящая через отверстия, должна (быть параллельна краю корпуса — по усмотрению) и находиться на расстоянии 22мм. от центра отверстия под распредвал (см. фото).

Датчик должен стоять ровно напротив распредвала.

Следующий этап — изготовление шторки.
Шторка имеет вид плоского диска толщ. 1мм., расположенного на направляющей втулке (почти копия старого кулачка — эксцентрика). Диск и направляющая выполнены, как одна деталь, на токарном станке. Эта деталь будет крепиться к автомату опережения (ставится на место кулачка).

После того как токарь выточил нам заготовку, необходимо внутреннее отверстие направляющей (15,5) обработать раздвижной разверткой до размеров автомата, только не переборщите (шторка не должна болтаться, иначе при работе она повредит датчик).

И теперь, самое сложное, необходимо выточить на торце направляющей пазы, такие же как на старом кулачке, для грузиков (замеряйте на старом). Сначала размечается и прорезается ножовкой, потом доводится надфелем. И так до тех пор, пока шторка на автомате не будет нормально поворачиваться в обе стороны без заеданий.

Единственное неудобство в сборке и последующем обслуживании — монтаждемонтаж шторки производится только в сборе с датчиком (корпусом).

Подгонять механизм по месту возможно прейдётся тем, у кого стоит слишком толстая прокладка между картером и крышкой распр. коробки. Если после сборки шторка касается магнита датчика — подшлифуйте торец направляющей шторки со стороны грузиков, а на противоположную сторону установите шайбу соотв. толщины, и наоборот — если шторка задевает верхний край прорези датчика.

Когда вся конструкция на месте, перейдем к самой точной операции, от которой зависит разброс в моментах искрообразования по цилиндрам.

Устанавливаем корпус прерывателя на регулировочных болтах посредине.
Затем выставляем ВМТ и делаем метку на крае шторки в месте, где, по идее, должен находится центр магнитика датчика (при снятом датчике), при этом ориентиром может служить разметка на корпусе прерывателя.

Затем нацарапывается такая же метка только после поворота коленвала на 360 град.. После этого обе метки соединяются прямой проходящей через центр диска.
Чтобы прочертить эту линию я использовал линейку с выпиленым посредине куском (20×10).

Эта линия на шторке является срезом при прохождении которого, через примерно центр датчика (прямо над магнитиком), будет момент искрообразования.

Такая же линия чертится через (прирмерно) 45 градусов после (по ходу распредвала).

Получившиеся два сектора в 45 градусов, расположенные напротив друг другу выпиливаются (с большой точностью).
Далее все собирается, подключается, и регулируется.

Все.

Работает без проблем.

Как поменять датчик холла на пассат б3

Машина начала глохнуть на ходу. Резко пропадала искра. После 2-3 минут простоя, заводилась как обычно, как будто ничего не было. Ну тут очевидно, что начал умирать датчик холла. Между делом, на девтяку эта деталь стоит 4$. Ну что там пассат, на него же запчасти еще дешевле думал я. И открыв в браузере магазин автозапчастей увидел такую картину:

Датчик холла FACET 8.2723 — 70$
Еще какой-то датчик — 65$

Это как-то дороговато для 1 микросхемы, подумал я. Должно быть решение дешевле. И набрел в интернете на несколько интересных отчетов. Ребята, это просто *****! за микросхему которая стоит 20 центов производитель ломит 100! в оригинале. Датчик холла — эта штуковина которая дает импульс при наличии магнитного поля. шторка трамблера перекрывает поле. Есть импульс — есть искра, нет — нету. элементарно. И так 4 раза за оборот. (для 4-х цилиндрового мотора, ну вы поняли))

В общем все сводится к копеечной микросхеме SS441 которая совмещает датчик холла и управляющий транзистор.

В минске SS441 я не нашел, зато есть SS443a, правда по совсем негуманной цена в 5р = 2,5$ за штуку. (Кстати, на будущее на алиэкспресс 5шт стоят 4$).

Вообще, в магазинах разных датчиков навалом, и что-то подобрать можно легко. Но именно SS441 и SS443 проверенные варианты, да к тому же производитель Honeywell, будет ласточка летать как Boeing 777!
Альтернатива — подобранные по даташиту датчики — либо — допиленный ДХ от 2108, тут уже лотерея качества.

Ну а дальше дело техники.
На всякий случай выставил метки по 0, снял трамблер, выбил штифт, снял шторку,

В современных транспортных средствах датчик Холла является одним из основных компонентов бесконтактной системы зажигания. Поэтому работоспособности этой детали нужно уделить особое внимание, особенно если замечены какие-либо неполадки в ее работе. Предлагаем вам узнать, что представляет собой датчик Холла Пассат Б3, для чего он нужен и как определить его поломку.

Понятие и функции

Даже небольшая неисправность в работе датчика Холла в автомобиле Фольксваген Пассат Б3 может привести к неприятным последствиям в работе двигателя. Поэтому для предотвращения поломки этого элемента важно знать, как происходит процедура его проверки и диагностики, но для начала нужно разобраться, какого предназначение датчика Холла в Фольксваген Пассат Б3 и какие функции он выполняет.

Автомобиль Фольксваген Пассат Б3

Датчик Холла, который, по сути, является устройством контроля положения распределительного шкива, считается одним из основных компонентов трамблера.

Если вы не знали, то трамблер еще называется прерывателем-распределителем. В автомобилях Фольксваген Пассат Б3 он устанавливается рядом со шкивом трамблера. На самом трамблере устанавливается магнитопроводящая пластинка, выполненная в форме короны. Примечательно, что в данной пластине ровно столько же отверстий, сколько цилиндров в моторе. Непосредственно внутри самого датчика установлен постоянный магнит.

Что касается принципа работы. Когда распределительный шкив вращается, железные лопасти проходят сквозь датчик Холла по очереди. Так вырабатывается импульсное напряжение, поступающее на катушку зажигания через коммутатор. На катушке оно преобразовывается в высокое напряжение, которое, в свою очередь, далее поступает через высоковольтные провода на свечи зажигания.

Устройство контроля положения распределительного шкива в разобранном виде

Когда металлическая пластина проходит мимо устройства, в нем появляется импульс напряжения. Этот импульс поступает на блок управления двигателем Фольксвагена Пассат Б3. Далее, уже в зависимости от того, как часто вращается распределительный шкив, сигнал с устройства будет поступать на блок с разным временным интервалом. Соответственно, получая сигналы, блок управления определяет, в каком месте находится поршень первого цилиндра, а затем обеспечивает впрыск топлива. После этого происходит зажигание топливно-воздушной смеси.

По своей конструкции у датчика Холла есть несколько клемм:

• одна из них прочно соединена с «массой»;
• к другой клемме подключается плюс, напряжение которого составляет 6 Вольт;
• по третьей клемме импульсный сигнал подается на коммутатор.

Симптомы выхода из строя

Разумеется, как и любой другой элемент в автомобиле Фольксваген Пассат Б3, датчик Холла может выйти из строя. Но перед тем, как приступить к его замене, следует точно определить неисправность. Для того чтобы понять, что данный компонент сломался и его пришла пора поменять, нужно понаблюдать за работой авто. Основные признаки поломки компонента приведены ниже:

• В Фольксвагене пассат Б3 возникли проблемы с запуском. Машина может заводиться с очень большим трудом или вообще не запускаться. То есть искра будет полностью отсутствовать.
• Вы заметили, что при работе на холостом ходу двигатель ведет себя не так, как раньше. В частности, двигатель начал очень сильно троить, в работе холостого хода есть перебои. Кроме того, плавание оборотов также может быть причиной поломки датчика Холла. Соответственно, спад оборотов может возникнуть из-за недостатка мощности.
• Во время езды на высоких оборотах или в гору также появились рывки. Особенно чувствуется потеря мощности двигателя.
• Некорректная работа мотора. ДВС может возникнуть абсолютно в любой момент. Также внезапно мотор может запуститься, если во время езды накатом вы нажали на педаль газа.

Инструкция по проверке

Теперь мы расскажем вам, как произвести проверку датчика Холла. Если вы зафиксировали симптомы поломки устройства и думаете, что именно оно является причиной нестабильной работы мотора, то следует сделать проверку элемента. Ниже представлена инструкция по проверке. Если вы хотите все сделать правильно, то необходимо придерживаться действий, указанных ниже:

1. Для начала необходимо выкрутить из места установки свечку зажигания. Сделав это, отсоедините центральный провод на трамблере. Затем возьмите выкрученную свечку и вставьте ее одним концом в провод трамблера. Другой конец киньте на «массу» к мотору. Затем прокрутите мотор стартером. Если в этом случае искра не появилась, то далее проверяем сам датчик Холла.
2. С трамблера необходимо демонтировать жгут с проводами. Затем включите зажигание, вам потребуется измерить напряжение между двух контактов. Показатель напряжения не должен превышать 9 Вольт.
3. В том случае, если с напряжением все в порядке, то необходимо выполнить следующие действия. Включите зажигание, а затем дополнительным проводом попытайтесь закоротить центральный контакт фишки устройства на один из боковых контактов. Сделав это, должна появиться искра на свече, а также вы должны услышать звук форсунки — негромкий щелчок. Если форсунка нормально щелкает, без прерываний, а искры нет, то это значит, что у вас определенные проблемы в работе двигателя, но сам Датчик Холла находится в рабочем состоянии.
4. Теперь вам нужно надеть обратно провод на трамблер и произвести диагностику катушки зажигания. На этой катушке расположен разъем на три гнезда, а также к ней подходит минусовой провод. Учтите: боковые гнезда в разъеме представляют собой «минус» и «плюс», а в центре установлен сигнальный контакт, связующий датчик Холла с электронным блоком управления. Демонтируйте данный разъем с самой катушки.
   Затем вам нужно выяснить, какой из двух боковых контактов является «плюсом», а какой — «минусом». На плюсовой контакт нужно подать напряжение с аккумулятора, а центральное гнездо необходимо закоротить на «минус». Если на свече зажигания появилась искра, то нужно менять сам датчик. Если искры нет, то следует заняться ремонтом катушки зажигания или коммутатора.
5. Возможно, при отсутствии искры к вашему устройству не поступает ток с коммутатора. Чтобы понять, действительно ли это правда, вам понадобится вольтметр и набор отверток. Для начала отключите разъем устройства. Возьмите один провод от вольтметра и подключите его к плюсовому контакту. В этот момент на экране вольтметра должны появиться цифры, соответствующие показателю напряжения — 10-12 Вольт. Если напряжение в норме, то коммутатор в вашем Фольксваген Пассат Б3 полностью рабочий. Если же напряжения нет, то следует проверить электрическую цепь, которая идет от ЭБУ к самому устройству.
   Принцип работы проводки ничем не отличается от проверки проводов в быту. Возьмите вольтметр и подключите один его провод к одному концу цепи, а второй — к другому. Если и в этом случае вольтметр не покажет напряжение на участке цепи, то необходимо заменить сам провод, он может быть перебит.

Проверка работоспособности датчика Холла на Пассат Б3

В современных транспортных средствах датчик Холла является одним из основных компонентов бесконтактной системы зажигания. Поэтому работоспособности этой детали нужно уделить особое внимание, особенно если замечены какие-либо неполадки в ее работе. Предлагаем вам узнать, что представляет собой датчик Холла Пассат Б3, для чего он нужен и как определить его поломку.

Понятие и функции

Даже небольшая неисправность в работе датчика Холла в автомобиле Фольксваген Пассат Б3 может привести к неприятным последствиям в работе двигателя. Поэтому для предотвращения поломки этого элемента важно знать, как происходит процедура его проверки и диагностики, но для начала нужно разобраться, какого предназначение датчика Холла в Фольксваген Пассат Б3 и какие функции он выполняет.

Автомобиль Фольксваген Пассат Б3

Датчик Холла, который, по сути, является устройством контроля положения распределительного шкива, считается одним из основных компонентов трамблера.

Если вы не знали, то трамблер еще называется прерывателем-распределителем. В автомобилях Фольксваген Пассат Б3 он устанавливается рядом со шкивом трамблера. На самом трамблере устанавливается магнитопроводящая пластинка, выполненная в форме короны. Примечательно, что в данной пластине ровно столько же отверстий, сколько цилиндров в моторе. Непосредственно внутри самого датчика установлен постоянный магнит.

Что касается принципа работы. Когда распределительный шкив вращается, железные лопасти проходят сквозь датчик Холла по очереди. Так вырабатывается импульсное напряжение, поступающее на катушку зажигания через коммутатор. На катушке оно преобразовывается в высокое напряжение, которое, в свою очередь, далее поступает через высоковольтные провода на свечи зажигания .

Устройство контроля положения распределительного шкива в разобранном виде

Когда металлическая пластина проходит мимо устройства, в нем появляется импульс напряжения. Этот импульс поступает на блок управления двигателем Фольксвагена Пассат Б3. Далее, уже в зависимости от того, как часто вращается распределительный шкив, сигнал с устройства будет поступать на блок с разным временным интервалом. Соответственно, получая сигналы, блок управления определяет, в каком месте находится поршень первого цилиндра, а затем обеспечивает впрыск топлива. После этого происходит зажигание топливно-воздушной смеси.

По своей конструкции у датчика Холла есть несколько клемм:

• одна из них прочно соединена с «массой»;
• к другой клемме подключается плюс, напряжение которого составляет 6 Вольт;
• по третьей клемме импульсный сигнал подается на коммутатор.

Трамблёр Пассат Б3 замена датчика холла на восьмёрошный

Замена родного датчика холла на датчик от ВАЗ лада.

Простая проверка датчика Холла! A simple Hall sensor check!

Когда начинаются проблемы с зажиганием, в системах где применен датчик Холла, возникает вопрос-как этот…

Симптомы выхода из строя

Разумеется, как и любой другой элемент в автомобиле Фольксваген Пассат Б3, датчик Холла может выйти из строя. Но перед тем, как приступить к его замене, следует точно определить неисправность. Для того чтобы понять, что данный компонент сломался и его пришла пора поменять, нужно понаблюдать за работой авто. Основные признаки поломки компонента приведены ниже:

• В Фольксвагене пассат Б3 возникли проблемы с запуском. Машина может заводиться с очень большим трудом или вообще не запускаться. То есть искра будет полностью отсутствовать.
• Вы заметили, что при работе на холостом ходу двигатель ведет себя не так, как раньше. В частности, двигатель начал очень сильно троить, в работе холостого хода есть перебои. Кроме того, плавание оборотов также может быть причиной поломки датчика Холла. Соответственно, спад оборотов может возникнуть из-за недостатка мощности.
• Во время езды на высоких оборотах или в гору также появились рывки. Особенно чувствуется потеря мощности двигателя.
• Некорректная работа мотора. ДВС может возникнуть абсолютно в любой момент. Также внезапно мотор может запуститься, если во время езды накатом вы нажали на педаль газа.

Инструкция по проверке

Теперь мы расскажем вам, как произвести проверку датчика Холла. Если вы зафиксировали симптомы поломки устройства и думаете, что именно оно является причиной нестабильной работы мотора, то следует сделать проверку элемента. Ниже представлена инструкция по проверке. Если вы хотите все сделать правильно, то необходимо придерживаться действий, указанных ниже:

1. Для начала необходимо выкрутить из места установки свечку зажигания. Сделав это, отсоедините центральный провод на трамблере. Затем возьмите выкрученную свечку и вставьте ее одним концом в провод трамблера. Другой конец киньте на «массу» к мотору. Затем прокрутите мотор стартером. Если в этом случае искра не появилась, то далее проверяем сам датчик Холла .
2. С трамблера необходимо демонтировать жгут с проводами. Затем включите зажигание, вам потребуется измерить напряжение между двух контактов. Показатель напряжения не должен превышать 9 Вольт.
3. В том случае, если с напряжением все в порядке, то необходимо выполнить следующие действия. Включите зажигание, а затем дополнительным проводом попытайтесь закоротить центральный контакт фишки устройства на один из боковых контактов. Сделав это, должна появиться искра на свече, а также вы должны услышать звук форсунки негромкий щелчок. Если форсунка нормально щелкает, без прерываний, а искры нет, то это значит, что у вас определенные проблемы в работе двигателя, но сам Датчик Холла находится в рабочем состоянии.
4. Теперь вам нужно надеть обратно провод на трамблер и произвести диагностику катушки зажигания. На этой катушке расположен разъем на три гнезда, а также к ней подходит минусовой провод. Учтите: боковые гнезда в разъеме представляют собой «минус» и «плюс», а в центре установлен сигнальный контакт, связующий датчик Холла с электронным блоком управления. Демонтируйте данный разъем с самой катушки.

Затем вам нужно выяснить, какой из двух боковых контактов является «плюсом», а какой «минусом». На плюсовой контакт нужно подать напряжение с аккумулятора, а центральное гнездо необходимо закоротить на «минус». Если на свече зажигания появилась искра, то нужно менять сам датчик. Если искры нет, то следует заняться ремонтом катушки зажигания или коммутатора.

Возможно, при отсутствии искры к вашему устройству не поступает ток с коммутатора. Чтобы понять, действительно ли это правда, вам понадобится вольтметр и набор отверток. Для начала отключите разъем устройства. Возьмите один провод от вольтметра и подключите его к плюсовому контакту. В этот момент на экране вольтметра должны появиться цифры, соответствующие показателю напряжения 10-12 Вольт. Если напряжение в норме, то коммутатор в вашем Фольксваген Пассат Б3 полностью рабочий. Если же напряжения нет, то следует проверить электрическую цепь, которая идет от ЭБУ к самому устройству.

Принцип работы проводки ничем не отличается от проверки проводов в быту. Возьмите вольтметр и подключите один его провод к одному концу цепи, а второй к другому. Если и в этом случае вольтметр не покажет напряжение на участке цепи, то необходимо заменить сам провод, он может быть перебит.

Персональный сайт — Зажигание с датчиком холла на мт

Установка 6-ти вольтовой катушки вместо 12В — большой шаг к мощной искре и работоспособности мотора. Проверено длительной эксплуатацией: если все с мотором нормально и контактная группа изначально исправна, ничего нигде не болтается — от установки 6-ти вольтовой катушки контакты выгорать быстрее не начинают, а вот искра становится зверской, запуск и работа мотора существенно улучшаются.

   

шаг — установка БСЗ, обычно на восьмерочных комплектующих.
Я лично, датчик холла не пытался ставить в корпус ПМки. Крепил его к простой круглой шайбе (под которой теперь два сальника подряд на распредвалу, с корпусом ПМки там можно поставить только один сальник), которую при необходимости могу вращать хоть на 180 градусов. Есть у народа заблуждение о том, что вырез на шторке для БСЗ должен быть поменьше. Но в моем случае отлично ездила и шторка-бревном, как на фото. Просто точеная шайба, срезанная до формы полоски металла. В случае с процессорным зажиганием после блока опережения стоит тот же самый коммутатор, та же самая катушка, и при лепестке в 30 градусов все прекрасно работает. Так если опережением заведует механика — что меняется?
Ничего. Лучше сразу делать шторку с лепестком в 30градусов. Толщина шторки 1,3-1,5мм. Материал — сталь, к которой очень хорошо липнет магнит. Внутренний диаметр делаю так, чтобы шторка напрессовывалась на кулачек механизма опережения без каких бы то нибыло его (кулачка) доработок. Установка шторки на ПМку, холла, коммутатора, двухвыводной катушки для электронного зажигания — это серьезный шаг эволюции зажигания. Работа мотора совсем другая, посаженная до 8-ми вольт АКБ нам не страшна, контакты чистить-регулировать периодически уже не нужно — один раз выставил — и забыл что оно такое. Мотоцикл немного экономичнее, ибо теперь нормально может поджигаться более бедная смесь, потому, что энергия искры теперь больше, а импульс длится больше времени. У меня при установке БСЗ двигатель не хотел нормально работать пока немного не обеднил карбюраторы. При этом, уменьшается нагрузка на АКБ и соответственно генератор, поскольку меняется алгоритм работы катушек, в том числе появляется автоматическое отключение оных при включенном зажигании на не заведенном мотоцикле. При этом, момент опережения можно (и нужно для начала) оставить на совести механической ПМки. Очень полезно добиться хорошей работы механизма перед тем, как ставить процессор. Но проблема с механическим опережение в том, что диапазон и алгоритм его работы завист от многих

 

центробежных регулятора, из которых правый имеет больший диапазон изменения угла опережения, за счет формы грузика и выборки на осевой детали. Но на последней, надо не забыть проварить мета указанные синими стрелками, иначе она отвалится (проверено). Если выставляется зажигание по метке Р, то с правым регулятором на момент запуска мотора зажигание будет немного позже. Работало оно чуть лучше. Усугубляется все тем, что распредвал крутится неравномерно, и на определенных оборотах мотора грузики механизма опережения могут входить в резонанс и начинать беспорядочное движение, само опережение получается абсолютно непредсказуемым, работа мотора — соответственно препаршивейшая. Вот отсюда появляется необходимость в более точном определении момента опережения зажигания смеси для каждых конкретных оборотов. Так мы переходим к процессорному зажиганию.

 

 

Сарумановский блок опережения (на фото показан в прозрачном корпусе и позже в черном закрытом) внедряется между коммутатором и датчиком холла. При чем шторка должна быть неподвижно зафиксирована на распредвалу. Даже не так: между коммутатором и холлом врезается разьем на четыре клеммы (см.схему). Точно такой же разьем ставится на процессорном блоке. Теперь нам достаточно рассоединить маму-папу восьмерочного зажигания и поставить между ними блок. В случае неполадок с блоком, мы легко вытаскиваем его, подключаем холл напрямую к коммутатору, и выставив заново зажигание — едем дальше домой без опережения (это если шторка намертво посажена на распредвал). Но постоянное опережение для этого мотора — это сплошное мучение. Куда как более удобно убрать фиксацию грузиков и поехать домой с куда большим комфортом и нормальной работой мотора. Просто временно опережение снова будут заведовать грузики, а не процессор.

 

Вот именно поэтому я сначала добивался хорошей работы восьмерочного зажигания с механическим центробежным регулятором, а уже потом, зафиксировав грузики, как показано на фото, добавил Сарумановский процессорный блок. Что такое процессорное зажигание? Это вспышка всегда вовремя, а это повышение момента мотора, а это экономичность, уменьшение тепловых нагрузок на двигатель, уменьшение вибраций, увеличение ресурса мотора в целом. Увеличение момента мотора — это существенное увеличение динамики, а значит и исчезновение провалов при резком открытии дросселя карбюратора.
При этом мотор не дохнет на верхах, а продолжает раскручиваться до запрограммированного в зажигании ограничения, устойчиво работая во всем диапазоне оборотов. Как правило, поднимается максимальная скорость мотоцикла. На крейсерских режимах мотор еще и экономичнее.
Практически, при установке блока на синий Днепр обнаружилось следующее: -заводиться на холодную мотоцикл стал без поднятия обогатителей, -обороты на холостых выросли на много, пришлось заслонки опустить в минимум, -мотор работает однозначно мягче и приятнее на всех оборотах (холостые стали ровнее, даже звук мягче как-то ощущается), -провалы при резком наборе оборотов пропали без изменения настройки карбов, -по ощущениям тяга лучше во всем диапазоне (на скорости 80-90 при откручивании ручки динамика моца заметно улучшилась) -мотор теперь меньше греется, -пропало калильное зажигание, из-за которого иногда еще несколько раз прокручивался коленвал при выключении двигателя, что еще раз свидетельствует о нормализации теплового режима работы мотора. Таким зажиганием я остался полностью доволен, и без него ездить уже не интересно

Уаз зажигание с датчиком холла на

УАЗ 469 КАЧУЮЩИЙ СТАРШИНА. › Бортжурнал › Установкf бесконтактной системы зажигания с датчиком Холла на УАЗ. ШАГ 1. Подготовка Для установки бесконтактной системы зажигания с датчиком Холла (от ВАЗ-21089) потребуются следующие компоненты: 1) Датчик-распределитель 5406.3706 (для ГАЗ-24) 2) Пластина октан-корректора (если изначально не установлена на распределителе) 3) Катушка зажигания от ВАЗ-21089 4) Коммутатор от ВАЗ-21089 типа 761.3734 (или аналогичный) 5) Комплект проводов «коммутатор – датчик Холла» от ВАЗ-21074 или от ВАЗ-21089 6) Комплект ввольтных проводов и свечи Еще потребуется, помимо самой системы, набор шоферского инструмента. Как минимум нужны: рожковые ключи на 8, 10, крестовая отвертка и «кривой» стартер (если сделан боди-лифт или нет возможности воспользоваться «кривым» стартером – нужно что-то, чем можно провернуть двигатель). ШАГ 2. Демонтаж родного датчика-распределителя (далее — трамблера) и катушки зажигания Перед тем как снять родной трамблер необходимо провернуть двигатель до совмещения метки на шкиве «5о до ВМТ 1-го цилиндра» со штифтом на блоке. Вращаем двигатель против часовой стрелки, совмещаем метки и после этого снимаем крышку трамблера. Если бегунок направлен в сторону блока цилиндров, то можно демонтировать родной трамблер. Если нет, и бегунок направлен в противоположную от блока сторону, требуется провернуть двигатель еще на один оборот. Теперь бегунок смотрит к двигателю. Чтобы демонтировать трамблер, снимаем высоковольтные провода и шланг вакуумного регулятора и ключом на 10 отворачиваем болт крепления пластины октан-корректора к корпусу привода и, покачивая трамблер, вынимаем его. В случае если усилия рук не хватает, то подбираемся шлицевой отверткой снизу пластины октан-корректора, и, опираясь на привод, сдвигаем трамблер к верху. Затем снимаем штатную катушку зажигания. Откручиваем 2 гайки и снимаем провода с выводов. Сама катушка прикручена 2мя винтами к моторному щиту. ШАГ 3. Инсталляция нового трамблера и катушки зажигания. Перед тем как устанавливать новый трамблер нужно смонтировать на нем пластину октан-корректора. Эта пластина не имеет фиксированного положения на корпусе трамблера. Местоположение первичной установки – немного левее корпуса вакуумного регулятора, если смотреть на трамблер сверху. Надев пластину на корпус, и выставив ее приблизительное расположение, ключом на 10 затягиваем гайку на ней. Таким образом, пластина обжимает корпус как хомут. Внимание(!) – не прилагайте чрезмерного усилия, этот материал очень хрупкий! Окончательно положение пластины выбирается уже во время выставления УОЗ на двигателе. Теперь трамблер готов к установке на двигатель. Что бы трамблер встал в привод нужно добиться совпадения выступов на муфте снизу трамблера с прорезями на валике привода. Расположите трамблер рядом с приводом и, поворачивая муфту рукой, добейтесь примерного совпадения выступов с прорезью на валике. Внимание(!) – выступы на муфте совпадают с прорезью только в одном положении, т.к. выступы смещены от линии центра. Вставляем трамблер в привод и, проворачивая его из стороны, в сторону добиваемся совпадения муфты с валиком привода. На установленном трамблере должен отсутствовать зазор между пластиной октан-корректора и самим корпусом привода. Снимаем крышку нового трамблера. Для этого откручиваем крестовой отверткой 2 винта. Бегунок должен смотреть на моторный щит. Дело в том, что у трамблера АТЭ-2 нумерация 1го цилиндра не совпадает с нумерацией штатного трамблера. Вывод 1го цилиндра у нового трамблера находится над колодкой датчика Холла (на крышке стоит цифра «1» — это означает 1ый цилиндр). Это объясняется тем, что муфта трамблера АТЭ-2 развернута на 180о. Затем, поворачивая корпус трамблера, добиваемся того, что бы разъем 1го цилиндра на крышке совпадал с контактом бегунка. Другими словами – момент воспламенение смеси в первом цилиндре. Это будет первоначальный УОЗ. Естественно, ездить так нельзя, но завести двигатель для регулировки уже возможно. От руки заворачиваем болт крепления пластины октан-корректора к корпусу привода. Теперь устанавливаем новую катушку зажигания. Ставится на штатное место без переделок. ШАГ 4. Подключение проводки и установка коммутатора Ничего сложного нет. Если используется комплект от ВАЗ-21074, то без колодок будут всего 3 контакта. Т.к. в разных схемах эти провода разного цвета, то буду писать их номер. Считаю слева на право по номерам контактов коммутатора (расположение коммутатора как на 1ом фото). Провод от контакта №3 (цвета чаще голубого или голубого с красной полосой) подключается к плюсовому разъему катушки зажигания. На катушке этот разъем чаще обозначен знаком «+» или «Б», или «ВАТ». К этому же разъему надо подключить снятый «+» от штатной катушки. Провод от контакта №5 (чаще коричневый или черный, это самый короткий «хвост») подключается к любой «массе» Провод от последнего контакта №6 (чаще коричневый с красным или коричневый с голубым) подключается ко второму разъему на катушке зажигания. Он может быть обозначен как «К», «ВК» или «RUP». На этот же разъем катушки подключается провод от блока управления ЭПХХ (если он есть). 2 соединительные колодки подключаются к коммутатору и выходу датчика Холла на трамблере. Вставляем впровода в трамблер. Порядок подключения 1-2-4-3, начиная от вывода 1го цилиндра. Должно получиться так: Осталось найти место коммутатору, ибо длина проводов не позволяет поставить его на штатное место. Если машина не участвует в соревнованиях, то можно поставить коммутатор рядом с блоком предохранителей. Вполне надежное и доступное место/Я же надставил провода и закрепил коммутатор под приборным щитком в ногах переднего пассажира. Стоит так же заметить, что не все цифровые тахометры, которые работали со штатной транзисторно-коммутаторной схемой, умеют работать с датчиком Холла. Осталось только отрегулировать УОЗ и затянуть болт крепления пластины октан-корректора. 25 — катушка зажигания 23 – блок управления ЭПХХ 27 – коммутатор www.drive2.ru что это, зачем нужно и как поставить на УАЗ? — УАЗ 3303, 2.9 л., 2001 года на DRIVE2 Всем привет! Дабы не разбивать тему на несколько записей попробую собрать всё в одном месте. Как ясно из темы, сегодня поговорим о, так называемом, «подводном» зажигании. 1 Зачем это нужно? Увеличивается мощность искры и исключается бегунок-распределитель из трамблера. 2 Как это работает? Система с датчиком Холла устроена так: В самом датчике есть прорезь, и вот когда через эту прорезь проходит какая-нибудь железка датчик выдаёт сигнал, но сигнал слабый, и для искры его не хватит, поэтому он поступает на коммутатор, там усиливается и с коммутатора попадает на катушку. Последняя выдаёт искру: Полный размер принципиальная схема 3 Как всё соединяется? Соединяется, всё так: Полный размер схема соединения В упрощенном варианте схему можно описать так: Всё завязано на коммутаторе. К коммутатору подводится “+12V”, “- земля”, тремя проводами подключается датчик Холла и один управляющий провод выходит на катушку (всего шесть проводов). Кроме того, к катушке тоже необходимо подвести “+12V”. 4 Как будем собирать мы? Мы будем собирать так называемую двухканальную схему. То есть, в трамблер поставим два датчика Холла, соответственно два коммутатора и две двухискровые катушки. Делать так будем для того, чтобы избавиться от бегунка распределителя в трамблере. 5 Что купить? Всё довольно просто, в трамблер вместо контактов или индуктивного датчика устанавливаются на самодельной площадке под углом 90 градусов друг к другу два датчика Холла. Датчики устроены так, что при проведении через прорезь в них железной полоски (даже отвертки) они формируют импульс, который усиливается коммутатором и поступает на катушку (искра на свечах образуется в момент выхода шторки из датчика!). Каждый датчик у нас будет работать на два цилиндра (1-4 и 2-3 соответственно). У нас четыре цилиндра, следовательно, нужно два датчика Холла, два коммутатора, две катушки и комплект проводки, чтобы всё соединить. Всё остальное делается руками. Датчик Холла. В магазине просим от ВАЗ 2108-2109: датчик Холла В принципе, нам подойдут любые, но для эстетов, я всегда просил продавца принести штук пять-десять и выбирал датчики с самым сильным магнитом (вставлял в щель датчика брелок с ключами и выбирал тот датчик, который сильнее удерживал ключи магнитом). Коммутаторы. Также просим от ВАЗ 2108-2109: Коммутатор ВАЗ Бывают 6-ти и 7-ми контактные, нам без разницы седьмой контакт используется для тахометра и нам не нужен. Катушки зажигания просим двухискровые от Оки или Волги: Катушка двухискровая Нам нужны, именно, двухискровые, так, чтобы каждая катушка работала на два цилиндра (1-4 и 2-3 соответственно). Комплект проводки просим от ВАЗ 2108-2109: комплект проводки В каждом комплекте два разъема на коммутатор и один на датчик. Если разъемы датчика будете оставлять, то нужно докупить отдельно ещё один разъем для подключения датчика Холла. Я их убрал. Закупились, теперь приступаем к внедрению: 6 Как установить? А) Доработка трамблера. Датчики Холла нужно установить в трамблер. А на вращающемся роторе закрепить железную шторку с прорезями. Изготавливаем площадку под крепление датчиков, строго под углом 90 градусов. Датчики старайтесь максимально отодвинуть от центра, для большей чёткости работы, учитывая их движение относительно корпуса (вакуумное опережение). Шторку делаем из листа железа и закрепляем её на роторе. Железку ищем не сильно тонкую (чтобы не погнуло) и не сильно толстую (не пройдёт в прорезь датчика). Обязательно, чтобы магнитилась. трамблер трамблер Оптимальным, считается соотношение площади шторки и площади выреза 2:1, то есть два выреза по 60 градусов и сама бабочка: два крыла по 120 градусов. Но такую мы не вставим в трамблер, поэтому делаем вырезы больше, чтобы шторка с ротором вставилась в трамблер, пройдя одним крылом между датчиков. Бабочку к ротору я просто припаял. При сборке трамблера старайтесь избавиться от люфтов, особенно продольного, потому как щель в датчиках небольшая, и всякое гуляние бабочки легко его разобьет! Еще один вариант шторки, не такой чувствительный к продольному люфту в трамблере: (но тут уже без токаря не обойтись) От штатных пластмассовых разъемов датчиков я отказался, и впаял один 10-ти контактный по центру крышки, но это так, для эстетики. разъём для подключения датчиков Б) Установка коммутаторов. Коммутаторы я у себя установил в кабине, на задней стенке за водительским сиденьем. Подальше от сырости коммутаторы на задней стенке кабины В) Катушки зажигания. Я поставил на клапанной крышке, приварив три болта М8 и площадки под катушки. 7. Подключаем всё по этой схеме: схема подключения Вольтметр рекомендую подсоединять именно сюда, чтобы наглядно видеть, сколько вольт у нас на зажигании. Покручивая трамблер, устанавливаем момент зажигания и … наслаждаемся работой двигателя))) www.drive2.ru УАЗ 31514 Черный ТАНК › Бортжурнал › Подводное зажигание на УАЗ на двух датчиках Холла — Итоги. Полный размер Итоговый вид нового подводного зажигания. Начало закупа тут: www.drive2.ru/l/528319186510809192/ Ну вот Комрады, пришел мне набор для трамблера от Александра: www.drive2.ru/l/4805843/ В посылке была вертикальная шторка, втулка, пластина крепления датчиков Холла и болтики — для переделки трамблера. Сначала собрали трамблер с датчиками. Крышка клапанов с двумя приделанными наверху катушками была у нас уже готова и окрашена, пока шла посылка со шторкой. Демонтировали из под капота старый вариатор и штатную катушку. На их место установили два новых коммутатора. После установки крышки клапанов, нового трамблера и коммутаторов стали подгонять косу проводов. На это ушло пару часов резки, пайки, подгонки. Далее дело за малым — выставить зажигание. И… Первый запуск нового зажигания. Двигатель завелся с пол пина. Поймав трамблером нужное положение — ушли хлопки и провалы. Двигатель стал работать значительно тише и ровнее. Поехал на тест/драйв. Проехав километров 15, остановился, открыл капот и проверил новую систему; новые коммутаторы под капотом были слегка теплые, провода холодные, обороты стабильные и ровные. И еще заметил одно; ранее у меня при включении электровентиляторов охлаждения значительно падали обороты двигателя. С новым зажиганием это проблема почему то ушла. Итоги: Новым зажиганием доволен. Я плавать не собираюсь, а подводное зажигание ставил исключительно для того, что бы наконец то избавиться от постоянно перегорающих вариаторов и сильно греющейся катушки. Мощности и прыти новое зажигание мне не прибавило. Но мотор стал работать очень заметнее тише и стабильнее. Заводится стал гораздо лучше что на горячую, что на холодную. Так что рекомендую Товарищи и огромное спасибо за содействие Александру www.drive2.ru/l/4805843/ Набор для переделки трамблера под два датчика Холла от Александра. www.drive2.ru/l/4805843/ Полный размер Примерили катушки на крышку клапанов. Полный размер Пришла посылка с набором для трамблера от Александра. Полный размер Переделываем трамблер. Полный размер Полный размер Полный размер Полный размер Полный размер Полный размер Полный размер Полный размер Полный размер Полный размер Полный размер Полный размер Полный размер www.drive2.ru Установка зажигания АТЭ с датчиком Холла. — УАЗ 3962, 2.4 л., 1995 года на DRIVE2 Мне машина досталась с древним контактным зажиганием. Вернее, проводка стояла от штатного зажигания, но ни коммутатора, ни вариатора не было, трамблер и катушка стояли контактные. Заводилась машина достаточно уныло. Поскольку все равно нужно было покупать новые запчасти, решил ставить зажигание с датчиком Холла и «восьмёрочным» коммутатором. Начитавшись вдоволь «уазбуки» и уточнив несколько нюансов, купил все необходимое и, потратив около часа времени, внедрил в машину. Было куплено: 1) трамблёр Волга 2410-31029 Газель дв ЗМЗ 402 АТЭ-2; 2) коммутатор 2108 Астро 961.3734 по технологии BOSCH с диагностикой; 3) Катушка зажигания 2108-099 АТЭ-2 27.3705; 4) жгут коммутатора АЭНК 2105-3724026-10. У этого трамблера есть один «родовой» дефект — пластина крепления у него силуминовая, и шейка трамблера затягивается в ней хомутом, который при неосторожной затяжке лопается. Для того, чтобы избежать такого «сюрприза», в пропИл хомута вставляется шайба, которая не дает ему слишком сильно стянуться (найдено на «уазбуке», В остальном никаких сложностей с подключением не возникает. Коммутатор для удобства доступа к нему установлен на перегородке, за водительским сиденьем. Установка момента зажигания занимает минимум времени благодаря встроенной в коммутатор диагностике = красному светодиоду, который загорается в момент получения сигнала от датчика Холла. Опять же, по совету «бывалых» с форума, выставил зажигание несколько раньше меток, поскольку 80-го бензина, на который рассчитан мой мотор, у нас уже не купить, и ездит машина на 92-м. Попутно заменил старые свечи на новые А-14. Ну и высоковольтные провода, конечно, тоже. Теперь мотор легко заводится с первой попытки, да и ехать стал гораздо веселее. Фотографий процесса практически нет, да и что там, собственно, фотографировать? P.S. На фото старый коммутатор, ставил на время. На всякий случай, а то вдруг новый сразу сгорит. Теперь он лежит в рундуке, как запасной. Там же лежат запасная катушка зажигания и датчик Холла. www.drive2.ru Распределитель зажигания с датчиком ХОЛЛА. — УАЗ 2206, 2.4 л., 1987 года на DRIVE2 Утомила меня постоянная война с трамблером и системой зажигания в целом, то одно сгорит то другое сломается. В целом решился я на полную замену системы зажигания, поштудировав УАЗбуку пришел к выводу- только датчик Холла. Старая Система зажигания демонтировалась в полном объеме со всеми проводками и проводочками от замка зажигания до последней свечки. В замен ее был приобретен набор необходимых запчастей: -Распределитель зажигания 5406.3706-05 с датчиком Холла. -Коммутатор ВАЗ-2109 -Катушка ВАЗ-2109 -Комплект соединительных проводов ВАЗ(от какого не помню, просто выбрал из предложенной кучи подходящий) -Высоковольтные провода ТЕSLA -Cвечи BOSCH. Вот такой наборчик получился Кстати эта катушка уже вторая, первой хватило на 20км, эта пока работает. По рекомендациям вроде как подходит, посмотрим. Трамблер и катушка заняли свои законные места а вот коммутатор занял место добавочного сопротивления. Вот с проводами я погорячился, взял от ВАЗ-2109, а они же, блин длиннющие… Некислая вышла паутинка 🙂 В целом сам монтаж ничего сложного из себя не представляет, описаний и схем установки, в интернете, более чем достаточно(даже есть цветные схемы, но это по секрету 😉 ) Из объективных ощущений : -Мотор вертолетной турбиной все таки не стал (юмор) -Работа двигателя, в общем, стала «чище» и «ровнее» -Динамика стала чуточку веселее. Вывод: я не пожалел, рекомендую. P.S. Низкое качество запчастей на наших рынках и магазинах может испортить положительные эмоции от установки, повторюсь: первая купленная мной катушка зажигания умерла через 20км( хотя продавец утверждал что «На твой век хватит.» ) С уважением Марьян. www.drive2.ru Зажигание на двух датчиках холла !№2 ФинишШ — УАЗ 3151, 2.7 л., 1998 года на DRIVE2 Всем привет ) давно уже задумался о новом зажигание, которое так многие хвалят ) Потихоньку занимался закупкой необходимого и поскреб по сусекам знакомых и вот результат готового зажигания -на двух датчиках холла )Первые работы почему вначале обрадовали но потом и огорчили из -за разнесенного трамблера(Катушку использовал модульную -бошь, высоковольтные провода использовал силиконовые от нивы инж., купил два датчика холла от ВАЗ -09.08, 2-ва коммутатора АСТРо, проводку покупал для бесконтактного зажигания от ваз-08.09 там имеется два разъема, один под коммутатор а другой от экономайзера (ЭПХХ) такой же, но в нем отсутствует одна мамка -разъем !Этот разъем тоже использовал под коммутатор вставив в него недостающего разъема и приступил собирать схему ) Следующим этам было сборка самого трамблера, а именно создание пластины на которой будут устанавливаться два датчика холла и создание шторки +немного помудрил вакумным опережением ;), убрал люфты .После всей сборки, проверил на АКБ — на наличие искры, хех это электрошокер прям, теперь думаю можно не смотреть искру а её слушать на наличие щелчков )) Заряд очень мощный и искра синяя ! Установил в черновом варианте все на двигатель и + подсоеденил на вывод от бобины, так у меня движок так тупил что пришлось искать причину этой неполадки, все дело было в этом + . Затем провод + кинул напрямую на АКБ и вот с пол оборота завелся без всяких проблем, работает ровно и без нариканий ) Затем, по причине кап -ремонта ДВС Пришлось снять зажигание и потом мне почему то не до того было и прововал как то установить зажигание обратно но у мне не удовалось выставить его как положенно, потому что не понял где должна быть шторка (оказалось что край шторки должен находится по середине ДХ) И уже сегодня, установил всю проводку (изолированную в гофру и подогнанную по месту ) трамблер встал на свое положенное место отрегулировал по метка и машина завелась как раньше с пол оборота притом у этого зажигания есть какая то особенность -движок работает мягче ! Да, чуть не забыл- установил подогрев на карбюратор . А теперь выношу на суд свои фото с проделками ))) Цена вопроса: 800 ₽ www.drive2.ru Зажигание на катушке ВОШЬ и 2х датчиках холла. — УАЗ 452, 3.0 л., 1992 года на DRIVE2 Категорически не нравилась мне родная система зажигания… какие-то бегунки… коммутатор майд ин CCCР, катушка с маслом… все енто крутится, пробивает, боится влаги, не говоря уже о тотальном погружении… Искорка слабая… красная… Вобщем начитался я уазбуки о 131 коммутаторах, восьмерочных катушках… вроде все лучше, но не избавляемся от главного зла-распределителя… ну и не прошел мимо постов о самодельной системе зажигания на сдвоенных катушках от 406 волгомотора… Вот енто, думаю -тема) Начал запчасти искать… покупать -енто не наш путь))) В гараже обнаружил аж 3 восьмерочных коммутатора, друзья приташили мешок катушек зажигания от инжекторных машин… Вобщем пришло время собрать все в кучу. Из трамблера выкинул магнитную систему и установил 2 датчика холла под углом 90 градусов. Катушка четырехвыводная Вошь. Провода не знаю от чего)) и 2 коммутатора от 8ки. Результат: Мотор работает стабильно как швейная машинка, можно считать такты. Обороты не плавают. Холостые можно поставить хоть 200 оборотов. Трогается на холостых. Провалы, при резком разгоне исчезли. 4 передача теперь едет с 40 км, раньше только с 60… Субъективно, как буд-то другой мотор поставили, лошадей на 20 больше))) Минусы: Неуверенный запуск на горячую остался… видимо это не зажигании дело, а в карбюраторе…да и аккумулятор еле ворочает… Ну и еще немного новых штуковин который давно поставил, да похвалится некогда было) Веткоотбойники Новый номер))) Задний свет www.drive2.ru УАЗ 31512 Кардан › Бортжурнал › Подводное зажигание на уаз (часть 6). Внимание! Контрафактные Датчики Холла Ребята, при очередной сборке и проверке трамблеров столкнулся с проблемами. Весь изматерился ***** Рассказываю… Раньше при сборке и проверке таких проблем не было, бракованных ДХ попадалось единицы — 2-3 штуки на 30-40 купленных. С начала этой зимы количество брака резко увеличилось. Когда собирал прошлую партию трамблеров, до нового года, то из 40 штук выкинул 16, не сильно придал этому значение т.к. было впервые. Но разницу и плохое качество проводов, кембриков и самого литья датчика отметил. Но в этот раз, как обычно, в том же магазине взял 50 штук и при проверке каждый 2й трамблер при проверке работал не стабильно. Вобщем выкинул порядка 20 штук. Когда ДХ явно не работает то сразу понятно какой, а тут вроде одинаково на одной паре цилиндров и на другой работает, но общая картина работы не стабильна: — либо заводится не с первого раза — либо не развивает полную мощность — сильные хлопки в глушитель и при трогании в натяг двигатель чихает, дергается, захлебывается и не едет. Либо тоже самое но на ХХ работает ровно, 1-2 скорость на оборотах тоже, а при переключении на 3ю всё захлеб и дергается — как бы дезилит когда с ХХ резко нажимаешь педаль газа, такое еще наблюдается при позднем зажигании но может и из-за датчика такое. Сравниваю все эти ощущения с работой на своем трамблере т.к. таких симптомов нет и движок очень отзывчивый. Разница сразу ощутима в таких случаях. Поэтому приходилось менять поочередно .вобщем за…лО! Вот эти самые датчики. Обратите внимание на ошибки в словах и белые кембрики на проводах. Они длинные и болтаются! Задумался…Полез на официальный сайт автоэлектроники и всё стало понятно Подделка Вот они те самые ДХ с болтающимися кембриками и проводами как лапша Оригинал Обратите внимание. Кембрики короткие и плотно сидят, не слетают и даже снимаются туго. Провода твердые не сопли. Провода в местах пайки просовываются в отверстия на концах контактной ножки и припаяны, у контрафактных пайка как попало и нет таких отверстий Отметки ОТК Еще мне попались в магазине в черной коробочке. Внутри точно такой же ДХ как и в синей, но еще имеется проверка подлинности с помощью смс. Проверка подтвердила подлинность. В другом магазине привезли в такой упаковке. Внутри лежал точно такой же как оригинальный и по качеству и по отметкам ОТК Пример когда один из ДХ не стабилен БУДЬТЕ ВНИМАТЕЛЬНЫ ПРИ ПОКУПКЕ ВСЕМ УДАЧИ ! www.drive2.ru Бесконтактное зажигание с датчиком Холла — Страница 3 — Наш опыт Бесконтактное зажигание с датчиком Холла — Страница 3 — Наш опыт — Конференция ГАЗ-69 Перейти к публикации Игорь495    45 Мастер Газонщики 45 174 публикации Пол:Мужчина Город:Москва, Алтуфьево Интересы:Ниссан Террано WD21, ГАЗ 69,клубные покатушки http://photofile.ru/users/shuravi/ garicat    1 Новичок Больше года в клубе 1 7 публикаций Golder    2 Мастер Газонщики 2 294 публикации Пол:Мужчина Город:Казахстан Владислав    548 Мастер Газонщики 548 1 097 публикаций Пол:Мужчина Город:Московская область Интересы:путешествия, рыбалка, ГАЗ 69 esk    2 Мастер Газонщики 2 205 публикаций Пол:Мужчина Город:Шадринск Robinzon    35 Мастер Газонщики 35 617 публикаций Пол:Не определился Город:Кубинка, Запад МО Игорь495    45 Мастер Газонщики 45 174 публикации Пол:Мужчина Город:Москва, Алтуфьево Интересы:Ниссан Террано WD21, ГАЗ 69,клубные покатушки http://photofile.ru/users/shuravi/ Robinzon    35 Мастер Газонщики 35 617 публикаций Пол:Не определился Город:Кубинка, Запад МО Raider    52 Мастер Газонщики 52 185 публикаций Пол:Мужчина Город:Тула esk    2 Мастер Газонщики 2 205 публикаций Пол:Мужчина Город:Шадринск Игорь495    45 Мастер Газонщики 45 174 публикации Пол:Мужчина Город:Москва, Алтуфьево Интересы:Ниссан Террано WD21, ГАЗ 69,клубные покатушки http://photofile.ru/users/shuravi/ esk    2 Мастер Газонщики 2 205 публикаций Пол:Мужчина Город:Шадринск esk    2 Мастер Газонщики 2 205 публикаций Пол:Мужчина Город:Шадринск www.gaz69.ru

Практические датчики: эффект Холла

Измерение магнитного поля может быть очень простым с помощью довольно простых технологий, а может быть очень высокотехнологичным. Это просто зависит от того, какие измерения вам нужны и сколько усилий вы хотите затратить. Самыми простыми магнитными датчиками являются герконы. В основном это реле без катушки. Вместо катушки достаточно близко подходит внешний магнит, чтобы замкнуть или разорвать контакты в язычке. Вы часто видите это, например, в датчиках дверной сигнализации.

Опять же, тростник не изящен. Он меняет состояние, когда видит достаточное количество магнитного поля, и все. Вы можете использовать компас с каким-то датчиком на игле, чтобы получить дополнительную информацию о поле, но не более того. Однако именно так работали первые магнитометры. Сегодня у вас есть множество вариантов, включая почти повсеместный датчик на эффекте Холла.

Вы можете использовать эффект Холла для измерения магнитной кнопки на клавише клавиатуры, опускающейся при нажатии на нее, или открытого и закрытого состояния клапана.Многие эффекты Холла рассматривают сервис как текущие мониторы. Поскольку катушка генерирует магнитное поле, пропорциональное току, проходящему через нее, магнитный датчик может оценивать ток в катушке с проводом без какого-либо физического контакта. Эффекты Холла также позволяют наблюдать за движением магнита в системе линейного движения или во вращающейся системе, чтобы получить представление о положении или скорости. Например, обратите внимание на этот контроллер бесщеточного двигателя, который использует три датчика для определения положения двигателя.

История

Эдвин Холл обнаружил эффект в 1879 году.Основная идея проста: электрический проводник, по которому проходит ток, будет претерпевать изменения из-за расположенного поблизости внешнего магнитного поля. Эти изменения проявляются в измерении напряжения на проводнике. Обычно напряжение на проводнике будет почти нулевым, но с магнитным полем вы получите ненулевое показание, пропорциональное напряженности магнитного поля в определенной плоскости, как мы вскоре увидим.

Датчики на эффекте Холла — это всего лишь один из видов современных магнитометров. Есть много различных типов, в том числе те, в которых используются индуктивные приемные катушки, которые могут вращаться, а могут и не вращаться, или магнитный датчик, который представляет собой особый тип катушки.Некоторые используют шкалу или пружину для измерения силы по отношению к другому магниту — иногда микроскопически. Вы даже можете обнаружить магнитное поле, используя оптические свойства, такие как эффект Керра или вращение Фарадея.

Тогда вы перейдете к действительно экзотическим датчикам. Вы также можете измерять протонный резонанс в богатых водородом материалах, таких как керосин, или определять энергетические состояния в газах, таких как цезий. Также в меню есть сверхпроводящие катушки.

Тем не менее, эффекты Холла, особенно в полупроводниках, дешевы и широко распространены.Они тоже маленькие. Трудно представить клавиатуру вашего ПК, использующую сверхпроводящую катушку, чтобы подбирать небольшие магниты, приклеенные к нижней части клавиш.

Как это работает?

Нам нравится видео из [rcmodelreviews], в котором рассказывается о теории, лежащей в основе эффекта Холла (см. Ниже). однако объяснение довольно простое даже без видео. Рассмотрим токопроводящий лист в форме долларовой банкноты. Между левой и правой сторонами подключен источник постоянного напряжения, заставляющий ток течь через проводник.Если вы измеряете напряжение — напряжение Холла — в верхней и нижней части банкноты, вы ожидаете, что напряжение будет почти нулевым, если проводник исправен. В отсутствие магнитного поля вы были бы правы. Напряжение сверху и снизу будет практически нулевым.

Однако, когда присутствует магнитное поле с силовыми линиями, расположенными под прямым углом к ​​току смещения, сила Лоренца действует на электроны — или другие носители заряда, такие как дырки — и они отклоняются от силы, как вы можете видеть на эта анимация.Это приведет к тому, что электроны сгруппируются на одной стороне проводника и будут отсутствовать на другой стороне.

Анимация с эффектом Холла разработана [FraunhoferIIS], CC-BY-SA-4.0.

Это приводит к тому, что две стороны имеют разные заряды, и там, где у нас есть разность зарядов, у нас должно быть напряжение. На анимации вы можете увидеть батарею, обеспечивающую ток, и измеритель, измеряющий напряжение на эффекте Холла, когда подковообразный магнит прикладывает к устройству различные магнитные поля.

Практическое устройство будет иметь дополнительную схему. Обычно есть усилитель холловского напряжения. Иногда есть регулятор напряжения смещения. Цифровой выходной датчик может также иметь компаратор и выходной транзистор.

Чтение технического описания

Все устройства разные, поэтому стоит прочитать техническое описание того, которое вы хотите использовать. Эффекты Холла обычно имеют ограничения по частотному диапазону и могут быть довольно дорогими.Например, у Melexis есть устройство на 250 кГц, что намного быстрее, чем у многих других аналогичных продуктов. Это конкретное устройство требует для работы 5 В и менее 15 мА.

Из таблицы видно, что есть две версии. Один может работать с производительностью до 7,5 миллилител, а другой — около 20 миллитесла. Есть даже версия, которая может работать до 60 миллитесла. Конечно, есть много других вариантов от других производителей с другими параметрами.

Некоторые датчики выдают напряжение, пропорциональное измеренному магнитному полю, или вы можете получить датчик цифрового типа включения / выключения.Очевидно, что если вы планируете развернуть датчик, вам потребуется различная поддержка тех датчиков, которые вы решите использовать. В некоторых случаях вам даже не нужно внешнее устройство. Например, в ESP32 встроен собственный эффект Холла, как вы можете видеть в этом видео.

Здание с датчиками Холла

Если вы хотите создать свои собственные проекты с эффектом Холла, есть из чего выбрать. Портативный магнитометр довольно прост и находится в коробке Tic Tac. Если вы измеряете ток, вы можете использовать устройство, которое содержит не только датчик эффекта Холла, но и все остальное, что вам нужно.

Или почему бы не построить что-нибудь новое? Если вы это сделаете, обязательно отправьте нам сообщение о линии чаевых, чтобы мы могли рассказать о вашем последнем творении.

Что такое эффект Холла и как работают датчики на эффекте Холла

В этом уроке мы узнаем, что такое эффект Холла и как работают датчики на эффекте Холла. Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать письменное руководство ниже.

РЕКОМЕНДУЕТСЯ Обзор

---

Эффект Холла — это наиболее распространенный метод измерения магнитного поля, а датчики на эффекте Холла очень популярны и находят множество современных применений.Например, они используются в транспортных средствах в качестве датчиков скорости вращения колес, а также датчиков положения коленчатого или распределительного вала. Также они часто используются как переключатели, компасы MEMS, датчики приближения и так далее. Теперь мы рассмотрим некоторые из этих датчиков и посмотрим, как они работают, но сначала давайте объясним, что такое эффект Холла.

Что такое эффект Холла?

---

Вот эксперимент, объясняющий эффект Холла: если у нас есть тонкая проводящая пластина, как показано на рисунке, и мы настроим ток, протекающий через нее, носители заряда будут течь по прямой линии от одной стороны пластины к другой.

Теперь, если мы поднесем некоторое магнитное поле к пластине, мы нарушим прямой поток носителей заряда из-за силы, называемой Сила Лоренца (Википедия). В таком случае электроны отклонятся на одну сторону пластины, а положительные отверстия — на другую сторону пластины. Это означает, что если мы теперь поместим измеритель между двумя другими сторонами, мы получим некоторое напряжение, которое можно измерить.

Итак, эффект получения измеримого напряжения, как мы объясняли выше, называется эффектом Холла в честь Эдвина Холла, который открыл его в 1879 году.

Датчики на эффекте Холла

Базовый элемент Холла магнитных датчиков на эффекте Холла в основном обеспечивает очень небольшое напряжение, всего несколько микровольт на гаусс, поэтому эти устройства обычно производятся со встроенными усилителями с высоким коэффициентом усиления.

Существует два типа датчиков Холла: один с аналоговым, а другой с цифровым выходом. Аналоговый датчик состоит из регулятора напряжения, элемента Холла и усилителя. Из принципиальной схемы видно, что выходной сигнал датчика является аналоговым и пропорционален выходному сигналу элемента Холла или напряженности магнитного поля.Датчики этого типа подходят и используются для измерения приближения из-за их непрерывного линейного выхода.

С другой стороны, цифровые выходные датчики обеспечивают только два состояния выхода: «ВКЛ» или «ВЫКЛ». Датчики этого типа имеют дополнительный элемент, как показано на принципиальных схемах. Это триггер Шмитта, который обеспечивает гистерезис или два разных пороговых уровня, поэтому выходной сигнал может быть высоким или низким. Для получения более подробной информации о том, как работает триггер Шмитта, вы можете проверить это в моем конкретном руководстве.

Примером датчика этого типа является переключатель на эффекте Холла. Они часто используются в качестве концевых выключателей, например, в 3D-принтерах и станках с ЧПУ, а также для обнаружения и позиционирования в системах промышленной автоматизации.

Другим современным применением датчиков Холла является измерение скорости вращения колеса / ротора или числа оборотов в минуту, а также определение положения коленчатого или распределительного вала в системах двигателя. Эти датчики состоят из элемента Холла и постоянного магнита, которые расположены рядом с зубчатым диском, прикрепленным к вращающемуся валу.

Зазор между датчиком и зубьями диска очень мал, поэтому каждый раз, когда зуб проходит рядом с датчиком, изменяется окружающее магнитное поле, в результате чего выходной сигнал датчика становится высоким или низким. Таким образом, выходной сигнал датчика представляет собой прямоугольный сигнал, который можно легко использовать для расчета числа оборотов вращающегося вала.

Что такое датчик Холла и как он работает?

Ⅰ Введение

Эффект Холла — наиболее распространенный метод измерения магнитных полей. Датчики эффекта Холла широко используются и находят широкое применение в наше время.Например, они используются в автомобилях в качестве датчиков скорости вращения колес и датчиков положения коленчатого или распределительного вала. Их часто используют в качестве переключателей, МЭМС-компасов, датчиков приближения и других приложений. Теперь мы рассмотрим некоторые из этих датчиков, чтобы увидеть, как они работают, но сначала давайте определим эффект Холла.

---

Каталог

---

Ⅱ Что такое эффект Холла

Эксперимент, описывающий эффект Холла , выглядит следующим образом: если у нас есть тонкая проводящая пластина, подобная показанной, и подавать на нее ток, носители заряда будут течь по прямой линии от одной сторона к другой.

Теперь, если мы приложим магнитное поле к пластине, мы можем нарушить прямой поток носителей заряда из-за силы, известной как сила Лоренца. Электроны отклонятся на одну сторону пластины, а положительные дырки — на другую. Это означает, что если мы теперь соединим две другие стороны с помощью измерителя, мы можем получить напряжение, которое можно измерить.

Как упоминалось ранее, эффект получения измеримого напряжения известен как эффект Холла в честь Эдвина Холла, который открыл его в 1879 году.

---

Ⅲ Что такое датчик на эффекте Холла

Датчик на эффекте Холла обнаруживает изменения в силе магнитного поля. Этот датчик открывает широкий спектр возможностей для применения в роботизированных датчиках.

Их можно использовать в таких приложениях, как определение приближения, позиционирования, скорости и тока. Обычно они используются на пневматических цилиндрах, где они используются для передачи положения цилиндра в ПЛК или роботизированный контроллер.

Автомобильная промышленность, персональная электроника и робототехника — это лишь некоторые из отраслей, в которых используются датчики Холла.В зависимости от области применения они имеют некоторые преимущества перед другими датчиками.

Они полностью закрыты, поскольку работают с магнитным полем, что делает их менее уязвимыми для повреждений в грязных или влажных условиях. Они реже, чем механические системы, изнашиваются или искажают показания после большого количества циклов.

Датчики на эффекте Холла

полезны для широкого спектра применений благодаря своей надежности и долговечности, поскольку для правильной работы им не нужен физический контакт.Они могут обеспечить большую повторяемость и точность, чем механические узлы, потому что они физически не мешают работе оборудования или инструментов.

---

Ⅳ Как работает датчик на эффекте Холла

Чтобы понять, как работает датчик на эффекте Холла, лучше всего начать с основ эффекта Холла. Когда ток течет через проводник в присутствии магнитного поля, электроны отталкиваются магнитным полем к одной стороне проводника.

Эффект Холла можно использовать для измерения электрического тока в проводниках, построенных с учетом определенных параметров.Например, напряжение на плоском металлическом проводнике обнаруживает эффект Холла намного лучше, чем напряжение на примерно единице.

Электроны, движущиеся по проводнику, оттесняются в сторону, когда к плоской пластине прикладывается магнитное поле. Поскольку сумму прогибов можно вычислить, устройство имеет широкий спектр применения.

Плоский проводник используется для расчета магнитной силы в датчике на эффекте Холла. Когда магнит приближается к датчику, датчик обнаруживает его и отправляет информацию контроллеру.

Заряд через пластину смещается в одну сторону, в то время как магнит находится рядом с датчиком, создавая положительный заряд с одной стороны и отрицательный — с другой. Определяется разница напряжений между двумя сторонами пластины, и ее можно использовать для расчета магнитной силы или близости датчика.

---

Ⅴ Типы датчиков на эффекте Холла

Датчики на эффекте Холла бывают двух основных типов:

5.1 Пороговое значение

Когда напряженность поля достигает определенной амплитуды и / или полярности, порог (также известный как цифровой или двухпозиционный) производит постоянное напряжение холла.Существует несколько различных конфигураций пороговых устройств, таких как фиксирующие устройства, которые включаются, когда положительная напряженность поля достигает порогового значения, но выключаются только тогда, когда отрицательное поле такой же напряженности достигает порогового значения, устройства, которые включаются, когда только положительное поле достигает порог, но выключены в противном случае, и устройства, которые включаются, когда положительное или отрицательное поле достигает порога. Пороги также можно запрограммировать на некоторых компьютерах.

5.2 Linear

Linear (датчик аналогового выхода) генерирует напряжение Холла, пропорциональное напряженности магнитного поля вокруг него. Полярность колебаний напряжения определяется направлением окружающего магнитного поля. Когда выразительные движения должны восприниматься как небольшие изменения положения, в музыкальных приложениях чаще используются линейные устройства.

---

Ⅵ Датчик на эффекте Холла Использует

Датчики на эффекте Холла

питаются от магнитного поля, и во многих приложениях один постоянный магнит, подключенный к движущемуся валу или устройству, может управлять устройством.Существует множество различных форм движений с обнаружением магнита, в том числе «лобовое», «вбок», «толкай-толкай» и «толкай-толкай». Для обеспечения оптимальной чувствительности магнитные линии потока всегда должны быть перпендикулярны чувствительной области системы и иметь правильную полярность, независимо от конфигурации.

Магниты с высокой напряженностью поля со значительным изменением напряженности поля для необходимого движения также необходимы для обеспечения линейности. Существует несколько способов обнаружения магнитного поля, и две из наиболее распространенных конфигураций обнаружения с использованием одного магнита показаны ниже: Обнаружение лобового и бокового обнаружения — это два типа обнаружения.

6.1 Обнаружение лобового столкновения

Магнитное поле должно быть перпендикулярно системе обнаружения эффекта Холла и приближаться к датчику прямо к активной поверхности для «лобового обнаружения», как следует из названия. В каком-то смысле это «фронтальный» подход.

Этот прямой подход создает выходной сигнал VH, который в линейных устройствах отражает мощность магнитного поля или плотность магнитного потока как функцию расстояния от датчика Холла.Выходное напряжение увеличивается, когда магнитное поле приближается и, следовательно, становится сильнее, и наоборот.

Положительные и отрицательные магнитные поля также можно различать линейными приборами. Для индикации определения положения нелинейные устройства могут быть сделаны так, чтобы запускать выход «ВКЛ» на предварительно установленном расстоянии воздушного зазора от магнита.

6.2 Обнаружение сбоку

«Обнаружение сбоку» — вторая конфигурация обнаружения.Это требует перемещения магнита вбок по лицевой стороне элемента с эффектом Холла. Например, подсчет вращающихся магнитов или измерение скорости вращения двигателей, вбок или обнаружение скольжения полезно для обнаружения наличия магнитного поля, когда оно движется по лицевой стороне элемента Холла в пределах фиксированного расстояния воздушного зазора.

Линейное выходное напряжение, представляющее как положительный, так и отрицательный выходной сигнал, может генерироваться в зависимости от направления магнитного поля, когда оно проходит через осевую линию нулевого поля датчика.Это позволяет идентифицировать направленное движение как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

Датчики на эффекте Холла

имеют широкий спектр применения, особенно в качестве датчиков приближения. Там, где к факторам окружающей среды относятся вода, вибрация, грязь или масло, например, в автомобилях, их можно использовать вместо оптических и световых датчиков. Настоящее зондирование также может быть выполнено с помощью инструментов на эффекте Холла.

Круговое электромагнитное поле образуется вокруг проводника, когда через него проходит ток, как мы узнали в предыдущих уроках.Электрические токи в диапазоне от нескольких миллиампер до тысяч ампер можно рассчитать по индуцированному магнитному полю, поместив датчик Холла рядом с проводником без использования больших или дорогих трансформаторов и катушек.

Датчики на эффекте Холла

могут использоваться для обнаружения ферромагнитных материалов, таких как железо и сталь, в дополнение к обнаружению наличия или отсутствия магнитов и магнитных полей, путем размещения небольшого постоянного «смещающего» магнита позади активной области устройства.Любой сдвиг или нарушение этого магнитного поля, вызванное введением железистого материала, может быть обнаружено с чувствительностью до мВ / Г.

В зависимости от типа устройства, цифрового или линейного, существует множество способов подключения датчиков Холла к электрическим и электронным схемам. Использование светоизлучающего диода, как показано ниже, является очень простым и легким в сборке примером.

Датчики на эффекте Холла

можно использовать по-разному из-за различных магнитных перемещений.Как в промышленных, так и в бытовых условиях эти инструменты чаще всего используются для измерения присутствия, положения и близости объектов.

Датчики тока, датчики давления и датчики потока жидкости — все это популярные приложения для датчиков Холла в промышленных и производственных процессах. В трансформаторах тока датчики на эффекте Холла представляют собой недорогой бесконтактный способ измерения магнитного потока постоянного тока.

---

Ⅶ Применение датчика Холла

7.1 Датчик на эффекте Холла для вращающихся приложений

Датчики скорости работают, подсчитывая количество оборотов вала или диска за заданный промежуток времени. Диск, прикрепленный к валу двигателя, вращается рядом с датчиком Холла и имеет магниты по периметру.

Состояние датчика смещается по мере движения магнитов через него. На основании этих данных датчик рассчитывает обороты. Например, если диск или вал имеет четыре магнита, датчик может переключать состояния четыре раза за оборот.

Это позволяет датчику измерять число оборотов в минуту на основе известного параметра, согласно которому на один оборот будет приходиться четыре импульса.

Эта технология используется в бесщеточных двигателях постоянного тока для отслеживания скорости и определения положения вала. Это позволяет им работать в определенных диапазонах оборотов, но при этом изменять скорость двигателя в любое время.

Это значительно упрощает управление двигателями. Это также позволяет им контролировать положение вала на двигателе, что делает их гораздо более гибкими в робототехнике, чем двигатели без датчиков Холла.

7.2 Датчик на эффекте Холла в приложениях для измерения расстояния

На основе магнитного поля датчики на эффекте Холла могут обнаруживать приближение. Если напряженность магнитного поля постоянна и определена, можно определить положение датчика по отношению к магниту.

Когда магнит перемещается в зону его действия, датчик меняет состояние и предупреждает контроллер. Бесконтактные датчики на эффекте Холла можно использовать по-разному. Роботизированные инструменты, роботизированные захваты, пневматика и множество других не роботизированных приложений используют их.

7.3 Использование бесконтактных датчиков на эффекте Холла в робототехнике

Бесконтактные датчики на эффекте Холла также могут использоваться в робототехнике. Они хороши для определения магнитной силы и близости магнита. Датчики на эффекте Холла могут использоваться для удовлетворения различных требований безопасности. Они часто используются в инструментах для подтверждения зажима на управляющее устройство.

Подтверждение зажима блокирует работу ячейки до тех пор, пока все секции не будут полностью зажаты, что позволяет ей функционировать безопасно.Магниты, встроенные в инструмент, которые попадают в диапазон чувствительности датчика Холла при правильном зажиме, обычно требуют подтверждения детали. Роботизированный контроллер или ПЛК знает, что ячейка безопасна для работы, когда все датчики отображают сигнал.

В робототехнике датчики на эффекте Холла чрезвычайно полезны. Для определения изменений в клетке большинство роботизированных клеток используют датчик Холла. Они используются для считывания скорости и положения бесщеточных двигателей постоянного тока. Они используются в пневматических цилиндрах, чтобы определить, выдвинут или втянут цилиндр.

Их также можно использовать для поддержания здоровья персонала, уведомив контролирующий орган о подтверждении зажима инструмента. Без датчиков Холла индустрия робототехники будет совсем другой.

---

Ⅷ Как проверить датчики на эффекте Холла

Датчики положения распределительного и коленчатого валов представляют собой датчики на эффекте Холла, которые контролируют положение распределительного и коленчатого валов соответственно. Перед датчиком проходит небольшой магнит. Выходное напряжение увеличивается по мере приближения магнита к датчику.Напряжение падает по мере удаления магнита от датчика. Для оценки положения вала электронный модуль управления отслеживает эти выходные сигналы датчиков. Контроллер ЭСУД может поддерживать точное управление двигателем благодаря датчикам положения распределительного и коленчатого валов, а также другим электрическим датчикам, соленоидам и форсункам. Понимание основ датчиков на эффекте Холла поможет вам правильно протестировать сомнительный датчик.

• Шаг 1

Снимите датчик с блока цилиндров.Удалите масло, грязь или металлическую стружку с наконечника датчика.

• Шаг 2

Изучите схему двигателя, чтобы найти датчик распределительного вала или сигнал коленчатого вала, поступающий в ECM. Сигнальный провод от контроллера ЭСУД должен быть удален. Подключите сигнальный провод к одному концу перемычки. Подключите другой конец перемычки к краю датчика Optimistic. Подключите отрицательный щуп к устойчивому заземлению шасси. При необходимости подключите отрицательный щуп к заземлению шасси с помощью перемычки и зажимов типа «крокодил».

Чтобы проверить напряжение постоянного тока, включите электрический вольтметр. Поверните пусковой переключатель в положение «Вкл.». В идеале напряжение должно быть около 0 вольт. Медленно поверните магнит перпендикулярно передней части датчика. Когда магнит приближается к датчику, напряжение должно расти, а по мере удаления напряжение должно падать. Проблема с датчиком или его подключениями, если напряжение не меняется.

---

Ⅸ FAQ

1. Как работает датчик Холла?

Используя полупроводники (например, кремний), датчики на эффекте Холла работают, измеряя изменяющееся напряжение, когда устройство находится в магнитном поле.Другими словами, как только датчик на эффекте Холла обнаруживает, что теперь он находится в магнитном поле, он может определять положение объектов.

2. Что запускает устройство на эффекте Холла?

Датчики

на эффекте Холла активируются магнитным полем, и во многих приложениях устройством можно управлять с помощью одного постоянного магнита, прикрепленного к движущемуся валу или устройству. Существует много различных типов движений магнита, таких как «лобовое», «вбок», «толкающее-толкающее» или «толкающее-толкающее» и т.д.

3. Для чего нужен датчик Холла?

Датчики

на эффекте Холла обычно используются для измерения скорости вращения колес и валов, например, для определения угла опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания, тахометров и антиблокировочных тормозных систем. Они используются в бесщеточных электродвигателях постоянного тока для определения положения постоянного магнита.

4. Каков принцип эффекта Холла?

Принцип эффекта Холла гласит, что когда токопроводящий проводник или полупроводник помещается в перпендикулярное магнитное поле, напряжение может быть измерено под прямым углом к ​​пути тока.

5. Насколько чувствителен датчик Холла?

Эти логометрические устройства имеют чувствительность 5 мВ / Гс и 2,5 мВ / Гс соответственно, диапазон рабочих температур от -40 ° C до + 150 ° C и температурную компенсацию во всем рабочем диапазоне.

6. В чем разница между датчиком на эффекте Холла и индуктивным датчиком?

Индуктивные датчики обнаруживают металлические предметы, а датчики на эффекте Холла обнаруживают наличие магнитного поля.

7. Каково происхождение эффекта Холла?

История эффекта Холла начинается в 1879 году, когда Эдвин Х. Холл обнаружил, что небольшое поперечное напряжение появляется на тонкой металлической полоске с током в приложенном магнитном поле.

8. Как определить неисправность датчика Холла?

Потеря мощности, громкий шум и ощущение, что двигатель каким-то образом заблокирован, часто являются признаком того, что либо контроллер не работает, либо у вас могут быть проблемы с датчиками холла внутри двигателя.

9. Что находится внутри датчика Холла?

Датчик на эффекте Холла представляет собой тонкую полоску из полупроводникового материала, похожую на микросхему внутри микро- или RAM-устройства. Он работает по принципу электромагнетизма. При перемещении магнита достаточно близко к датчику генерируется небольшое напряжение. Это идет на усилитель, который повышает напряжение до уровня, достаточного для использования другими электронными устройствами.

Лучший пример — датчик скорости колеса.Небольшой магнит прикреплен к внутренней части автомобильного колеса. Каждый раз, когда магнит проходит мимо датчика, происходит один оборот колеса. Информация передается в блок спидометра и одометра, где отображается водителю.

10. Для чего нужен датчик Холла в автомобиле?

Датчик на эффекте Холла работает с помощью магнитного поля и также может называться датчиком положения кривошипа. Он проверяет положение коленчатого вала двигателя, чтобы зажигались свечи зажигания.Если он плохой, двигатель может заглохнуть и не запустится без сигнала датчика Холла.

Датчики

на эффекте Холла также могут использоваться для определения скорости, расстояния или положения коленчатого вала двигателя и положения распределительного вала. Все датчики на эффекте Холла имеют разную внутреннюю электронику с разными программными измерениями и не являются взаимозаменяемыми.

Заказ и качество

Фото	ПроизводительЧасть #	Компания	Описание	Пакет	PDF	Кол-во	Стоимость (Долл. США)
	LM34CZ-NOPB	Компания: Texas Instruments		Пакет: TO-226-3, TO-92-3 (TO-226AA)	Лист данных	На складе: 403 Запрос	Цена: 1+: $ 8.84000 5+: $ 7,75 000 10+: 6 долларов США.97500 25+: $ 6.20000 50+: 5 долларов США.73500 100+: $ 4,96 000 500+: $ 4.65000 1000+: $ 4.34 000 5000+: $ 4.12300	Запрос
	ТМП100НА-250	Компания: Texas Instruments		Пакет: SOT-23-6	N / A	На складе: Под заказ Запрос	Цена: 1+: $ 2.17000 10+: $ 1,95 200 25+: $ 1.73520 50+: $ 1.59060 100+: $ 1.44600 250+: $ 1,33 756 500+: $ 1.26524 750+: $ 1,15680 1000+: $ 1.12065 2500+: $ 1.08450 6250+: $ 1.04835 10000+: $ 0,97 605	Запрос
	ADT7481ARMZ-REEL	Компания: ON Semiconductor		Пакет: 10-TFSOP, 10-MSOP (0.118 дюймов, ширина 3,00 мм)	Лист данных	На складе: Под заказ Запрос	Цена:	Запрос
	EMC1413-A-AIZL-TR	Компания: Microchip Technology		Пакет: 10-TFSOP, 10-MSOP (0.118 дюймов, ширина 3,00 мм)	Лист данных	На складе: 4410 Запрос	Цена: 2500+: 0 руб.72000 1+: $ 0,93000 25+: 0 руб.78000 100+: $ 0,72000	Запрос
	LM20BIM7X-NOPB	Компания: Texas Instruments		Пакет: 5-ЦСОП, СК-70-5, СОТ-353	Лист данных	На складе: 126000 Запрос	Цена: 3000+: 0 руб.53440 6000+: $ 0,50 100 9000+: 0 руб.47595 15000+: $ 0,45925 30000+: 0 руб.45090	Запрос
	AT30TS74-UFM11-T-072	Компания: Microchip Technology		Пакет: 4-UFBGA, WLCSP	Лист данных	На складе: Под заказ Запрос	Цена:	Запрос
	MIC384-0YMM-TR	Компания: Microchip Technology		Пакет: 8-TSSOP, 8-MSOP (0.118 дюймов, ширина 3,00 мм)	Лист данных	На складе: Под заказ Запрос	Цена:	Запрос
	LM35DZ-LFT1	Компания: Texas Instruments		Пакет: TO-226-3, TO-92-3 (TO-226AA)	Лист данных	На складе: 2000 Запрос	Цена: 2000+: 0 руб.81345 4000+: $ 0,78880 6000+: 0 руб.73950 10000+: $ 0,69020 20000+: 0 руб.67788 50000+: $ 0,66555	Запрос

(PDF) Оценка характеристик датчика на эффекте Холла

Труды 4-й иранской международной конференции по неразрушающему контролю

26-27 февраля 2017 г., Olympic Hotel, Тегеран, Иран

IRNDT 2017

Оценка характеристик датчика на эффекте Холла

Реза Марданинеджад1,

Мир Саид Сафизаде 2

1 М.Sc. студент, факультет машиностроения, Иранский университет науки и технологий, [email protected]

2 Доцент кафедры машиностроения Иранского университета науки и технологий, [email protected]

Реферат

Неразрушающий контроль на эффекте Холла — это хорошо зарекомендовавший себя метод контроля металлических объектов в различных отраслях промышленности, включая

авиастроение, автомобилестроение и обрабатывающую промышленность. Метод эффекта Холла отличается высокой точностью и аккуратностью.Простой в изготовлении и недорогой процесс изготовления

делает его эффективным способом обнаружения дефектов, позиционирования, бесконтактного переключения

и различных приложений.

В данной статье представлена ​​конструкция, интеграция и оценка характеристик датчиков Холла. Чтобы спрогнозировать работу датчика Холла

до изготовления, в COMSOL Multiphysics моделируется FEM-модель датчика. Анализ поведения

смоделированного датчика обеспечивает аспекты производительности, которые необходимо достичь.Экспериментальные результаты изготовленного датчика Холла

показывают хорошее соответствие смоделированного и изготовленного датчика Холла.

Ключевые слова: эффект Холла, COMSOL, NDT

1- Введение

В настоящее время растет спрос на быстрые, надежные и экономичные технологии для проверки приборов, которые охватывают

стареющих ядерных и нефтехимических объектов, а также авиацию. и военно-морской флот. Кандидаты на метод эффекта Холла для

, удовлетворяющие многие требования к контролю и другие важные приложения в отраслях.Существующие и новые технологии электромагнитного неразрушающего контроля

выиграют от разработки аналитических вихретоковых моделей, которые могут ускорить разработку соответствующих инструментов и методов контроля для данной области применения [1]. Подход

метода эффекта Холла аналогичен вихретоковым катушкам с той разницей, что полупроводник играет роль приемных катушек

в вихретоковом датчике. Эффект Холла — это создание разности напряжений на (полупроводниковой) пластине

, поперечной электрическому току в (полупроводнике) и магнитного поля, перпендикулярного току

.В его основном типе ток, подаваемый стабильным источником переменного или постоянного тока, питает две клеммы, а напряжение Hall

считывается через две другие клеммы. Сила Лоренца действует на движущиеся заряды (электроны) в пластине Холла

, где в присутствии магнитного поля эта сила толкает заряды к противоположным сторонам пластины Холла. Выходной сигнал

очищается и усиливается для обеспечения чувствительности в диапазоне мВ / А. Эффект Холла был открыт

Эдвином Холлом в 1876 году [2].Он указал, что выходной сигнал датчиков Холла положительно коррелирует с величиной

перпендикулярных магнитных полей.

Датчик Холла

отличается высоким магнитным разрешением, стабилизацией чувствительности датчиков и дрейфом смещения, что является подходящим методом

для измерения магнитных полей, обнаружения дефектов, определения положения и бесконтактного переключения в автомобильной и промышленной электронике

.

Однако датчики на эффекте Холла страдают недостатками, которые ограничивают их точность и точность, а также их использование в высокопроизводительных измерительных системах

.В частности, дрейф чувствительности из-за колебаний температуры, механических

напряжений и старения является одним из их текущих основных ограничений [3]

Отношение сигнал / шум (SNR) и смещение являются важными характеристиками при оценке характеристик датчиков Холла. Форма пластины Холла

играет ключевую роль в уменьшении смещения и отношения сигнал / шум. Устранение острых краев полупроводника повлияет на характеристики датчика Холла

, например, полупроводник крестообразной формы с токовым режимом может значительно снизить остаточное смещение и шум

[4], кроме того, другие исследования в области обычного напряжения Холла. преобразователи [3].Кроме того,

, калибровка чувствительности микросистемы измерения тока на основе датчика магнитного поля Холла, представляет собой современный метод

, исследованный в [4].

Было разработано несколько методов для улучшения характеристик датчиков Холла. Однако большинство из них фокусируются на форме

Холла, типе режима тока или режима напряжения.

В данной статье рассматривается пошаговое моделирование токового датчика Холла с крестообразной формой в 2D COMSOL

Multiphysics.Смоделированный датчик Холла оценивается Verilog-A для оценки имитационной модели.

Кроме того, для дефектоскопии используется заголовок дискеты с датчиком Холла.

2-Methodology

Если пластина Холла используется в режиме измерения напряжения, это означает, что измеряемое магнитное поле преобразуется в выходное напряжение

. Если к пластине Холла не приложено магнитное поле, то напряжение Холла не появится на двух выводах пластины Hall

, тогда как перпендикулярное магнитное поле в присутствии поперечного тока вызовет напряжение Холла, как показано на рисунке

. 1.Фактически, любой дефект в объекте вызовет изменения магнитных полей, которые появляются впоследствии при изменении напряжения Холла

. Напряжение Холла напрямую связано с серьезностью дефекта, больший дефект приведет к более высокому напряжению

. Исходя из этого подхода, настоятельно рекомендуется использовать датчик Холла в качестве метода неразрушающего контроля.

Сравнительное исследование производительности пяти различных устройств на эффекте Холла

Abstract

Было смоделировано пять различных датчиков на эффекте Холла, и их характеристики оценены с помощью трехмерного симулятора.Физическая структура реализованных датчиков воспроизводит определенный технологический процесс изготовления. Для каждого датчика были получены значения чувствительности по напряжению Холла, абсолютной чувствительности, чувствительности по току, напряжению и мощности. Эффект искусственного смещения был исследован также для крестообразных конструкций. Процедура моделирования помогает проектировщику выбрать оптимальную форму, размеры и условия поляризации ячейки Холла, которые позволят добиться максимальной производительности.

Ключевые слова: Конструкция датчика на эффекте Холла, смещение, чувствительность, поляризация устройства, трехмерное физическое моделирование

1.Введение

Одна из наиболее часто используемых сегодня сенсорных технологий состоит из датчиков Холла CMOS, основанных на магнитных явлениях. Эти датчики в основном используются в качестве датчиков тока и служат для многих приложений с низким энергопотреблением, таких как определение положения и бесконтактное переключение в автомобильной и промышленной электронике [1,2].

Что касается исследования характеристик устройства на эффекте Холла, необходимо, среди прочего, обратить внимание на наивысшую чувствительность и наименьшее смещение.Геометрия играет важную роль в работе сенсоров на эффекте Холла и изучалась авторами в [3–5]. Настоящий датчик Холла имеет смещение из-за геометрических ошибок, несовершенства процесса изготовления, неоднородности удельного сопротивления материала и толщины, и т. Д. [6].

Смещение и чувствительность являются важными показателями при оценке характеристик датчиков Холла [7]. Внутри электронной схемы смещение можно уменьшить с помощью методов раскрутки тока. В дополнение к этому, правильно подобранная геометрия самого устройства Холла может значительно минимизировать результирующее значение.С помощью метода динамического подавления смещения, предложенного в [8], смещение поддерживали ниже 10 мкВ без чрезмерного увеличения сложности схемы. Спустя несколько лет авторы проанализировали взаимосвязь смещения и геометрии. Четырехфазные остаточные смещения некоторых реализованных геометрий находились в пределах максимальных значений 2,5 мкВ при комнатной температуре и, следовательно, обеспечивали почти в четыре раза лучшие характеристики, чем современные.

В последнее время в области микроэлектроники решение фундаментальных уравнений полупроводниковых устройств численными методами является продуктивным инструментом исследования для прогнозирования поведения и оценки характеристик различных устройств.

В данной статье анализируется влияние формы, размеров, положения контактов и смещения на характеристики датчиков Холла, включая напряжение Холла и чувствительность, с помощью трехмерного физического моделирования. В этом смысле исследование также предлагает анализ искусственно вызванного смещения. Чтобы обеспечить оптимальную конструкцию датчиков Холла, мы используем трехмерные численные решения системы уравнений в частных производных, управляющих гальваномагнитным переносом носителей в чувствительных к магнитному полю полупроводниках.

Раздел II представляет мотивацию подхода к моделированию, базовую физическую модель переноса носителей в полупроводниках и методологию, используемую для моделирования трехмерных структур, представляя параметры конструкции для всех проанализированных устройств на эффекте Холла. Раздел III посвящен точной оценке напряжения Холла, различных типов чувствительности и влияния геометрического несоответствия на смещение структур путем проведения сравнительного исследования на пяти различных устройствах Холла.Цель этого раздела — окончательно выявить, какие из имитируемых магнитных датчиков показали наилучшие характеристики.

2. Методология

2.1. Интеграция и анализ устройств на эффекте Холла

В общем, напряжение Холла определяется соотношением:

, где G — геометрический поправочный коэффициент, r _H — коэффициент рассеяния кремния, обычно 1,15, n — плотность носителей, t — толщина активной области, I _bias , — ток смещения, B, — индукция магнитного поля [5].

Абсолютная чувствительность S _A датчика Холла определяется соотношением:

Также можно определить относительную чувствительность. Следовательно, связанные с током S _I и связанные с напряжением S _V чувствительности вводятся следующим образом:

SI = SAIbias; SV = SAVbias = SIR

(3)

где V _bias — напряжение смещения, а R — входное сопротивление устройства Холла.

Поскольку напряжение Холла и, следовательно, чувствительность обратно пропорциональны концентрации легирования n-ямки, в процессе изготовления датчиков Холла обычно используется слаболегированная n-ямка.

Различные устройства на эффекте Холла были интегрированы в технологию CMOS 0,35 мкм и оценены по напряжению Холла, чувствительности, смещению, и т.д. Часть экспериментальных результатов в сочетании с анализом влияния геометрии на производительность рассматриваемых устройств представлена ​​в статье [3].Для анализа работы датчиков ранее была разработана автоматизированная процедура измерения переменного тока и создана база экспериментальных данных [5]. Задача заключалась в разработке определенной ячейки Холла, способной обеспечить очень малые смещения менее 30 мкТл и их температурный дрейф менее 0,3 мкТл. Указанные пороги уже в несколько раз лучше современных.

Анализ смещения представлял особый интерес, потому что в действительности датчики на эффекте Холла имеют смещение. В этом смысле были протестированы несколько образцов, каждый из которых содержал 64 ячейки (восемь различных геометрических форм, умноженные на восемь точек).Экспериментальные данные, полученные для отвода при комнатной температуре для различных токов смещения, представлены в [5]. На величину смещения влияет конкретная структура устройства.

Среди восьми различных интегрированных и протестированных ячеек Холла минимальное смещение было получено для XL, который в основном представляет собой классический греческий крест, но с размерами, увеличенными в определенном масштабе по сравнению с базовой формой. Эта конкретная геометрия будет воспроизведена путем моделирования позже в рамках настоящей работы, где можно найти дополнительные детали, включая информацию о параметрах конструкции.

представляет измеренное 4-фазное остаточное смещение в V по сравнению с I _{смещением} и абсолютную чувствительность по сравнению с I _{смещение} для ячейки XL, испытанное 8 раз с использованием ранее разработанной и представленной автоматизированной измерительной установки. авторами в [5].

Измеренное 4-фазное остаточное напряжение смещения относительно тока смещения ( a ) и абсолютная чувствительность относительно тока смещения ( b ) для элемента XL.

В частности, математическая функция остаточного смещения тока смещения имеет квадратичную зависимость для двухфазного спинового тока [9].Такое же квадратичное увеличение остаточного смещения с током смещения также наблюдал Демьер [10] в пластине Холла. В нашем случае () для 4-фазного спинового тока, как и ожидалось, термоэлектрический вклад, пропорциональный смещению I ² в остаточном смещении, не может быть полностью скомпенсирован для смещения I > 0,5 мА.

Целью настоящего исследования является использование трехмерного моделирования для проектирования и выбора наилучшей формы устройства Холла для использования в определенном процессе интеграции.Оценка производительности проводится путем исследования датчиков напряжения Холла, чувствительности и смещения.

2.2. Устройства на эффекте Холла Физическое моделирование

В полупроводниковых материалах классическая модель переноса носителей [11–13] основана на уравнениях неразрывности. Кроме того, нам также необходимо принять во внимание следующее уравнение в частных производных, чтобы иметь полное описание физического поведения полупроводника:

−∇ ⋅ (ε∇ В ) = q ( p — n + N )

(4)

где В обозначает электростатический потенциал, ε — электрическая проницаемость материала, q — заряд электрона и N = N _D — N _A — полностью ионизированное чистое распределение примесей.В свою очередь, n и p , которые сами являются функциями энергии Ферми, температуры и электростатического потенциала [4,11], представляют собой плотности электронов и дырок соответственно. Решением уравнения Пуассона в (4) является электростатический потенциал В .

Следует отметить, что эффект магнитной индукции проявляется только в математических соотношениях, определяющих плотность тока. Эквивалентно говоря, в отсутствие магнитного поля уравнения неразрывности и уравнение Пуассона (4) останутся прежними.

С помощью инструмента Synopsys Sentaurus TCAD [14], который решает уравнение Пуассона, уравнения неразрывности электронов и дырок, было выполнено трехмерное моделирование датчиков Холла. Используется трехмерное численное моделирование процесса переноса носителей в магнитном поле (электростатический потенциал, распределения тока) для полупроводниковых магнитных датчиков различной геометрии.

В каждой точке сетки будут рассматриваться три неизвестных, а именно V , n , p .Далее нам потребуются три уравнения и соответствующие граничные условия для решения нелинейной системы уравнений в частных производных. Чтобы получить правильное решение, потребуется дискретизация уравнения Пуассона, уравнений неразрывности электронов и дырок, а также будет использован связанный метод, который является обобщением метода Ньютона, для расчета исходной предложенной системы с помощью численной итерационной процедуры. .

Магнитное поле, действующее на полупроводниковую структуру для генерации холловского напряжения, обрабатывалось с помощью модели гальванического переноса.Анализ эффектов магнитного поля в полупроводниковых устройствах выполняется путем решения уравнения переноса электронов и дырок внутри устройства. Обычная дрейфово-диффузионная модель концентраций носителей Jn → и Jp → следует переписать с учетом зависимых от магнитного поля членов, обусловленных действием силы Лоренца на носители. Sentaurus включает влияние магнитного поля на полупроводники в рамках модели гальванического переноса. Следующее уравнение определяет его поведение:

Jα → = μαgα → + μα11 + (μα ∗ B) 2 [μα ∗ B → × gα → + μα ∗ B → × (μα ∗ B → × gα →)]

(5)

где α = n , p , gα → — вектор тока без подвижности, а μ _α * — холловская подвижность [11].

Физическая часть моделирования включала модель подвижности легирующей зависимости вместе с процессами рекомбинации Шокли-Рида-Холла и Оже, как это было рассмотрено в статье [15]. В реальном контексте предполагается, что электрические омические контакты идеальны, а области контактов могут поддерживать достаточно высокую концентрацию примеси. Электростатический потенциал и концентрации носителей заряда в области контакта решаются обычными граничными условиями типа Дирихле.

Для достижения хорошего компромисса между точностью и временем моделирования трехмерные сетчатые структуры устройств на эффекте Холла должны содержать достаточное количество точек.Меньшие размеры сетки и большее количество точек повышают точность результатов моделирования, но потребуют больше процессорного времени и более длительное выполнение. По сравнению с предыдущей работой, стратегия построения сетки была улучшена.

Сетки моделируемой геометрии содержат от 40 000 до 70 000 точек с включенными функциями уточнения для обеспечения максимальной сходимости и минимального числового смещения. На контакты размещены дополнительные окна уточнения, чтобы улучшить сходимость моделирования и уменьшить числовое смещение.Шаг сетки от 0,1 до 1 мкм по трем осям использовался для окна уточнения сетки. Таким образом, для всех структур числовое смещение не превышает двух милливольт для максимального тока смещения. Чтобы решить любые дальнейшие проблемы сходимости, магнитное поле было увеличено до требуемого значения магнитной индукции.

2.3. Моделирование устройств на эффекте Холла

Для оценки характеристик датчиков Холла авторами уже были разработаны модели контуров с сосредоточенными параметрами FEM [16].Цель данной статьи — воспроизвести с физической точки зрения форму магнитных датчиков, которые уже были интегрированы в технологию CMOS и тщательно протестированы авторами [2,4]. С этой целью были смоделированы пять различных трехмерных устройств на эффекте Холла. Инструмент трехмерного моделирования помогает моделировать конкретные структуры, учитывая при этом все эффекты переноса носителей в полупроводниках в магнитном поле. Результаты моделирования предоставят полезную информацию до интеграции при выборе потенциальных форм Холла с наилучшими характеристиками.Как правило, эти датчики представляют собой высокосимметричные конструкции и инвариантны к ортогональному вращению. Поскольку любое геометрическое несоответствие могло значительно увеличить смещение, все ячейки были точно смоделированы. Анализ был сосредоточен на классическом греческом кресте с прогрессивным увеличением размеров (в результате были получены основные, L, XL-клетки), безграничными и оптимальными клетками. Предполагалось, что реализованные конструкции будут производиться по тому же процессу, который близок к тому, который используется при интеграции реальных датчиков Холла.Все ячейки Холла были смоделированы на кремниевой p-подложке с n-луночной активной областью.

Таким образом, p-подложка с концентрацией бора 10 ⁺¹⁵ см ⁻³ и активная n-луночная область, легированная концентрацией мышьяка 1,5 × 10 ⁺¹⁷ см ⁻³ в виде гауссовой профильная имплантация. Этот профиль легирования обеспечивает среднюю подвижность 0,0630 м ² · V ⁻¹ · s ⁻¹ . Толщина составляет 5 мкм для p-подложки и 1 мкм для имплантации активной области профиля n-типа, соответственно.

Следует обратить внимание на сглаживание профиля легирования, чтобы обеспечить хорошую сходимость моделирования. Поэтому резких краев удалось избежать, установив длину затухания в сотни нанометров на p-n-переходе. В целях тестирования каждая структура была снабжена четырьмя электрическими контактами, два из которых предназначены для смещения устройства, а два других — для измерения разности падений напряжения.

Геометрические расчетные параметры всех пяти смоделированных устройств на эффекте Холла приведены в. L и W обозначают длину и ширину ячейки соответственно, а s обозначает длину контакта. Ширина контактов в основном обеспечивается технологией, используемой в процессе изготовления устройств на эффекте Холла. В нашем моделировании он составлял 0,7 мкм. Расстояние от контактов до границ n-лунок составляет 0,35 мкм для основных, L- и XL-клеток, 13,85 мкм для безграничных клеток, 5,5 мкм для оптимальных клеток. Эти значения были опущены на чертежах в эстетических целях.Положение контактов по отношению к границам важно при анализе смещения, поскольку контурные ошибки могут увеличивать его.

Таблица 1.

Геометрические параметры моделируемых устройств Холла.

XL^{66 54 66 54 66 54 66 547}

Тип ячейки Холла	L (мкм)	W (мкм)	s (мкм)	Объем (мкм 3 )
Базовый	21.6	9,5	8,8	3,645
L	32,4	14,25	13,55	7,144,2
11809,8
Без полей	50	50	2,3	16,820
Оптимум	17,052,8

Трехмерные представления пяти смоделированных геометрий показаны на -. Переход p-n обозначен линией на границах активной области. Также изображены четыре электрических контакта ( a — d ), используемые для смещения и измерения.

Трехмерное представление смоделированной базовой ячейки Холла.

Трехмерное представление оптимальной моделируемой ячейки Холла.

Что касается поляризации ячеек Холла, наложение определенного напряжения на электрод a заставит ток течь между контактами a и c .Напряжение Холла фактически записывается как разность напряжений между двумя другими противоположными контактами, b и d соответственно. Также следует упомянуть, что для крестообразных устройств ток течет вертикально от a к c , тогда как для безграничного и оптимального элемента циркуляция тока имеет диагональный путь, между a и c контакты.

3. Результаты и обсуждение

Для анализа поведения устройств на эффекте Холла все структуры были смоделированы с использованием токового смещения, без магнитного поля и с магнитным полем.В настоящем исследовании ток смещения был увеличен от 0 до 1 мА.

Влияние размеров (входных данных), соответственно геометрического поправочного коэффициента, на технические характеристики датчиков Холла (выходные данные) было проанализировано авторами в недавней статье [3]. Фактически, форма и расстояние от контактов до p-n-перехода важны при оценке характеристик устройств на эффекте Холла, включая чувствительность и смещение.

Классические поперечные конструкции имеют контакты на концах четырех плеч.Смещение и считывание обеспечат максимальную чувствительность, но структуры могут быть более подвержены влиянию любого несоответствия на p-n-переходе. Идея состоит в том, чтобы увеличить размеры этого классического креста, чтобы не допустить асимметрии границ. Четвертая проанализированная форма, ячейка без границ, оснащена очень маленькими электрическими контактами, и они расположены ближе к центру структуры и дальше от p-n-перехода. Эта особая структура может минимизировать влияние любых ошибок границы, но также повлияет на чувствительность.Пятая форма, оптимальная ячейка, представляет собой комбинацию увеличенных размеров и контактов, расположенных на полпути по отношению к контактам XL и ячейки без границ, соответственно.

3.1. Смоделированные вольт-амперные характеристики и сопротивление ячеек Холла

Вольт-амперная характеристика устройства Холла получается путем моделирования для каждой ячейки. Его представление для B = 0,5 Тл включено в. Сопротивление R для определенных токов смещения включено в.

Моделируемые вольт-амперные характеристики устройств Холла.

Таблица 2.

Сопротивление устройств, имитирующих эффект Холла.

9045 В датчиках на эффекте Холла любая нелинейность, которая может быть замечена в ВАХ, объясняется [6] тремя возможными механизмами, такими как нелинейность материала, геометрическая нелинейность и нелинейность из-за эффекта поля перехода.Нелинейность материала и геометрическая нелинейность демонстрируют ту же зависимость квадратичной магнитной индукции, но имеют противоположные знаки, соображение, которое можно использовать для интеграции датчиков эффекта Холла, в которых два эффекта нелинейности могут компенсировать друг друга.

3.2. Моделируемое напряжение Холла, электростатический потенциал и плотность тока проводимости

Общее выходное напряжение устройства на эффекте Холла определяется следующим соотношением:

V _output = V _HALL + V _offset

(5)

Даже несмотря на то, что формы симметричны, мы получаем ненулевое смещение, которое является числовым смещением от симулятор.Поэтому стратегия создания сетки была адаптирована так, чтобы минимизировать ее в максимально возможной степени.

Нам было интересно исследовать смещение, чтобы получить точную информацию о напряжении Холла и чувствительности, поскольку смещение — это паразитное напряжение, добавляемое к общему выходному напряжению. Измерения смещения проводились в отсутствие магнитного поля, в то время как для оценки напряжения Холла и оценки чувствительности магнитная индукция принималась B = 0,5 T. Это конкретное значение для индукции магнитного поля использовалось для точного воспроизведения путем моделирования магнитного поля B = 0. .497 Тл используется для измерений интегрированными приборами Холла.

При приложении магнитного поля определенной интенсивности носители отклоняются под действием силы Лоренца, и, таким образом, между противоположными контактами формируется напряжение Холла. На — мы можем видеть трехмерные структуры смоделированных ячеек, основных, L, XL, оптимальных и безграничных соответственно, с распределением электростатического потенциала.

Электростатический потенциал (В) для базовой структуры, B = 0,5 Т. ​​

Электростатический потенциал (В) для оптимальной структуры, B = 0.5 T.

Напряжение Холла всех смоделированных структур представлено против тока смещения в. Чтобы оценить достоверность полученных результатов, мы также добавили результаты измерений для пяти ячеек Холла в. Крестообразные ячейки имеют одинаковое соотношение L / W , и они отличаются только коэффициентом масштабирования. Следовательно, согласно определению напряжения Холла в уравнении (1), ожидается, что они будут иметь примерно одинаковое значение В, _{, Холл,} , . Изучая полученный график, извлекаются следующие числовые значения.При максимальном токе смещения , В _Холл = 42 мВ для базовой ячейки, В _Холла = 44 мВ для ячеек L и XL, В _Холла = 17,7 мВ для безграничной ячейки и В _Холл = 38 мВ для оптимальной ячейки соответственно.

Устройства на эффекте Холла Напряжение Холла в зависимости от смещения I при моделировании ( a ) и при измерении ( b ).

и представляют электростатический потенциал на поверхности устройств (Z = 0) для всех смоделированных ячеек в случае тока смещения 1 мА и магнитного поля B = 0.5 T с ортогональными разрезами на Oy и Ox соответственно, нанесенными на конструкции устройств с 3D эффектом Холла, как показано на рис. Следовательно, Ox и Oy являются регулярными осями трехмерных структур, как показано на -, соответствующих сторонам p-подложки, на которой построены устройства. Среди крестообразных структур максимальный электростатический потенциал находится на смещающем электроде a. Оно равно 2,6 В для базовой ячейки, 2,7 В для ячеек L и XL соответственно. Как показывает теория, абсолютная чувствительность ячеек Холла, изготовленных по одному и тому же технологическому процессу, зависит только от геометрического поправочного коэффициента G, который, в свою очередь, прямо пропорционален L / W.Следовательно, для форм с одинаковым отношением длины к ширине L / W ожидается, что он будет иметь одинаковую чувствительность.

Электростатический потенциал (V) в ортогональных разрезах на Oy и Ox для крестообразных ячеек (XL, L и основной соответственно).

Электростатический потенциал (V) в ортогональных разрезах на Oy и Ox для оптимальных структур без границ.

Этот же тип графиков также исследуется для оптимальной и безграничной ячейки соответственно. Пик электростатического потенциала равен 1.8 В для безграничной ячейки и 2,3 В для оптимальной ячейки. Из этих графиков мы также можем вычесть длину электрических контактов для оптимальных ячеек и ячеек без границ, поскольку электростатический потенциал в этой области постоянен. На срезах Ox L, XL, основных ячеек, спуск с пика не всегда является прямой линией из-за неоднородности подвижности материала, проводимости, сопротивления листа, и т. Д. In -, различные разрезы были выполнены на трехмерные смоделированные структуры для выявления плотности тока проводимости с акцентом на смещающие контакты ( a и c ) и сенсорные контакты ( b и d ) соответственно.

Плотность тока проводимости для основной ячейки с упором на смещающие контакты a и c.

Плотность тока проводимости для основного элемента с акцентом на измерительные контакты b и d (Y = 12,9).

3.3. Абсолютная, относящаяся к току и относящаяся к напряжению чувствительность смоделированных ячеек Холла

Используя определения абсолютной, связанной с током и напряжением чувствительности в уравнении (4), мы получаем следующие графики: vs. ток смещения для напряженности магнитного поля B = 0,5 Тл. Среди проанализированных ячеек для текущей поляризации ячейка XL показала наивысшую абсолютную чувствительность и, следовательно, чувствительность, связанную с током. Тем не менее, для поляризации устройств по напряжению оптимальная ячейка представляется лучшим кандидатом, поскольку она имеет максимальную чувствительность, связанную с напряжением. В чувствительность безграничной ячейки по напряжению в 1,7 раза меньше, чем у оптимальной ячейки.Представленные численные результаты для холловского напряжения и чувствительности хорошо согласуются с экспериментальными результатами [3], вплоть до точного воспроизведения путем моделирования реальных испытанных структур. На фиг.1 представлены результаты моделирования и экспериментов относительно абсолютной чувствительности устройств на эффекте Холла в сравнении с током смещения .

Абсолютная чувствительность устройств на эффекте Холла в зависимости от смещения I при моделировании ( a ) и при измерении ( b ).

Зависимая от напряжения чувствительность моделируемых устройств на эффекте Холла.

Чувствительность по току увеличивается с током смещения, а чувствительность по напряжению уменьшается с током смещения. Объяснение последнего механизма заключается в том, что S _V можно переписать как отношение относящейся к току чувствительности к входному сопротивлению R , и знаменатель R увеличивается с током быстрее, чем числитель S _А .

Процесс выбора лучшего устройства на эффекте Холла основан на анализе поведения нескольких параметров, таких как чувствительность, смещение, рассеиваемая мощность и поверхность кремния. Следовательно, рекомендуется проверять более сложную функцию затрат. Существуют схемные методы, такие как метод вращения по току для уменьшения смещения, а кремниевую поверхность разработчик может обменять на высокую чувствительность. Поэтому получение наивысшей чувствительности с хорошим компромиссом между смещением и рассеиваемой мощностью, по-видимому, является превалирующим.

Рассеиваемая мощность была рассчитана для каждой структуры. Также исследовалось отношение абсолютной чувствительности к мощности, рассеиваемой внутри устройства. Несмотря на то, что соотношение (6) для чувствительности, связанной с мощностью, не является отдельным уравнением и может быть выведено из уравнения (4), тем не менее его стоит исследовать:

SP = SAPdissipated [VWT]

(6)

Изменение чувствительности, связанной с мощностью S _P по сравнению с , в которой представлена ​​рассеиваемая мощность.Для смещения I = 1 мА максимальная рассеиваемая мощность составляет 2,18 мВт для базовой ячейки, 2,3 мВ для ячеек L и XL, 1,87 мВт для оптимальной ячейки и 1,42 мВт для ячейки без границ соответственно. Тем не менее, даже если самая низкая рассеиваемая мощность достигается при низком токе, мы не можем работать в этой области, потому что шум преобладает, а отношение сигнал / шум (SNR) слишком низкое.

Чувствительность, зависящая от мощности в сравнении с рассеиваемой мощностью для смоделированных устройств на эффекте Холла.

Мы можем отметить, что ячейки греческого типа и оптимальная ячейка имеют почти одинаковую чувствительность, связанную с мощностью, с немного более высоким значением для оптимальной ячейки. Мы можем заметить, что для этой конкретной добротности геометрия имеет меньшее значение, а лучшая производительность принадлежит оптимальной ячейке. Имеется улучшение почти на 10% оптимальной ячейки по сравнению со структурой XL для постоянного тока 1 мА. С этой точки зрения оптимальная ячейка кажется хорошим кандидатом.

Вышеупомянутое обсуждение различных типов чувствительности приводит к выводу, что поляризация устройства Холла важна и определяет, какую форму следует выбрать, чтобы гарантировать наилучшие характеристики.

3.4. Анализ смещения, вызванного моделированными ячейками Холла

Напряжение смещения может быть вызвано несовершенством процесса изготовления, несовпадением контактов, неоднородностью удельного сопротивления и толщины материала, механическими напряжениями в сочетании с эффектом пьезосопротивления [6].Согласно книге Поповича, все эти причины могут быть представлены с помощью общей модели мостовой схемы пластины Холла, основанной на четырех сопротивлениях на каждой ветви [6], как показано на рис. В идеальной ячейке четыре резистора на ветвях равны согласно классической теории устройств Холла. Однако любое небольшое изменение ΔR сопротивления ответвления приведет к асимметрии моста, и результатом будет В, _{смещение,} .

Мостовая модель ячейки Холла.

Следовательно, напряжение смещения, вызванное асимметрией моста, определяется по формуле:

, где В, _в , — входное напряжение, а R, — сопротивление ветви.

Предыдущие измерения, выполненные на устройствах на эффекте Холла для оценки смещения, предоставили информацию о том, как эта величина изменяется вместе с формой. Числовые значения смещения для крестообразных интегрированных ячеек показаны ниже. Мы отмечаем, что это измеренный сдвиг одной фазы, поэтому его следует усреднять по нескольким фазам.

Измеренное однофазное смещение относительно тока смещения для интегрированных крестообразных устройств на эффекте Холла.

Анализ искусственного смещения теперь предназначен для того, чтобы увидеть, как индуцированная асимметрия может повлиять на смещение, и, наконец, найти форму, гарантирующую наименьшее значение этой величины. На этом этапе мы в основном сосредотачиваемся на смещении, которое может быть создано из-за несовпадения формы датчиков. Устройства Холла оснащены двумя смещающими контактами ( a и c ) и двумя сенсорными контактами ( b и d ).На следующем рисунке показано, как была индуцирована асимметрия для крестообразных ячеек Холла в первом случае на смещающем контакте a путем удаления 0,5 мкм (асимметрия 1), 0,25 мкм (асимметрия 2), 0,15 мкм (асимметрия 3). , соответственно ().

Индуцированная асимметрия на смещающем контакте a для крестообразных ячеек Холла.

Поскольку смещение является случайным процессом, возможное местоположение предполагалось на контакте a. Однако, при желании, на остальных контактах могут быть индуцированы другие асимметрии.

В настоящей работе были проанализированы искусственные смещения, вызванные небольшими смещениями оси Ox на 0,5, 0,25 или 0,15 мкм на смещающем контакте и . Следующий эффект смещения 0,5 мкм на смещение крестообразных ячеек Холла представлен на рис. Поскольку мы стремимся выделить информацию, относящуюся только к индуцированному смещению, числовое смещение было вычтено из общего смещения.

Имитация искусственного смещения поперечных структур, вызванного асимметрией a ₁ .

Для ячейки XL влияние рассогласования на смещение было наименьшим. Кажется, что, увеличивая размеры ячейки, мы уменьшаем любые ошибки, которые могут появиться на границах, и, следовательно, минимизируем смещение. Этот факт также был проанализирован авторами в [5] и экспериментальные данные подтверждают это предположение. Тем не менее смещение — это случайный процесс. Для правильной характеристики нам нужна статистика, которая могла бы обеспечить систематизацию возможных причин возникновения смещения и количественно соотнести эти влияния с влиянием на величину смещения.Это предусмотрено в будущих статьях.

3.5. Сводка характеристик смоделированных ячеек Холла

Характеристики всех проанализированных датчиков Холла, включая напряжение Холла, чувствительность по току, чувствительность по мощности и рассеиваемую мощность, приведены в таблице для тока смещения 1 мА. Это смоделированные данные, но экспериментальные результаты, ранее представленные в документе, подтверждают общие выводы относительно характеристик датчиков Холла.

Таблица 3.

Сводная информация о характеристиках устройств, имитирующих эффект Холла.

R (кОм)	I = 0,3 мА	I = 0,5 мА	I = 1 мА
Базовый
9045	2,102	2,181
L	2,212	2,235	2,298
XL	2.236	2.254	2.302
Optimum	1.837	1.847	1.874
Borderless
Borderless

^{36 S60 900 P} (V / WT) 87104 9124

Тип ячейки Холла	В ЗАЛ (мВ)	S I (V / AT)	P рассеиваемая (мВт)
Basic	42.18	84.360	38.644	2,182
L	44,75	89.500	38.907	2.300
				38.907	2.303
Optimum	38.91	77.830	41.482	1.876
Borderless 17.70	35,390	24,840	1,424

4. Выводы

Влияние формы, размеров, смещения на характеристики датчиков Холла было проанализировано с помощью трехмерного физического моделирования, позволяющего учесть влияние магнитного поля на полупроводники. .

Для этого были смоделированы пять различных датчиков Холла определенного технологического процесса изготовления КМОП. Конфигурации датчиков Холла были смоделированы и оценены для чувствительности по напряжению Холла, абсолютной чувствительности, чувствительности по току, напряжению, мощности и смещения.

Оценка этих важных параметров, наконец, позволяет выбрать лучшую форму в зависимости от поляризации устройства, используемого в схеме, и показателей приоритета качества. В частности, результаты моделирования и экспериментов хорошо согласуются.

Процедура моделирования помогает проектировщику точно моделировать и характеризовать определенные формы магнитных датчиков определенной технологии изготовления. Оценка их напряжения Холла, чувствительность поможет выбрать оптимальный процесс изготовления, форму, размеры и поляризацию ячейки Холла с точки зрения ожидаемых характеристик.

В будущих статьях предусматривается проведение дальнейших исследований причин смещения и систематического подхода, который коррелирует причины с количественной оценкой стоимости смещения.

Как датчики на эффекте Холла влияют на энергопотребление двигателя

В течение многих лет широко сообщалось, что промышленность является крупнейшим потребителем энергии в мире и что двигатели, используемые в промышленности, ответственны за большую часть этого энергопотребления. Согласно отчету ABB, на промышленность приходится 42 процента мирового потребления энергии, причем электродвигатели используют 2/3 этой энергии.

Чтобы помочь решить эту проблему, большое внимание было уделено одному из наиболее распространенных двигателей, используемых в промышленности — бесщеточному двигателю постоянного тока (BLDC). Общепризнанным методом повышения эффективности двигателей BLDC является использование датчиков Холла.

Выбор правильной интегральной схемы датчика Холла с биполярной фиксацией для электронной коммутации в двигателях BLDC играет большую роль в эффективности этих двигателей и, следовательно, может значительно повлиять на надежность и производительность многих приложений, включая робототехнику, портативное медицинское оборудование и т. Д. Вентиляторы HVAC.

Honeywell Sensing and Control выпустила технический документ «Как выбрать датчики эффекта Холла для бесщеточных двигателей постоянного тока», чтобы помочь разработчикам двигателей и пользователям лучше понять влияние датчиков Холла на двигатели BLDC.

Поскольку двигатели BLDC используют электронную вместо механической коммутации для управления распределением мощности к двигателю, в официальном документе указывается, что фиксирующие датчики на эффекте Холла, установленные в двигателе, используются для измерения положения двигателя, которое передается в электронную систему. контроллер, чтобы вращать мотор в нужное время и в правильной ориентации.

Основные конструктивные характеристики, которые следует учитывать в датчике Холла с биполярной фиксацией, который используется для переключения двигателя BLDC, включают чувствительность, повторяемость, устойчивость к перегреву и время отклика.

Поскольку для активации датчика Холла требуется магнитное поле, «чувствительность Уровень основан на расположении датчика на магните, воздушном зазоре и силе магнита. В технических характеристиках продукта должна быть указана напряженность магнитного поля (измеряемая в гауссах), необходимая для изменения состояния биполярного датчика Холла (срабатывание и отпускание) », — отмечается в официальном документе Honeywell.«Высокочувствительный датчик, обычно рассчитанный на менее 60 Гаусс, позволяет использовать магниты меньшего размера или менее дорогие магнитные материалы, что становится все более важным, поскольку цены на редкоземельные магниты продолжают расти. Высокая чувствительность также позволяет увеличить воздушный зазор, что означает, что датчик можно разместить дальше от магнита и при этом он будет очень надежным, обеспечивая при этом некоторую гибкость конструкции ».

Повторяемость относится к времени фиксации датчика Холла.«Это идет рука об руку с высокой чувствительностью, так как позволяет датчику быть более воспроизводимым», — говорится в документе. «Когда выход датчика включается, он направляет ток через обмотки катушки в неподвижной части двигателя. Этот ток создает магнитное поле, которое взаимодействует с полем постоянных магнитов на валу и заставляет вал вращаться. Когда магнит вращается мимо датчика, датчик с высокой повторяемостью меняет состояние в одном и том же угловом положении каждый раз, когда магнит проходит мимо.Датчик с высокой повторяемостью — это датчик, который имеет постоянное время отклика, что позволяет поддерживать все угловые измерения очень близкими к одному и тому же значению ».

Подобно воспроизводимости, стабильность , согласно официальному документу Honeywell, относится к тому, насколько изменяется угловое положение в зависимости от температуры или напряжения. Например, если выходной сигнал датчика изменяет состояние на пять градусов при 25 ° C, где он меняет состояние при 125 ° C? Уровень Гаусса, необходимый для включения детали при 125 ° C, должен быть как можно ближе к уровню Гаусса, необходимому для включения детали при 25 ° C.Итак, если деталь работает при 30 Гс при 25 ° C, работает ли она около 30 Гаусс при 125 ° C, или рабочая точка смещается, например, до 50 Гаусс или 5 Гаусс? Это важно, потому что для точного определения положения необходима устойчивость к перегреву в сочетании с высокой чувствительностью. Магнитная стабильность также помогает улучшить характеристики джиттера для эффективности BLDC и приводит к меньшему изменению скорости.

Время отклика — это время, необходимое выходному сигналу датчика для изменения состояния.Например, если датчик имеет рабочую точку 30 Гаусс, и к датчику приложено магнитное поле с уровнем 30 Гаусс, время отклика измеряется от точки, когда прикладывается поле 30 Гаусс, до момента, когда выходной сигнал меняет состояние. Более быстрое время отклика на изменение магнитного поля обеспечивает большую эффективность коммутации BLDC. Если датчик переключается при другом уровне магнитного поля, чем требуется, из-за медленного отклика или задержки, это может привести к ошибкам в точности.

Ознакомьтесь с полным техническим описанием «Как выбрать датчики на эффекте Холла для бесщеточных двигателей постоянного тока» от Honeywell.

От вопросов и ответов

с TJ Byers

Куда дует ветер

Вопрос:

Я хотел бы построить флюгер, чтобы показывать направление ветра на дисплее в моем магазине. В идеале он должен иметь светодиоды для индикации как минимум восьми направлений ветра. Есть ли простая схема, указывающая положение лопатки вместо механического контакта на лопатке? Может быть, нужно использовать серию компонентов на эффекте Холла? Я не уверен, правильно ли я понимаю компоненты эффекта Холла, но я открыт ко всему и готов попробовать (читай: ограниченное электронное, самоучка, образование по интересам).

Ларри
по электронной почте

Ответ:

Добро пожаловать в мир электроники-самоучки для хобби. Дорога ухабистая, но наполнена множеством неожиданных объездов, которые ведут к захватывающим открытиям. Начнем с эффекта Холла.

Во время работы через датчик Холла пропускается постоянный ток смещения. В этом режиме ток (поток электронов) равномерно распределяется по чипу. При равном количестве электронов на краях микросхемы на выходе отсутствует напряжение.Когда датчик Холла помещается в магнитное поле, поток электронов направляется к одной стороне чипа, вызывая дисбаланс в концентрации электронов на краях. Это создает выходное напряжение, которое обнаруживается и усиливается для включения выходного транзистора.

Что касается цепи флюгера — восемь датчиков Холла размещены вокруг вала флюгера в положениях север, северо-восток, восток, юго-восток и т. Д. Магнит приклеивается к кольцу из ПВХ, прикрепленному к валу флюгера.Когда магнит приближается к датчику Холла, транзистор включается и загорается соответствующий светодиод на круглом дисплее. Резистор 1 кОм определяет яркость светодиода, и чем ниже сопротивление, тем ярче светодиод. Не можете найти подходящий датчик Холла (Panasonic DN6849 от Digi-Key выглядит неплохим вариантом)? Вы можете заменить его герконом, как показано на схеме слева вверху. (Посмотрите, как интуиция работает в электронике для хобби? Если у вас нет одной детали, в большинстве случаев подойдет другая.)

Датчик флюгера может быть подключен к светодиодному дисплею с помощью кабеля связи CAT 3 или CAT 5. Однако при длительных пробегах это может стать дорогостоящим.