Site Loader

Содержание

Радиосхемы. — Датчик Холла SS526DT

материалы в категории

Датчик Холла SS526DT

Импульсный датчик скорости и направления вращения преобразует скорость и направление вращения деталей механизма в один электрический сигнал для последующего измерения и индикации параметров работы. Системы автоматического управления могут использовать датчик для включения в петлю обратной связи.

Информация, поступающая от датчика, необходима для формирования управляющих сигналов в системах регулирования и стабилизации параметров перемещения механических узлов автоматизированного объекта. Применения такого датчика требует контроль оборотов выходных валов редукторов, определение направления вращения двух и более синхронизируемых механизмов, учет расхода жидкости и многие другие приборы. Датчик использует всего три провода, с помощью которых подается питание и передается сигнал частоты и направления вращения в прибор системы автоматического управления.

Датчик предназначен для применения в системах автоматизации поточных линий, транспортных системах и в других системах автоматического управления.

Технические характеристики микросхемы SS526DT

Измеряемая скорость вращения ….. 0,3…3000 об/мин
Температура эксплуатации ………… –25…+60 °С
Напряжение питания ……………….6,5…18 Вольт

Краткое описание работы датчика Холла

В основе работы датчика лежит преобразование перемещения в электрический сигнал которое выполняет компонент использующий эффект Холла – микросхема SS526DT производства компании Honeywell.

Микросхема содержит два полупроводниковых элемента, генерирующих разность потенциалов при воздействии магнитного поля. Она позволяет определить скорость и направление вращения. Информация об этих параметрах поступает от микросхемы SS526DT в схему датчика с двух соответствующих выходов в цифровом виде: скорости движения соответствует частота импульсов с выхода Speed (далее Скорость), направлению соответствует логический уровень на выходе Direction (далее Направление).

Конструкция датчика скорости и направления оборотов

Вращательное перемещение воспринимает вал датчика через закрепленную на нем шестерню. На валу расположен диск, в котором установлены постоянные магниты. Применение неодимовых магнитов (самых сильных постоянных магнитов) позволяет уместить на диске достаточное количество малогабаритных магнитов. Свойство неодимовых магнитов при малых габаритах создавать магнитное поле достаточной напряженности делает их оптимальными для применения в этой конструкции. Установлены магниты таким образом, что полюса магнитов чередуются, что необходимо для работы микросхемы SS526DT. Внутренняя схема SS526DT, имеющая в своем составе триггер, определяет направление движения благодаря смене полярности магнитного поля, которое создается постоянными магнитами. Чем больше магнитов установлено на диске, тем выше дискретность и, следовательно, увеличивается возможность регистрации медленных перемещений, т.е. чувствительность датчика становится выше. Микросхема SS526DT устанавливается на небольшой печатной плате, соединенной проводами с основной схемой датчика, элементы которой расположены на второй печатной плате большего размера. Перемещение полюсов магнитов происходит вдоль корпуса микросхемы SS526DT. Все элементы заключены в металлический защитный экранирующий кожух.

Схема электрическая принципиальная

С выхода датчика скорости и направления поступает сигнал, передающий информацию о скорости оборотов с помощью частоты импульсов, а информация о направлении вращения передается с помощью полярности импульсов.

Выходной сигнал:

Благодаря наличию в схеме датчика источника двуполярного напряжения питания выходной сигнал размахом 5 вольт может иметь отрицательную или положительную полярность.

Функциональная схема датчика скорости и направления оборотов:

Электрическая схема преобразует сигнал от датчика Холла в выходной сигнал датчика скорости и направления вращения, обеспечивая достаточную нагрузочную способность по току. Для минимизации помех, воздействующих на кабель импульсного датчика, сопротивление приёмника сигнала должно быть небольшим. Нужно, чтобы выходной ток датчика был достаточен для принимающего прибора в целях уменьшения влияния помех, искажающих передаваемую информацию. Питание датчика подается по двум проводам. Третий провод используется для передачи сигнала, полярность которого изменяется относительно общего провода питания. Датчик Холла формирует сигнал, несущий информацию о направлении вращения, который управляет переключателем К1. В зависимости от уровня сигнала переключатель К1 подает на переключатель К2 положительное или отрицательное напряжение. Сигнал скорости датчика Холла управляет переключателем К2. Частота сигнала Скорость, сформированного переключателем К2, соответствует половине количества магнитов, размещенных на диске датчика скорости и направления вращения.

Упрощенная схема включения датчика Холла

Логические элементы усиливают сигнал Направление, поступающий от датчика Холла

. Логические элементы управляют светодиодами оптронов, один из которых работает на замыкание, а другой на размыкание. При низком логическом уровне сигнала Направление светодиоды оптронов не светятся. Также замкнуты контакты оптрона работающего на размыкание, на контакты оптрона сигнала Скорость подано напряжение + 5 вольт от встроенного двухполярного импульсного источника питания. При высоком логическом уровне сигнала Направление через светодиоды оптронов, управляющих полярностью выходного сигнала датчика скорости и направления вращения, проходит ток, положение контактов оптронов таково, что выходной оптрон подключается к напряжению минус 5 вольт. Сигнал Скорость через усиливающий логический элемент поступает на управление выходным оптроном. Под действием сигнала скорость с выхода датчика поступают импульсы, полярность которых задана сигналом Направление. Применение оптрона на выходе датчика позволяет увеличить нагрузочную способность, что дает возможность передавать сигнал увеличенным током для повышения помехоустойчивости.

На входе принимающего устройства сигнал дешифруется перед измерением частоты. С помощью сдвоенного оптрона в принимающем приборе сигнал, несущий информацию о скорости вращательного перемещения направляется на один из проводов, соответствующий направлению перемещения. Провода “Скорость вращения по часовой” и “Скорость вращения против часовой” подключаются к частотоизмерительным контурам схемы принимающего прибора. В зависимости от того, на каком проводе появляется сигнал, схема распознает направление перемещения. При включении светодиодов как указано на схеме работать будет только один оптрон в зависимости от полярности импульсов входящего сигнала Скорость/направление. Для увеличения помехозащищенности параллельно светодиодам можно подключить резисторы, увеличивающие ток, протекающий по проводу “Скорость/направление”.

Электрическая схема датчика скорости и направления оборотов

Рассмотренный порядок работы реализован в электрической схеме датчика скорости и направления вращения. Сигнал Направление поступает с выхода D микросхемы, использующей эффект Холла, DA2. Высокий логический уровень сигнала Направление преобразуется инвертором, входящим в состав микросхемы DD1, в низкий на выводе 12. Светодиод оптрона VK1.2 получает возможность работать при появлении высокого логического уровня на выводе 10 микросхемы DD1. Одновременно с этим запрещается работа светодиода оптрона VK1.1, так как на анод светодиода подано напряжение низкого логического уровня. Таким образом, благодаря соединению светодиодов оптронов с логическим элементом как изображено на схеме сигнал Направление устанавливает, через какой из оптронов будет проходить сигнал, поступающий с вывода 10 микросхемы DD1. Сигнал скорости оборотов поступает с выхода S микросхемы DA2 на вход инвертора микросхемы DD1. Высокий уровень импульсов, поступающих с вывода 10 микросхемы DD1, заставляет течь ток через резистор R4 и светодиод оптрона VK1.2. Функции оптронов разделяются следующим образом: оптрон VK1.1 формирует сигнал положительной полярности на контакте 3 клеммы XT1, оптрон VK1.2 – отрицательной. В схему датчика входит источник питания, преобразующий однополярное напряжение питания в двухполярное питание схемы. Конденсаторы, входящие в схему датчика, сглаживают помехи, уменьшая их влияние на формирование выходного сигнала. Резисторы R1, R2 задают выходной ток нашего импульсного датчика. Их номинал может быть переопределен в зависимости от входной цепи приёмника для их согласования. Схема использует один сдвоенный оптрон VK1, что позволяет сократить площадь печатной платы и сформировать сигналы Скорость и Направление вращения, используя один компонент.

Радиодетали в схеме

Параметры импульсного датчика во многом обуславливают примененные компоненты его электрической схемы. Диапазон изменения напряжения питания, при котором способен работать датчик скорости и направления вращения обуславливает преобразователь напряжения DA1. Верхний предел измерения скорости вращения зависит от быстродействия оптрона VK1. Применение конденсаторов с наименьшим тангенсом угла потерь сочетание конденсаторов с различными типами диэлектрика использование последних разработок в области конденсаторов позволяет добиться наиболее высоких результатов. При чрезмерном увеличении емкости существует опасность “перегрузить” преобразователь напряжения DA1, что приведет к срабатыванию защиты по току в момент подачи питания и схема “не будет подавать признаков жизни”. При выборе типа оптореле VK1 оценивается его быстродействие и частота импульсов, поступающих на вход оптореле. Правильный выбор VK1 позволит уменьшить стоимость датчика. Микросхема DD1 выполняет функцию простейшего усилителя по току и может быть заменена другой микросхемой. Клемма XT1 предназначенная для монтажа на печатную плату, может быть заменена на другой элемент разъемного соединения.

C1…C3 Конденсатор EMR 47 мкФ 50 В ф. Hitano

C4…C6 Конденсатор SMD 0805 2,2 мкФ 16 В

DA1 Преобразователь напряжения TMR 3-1221WI ф. Traco power

DA2 Микросхема SS526DT ф. Honeywell

DD1 Микросхема КР1533ЛН1

R1, R2 Резистор 300 Ом ±5%

R3, R4 Резистор 180 Ом ±5%

VK1 Оптореле 249КП10АР

ХТ1 Клемма LMI 107 203 51

Модифицирование импульсного датчика в зависимости от скорости вращения

Для различных применений требуется измерять различные диапазоны изменения скорости вращения, меняются требования к скорости определения смены направления вращения. Возможно применение датчика для скоростей 1 оборот в минуту и менее. При таких скоростях нужно увеличивать количество магнитов на диске, применять магниты с наименьшими габаритами и уменьшать зазор между микросхемой DA2 и плоскостью диска. Если скорости 5000 и более оборотов в минуту количество магнитов можно уменьшить. При этом наибольшая измеряемая скорость ограничена только конструктивными особенностями датчика. При уменьшении количества магнитов уменьшаются требования к наивысшей рабочей частоте компонентов схемы.

Источник: http://mikrocxema.ru/

Устройство датчика Холла: принцип работы, применение, принципиальная схема, подключение

Автор Master OffRoad На чтение 9 мин. Просмотров 98 Опубликовано

Датчик Холла — что это такое в автомобиле?

Датчик используют на машинах с бесконтактной основой, ставшей очередной вехой в эволюции устройств, применяемых для включения системы подачи горючего. Именно бесконтактный измеритель — ее главная особенность. Также система отличается контактным зажиганием. Принцип работы датчика Холла — фиксация перемен, происходящих в магнитном поле, путем изменения напряжения мотора, генерируемого на выходе.

Прибор заменяет собой контакты, используется для контроля величины напряжения. Благодаря ему при перегрузках в бортовой сети происходит деактивация двигательной системы. При перегреве контроллера включается температурная защита. Металлический экран датчика имеет прорези, на которых формируется магнитное поле. Благодаря этому в пластине появляется напряжение. Из-за того, что прорези чередуются, оно является пониженным.

Поломка прибора приводит к возникновению неисправностей инжектора.

Описание и применение

Контроллер, в основе которого лежит действие эффекта Холла, относится к датчикам магнитного типа. Они выдают электрический сигнал в зависимости от изменения магнитного поля вокруг них.

Эффект Холла состоит в появлении напряжения в проводнике при прохождении через него электрического тока. Электрический ток меняет магнитное поле, за ним меняется индукция этого поля, в итоге создается разность потенциалов.

Регистр Холла работает следующим образом:

  • вокруг него создается магнитное поле, активирующее контроллер;
  • при внесении в поле какого-либо объекта, оно выходит за первоначальные границы; датчик этот процесс фиксирует и генерирует напряжение, пропорциональное изменению.

Напряжение называется напряжением Холла.

На основе датчика Холла собирают контроллеры приближения, движения, переключатели и другие полезные в быту и промышленности устройства.

Преимущества датчиков Холла

Датчики эффекта Холла имеют следующие преимущества:

  • выполняют несколько функций, таких как определение положения, скорости, а также направления движения;
  • поскольку являются твердотельными устройствами, то абсолютно не подвержены износу из-за отсутствия движущихся частей;
  • почти не требуют обслуживания;
  • прочные;
  • невосприимчивы к вибрации, пыли и воде.

Недостатки датчиков Холла

Датчики эффекта Холла имеют следующие недостатки:

  • Не способны измерять ток на расстоянии более 10 см. Единственное решение для преодоления этой проблемы заключается в использовании очень сильного магнита, который может генерировать широкое магнитное поле.
  • Точность измеренного значения всегда является проблемой, поскольку внешние магнитные поля могут влиять на значения.
  • Высокая температура оказывает влияние на сопротивление проводника. Это в свою очередь скажется на подвижности носителя заряда и чувствительности датчиков Холла.

Аналоговые и цифровые решения

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

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

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

На основе операции

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

  • биполярный;
  • униполярный.
Биполярный датчик Холла

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

Униполярный датчик Холла

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

Признаки неисправности датчика Холла

Датчики Холла являются составной частью различных приборов. Фото 1. Назначение и устройство датчика Холла Название датчик берет от фамилии своего изобретателя.

Далее снимается крышка трамблера и совмещается метка механизма газораспределения с меткой коленвала.

Выглядит он так: Поэтому при наличии неисправного датчика Холла бежим в ближайший радиомагазин или рынок и приобретаем SSA. Если в запасе нет уже готового исправного датчик — не беда. Поэтому для измерения слабых токов применяют конструкцию рис. Ток высокого напряжения идет от катушки зажигания по проводу через угольный контакт на пластину ротора, и затем через клемму крышки распределителя по проводу высокого напряжения, в наконечнике которого установлен помехоподавительный экран, попадает на соответствующую свечу зажигания и воспламеняет рабочую смесь в цилиндре.

Писали, что очень удобна для выставления зажигания… Удачи! Схема подключения датчика Холла В качестве примера использования, на картинке ниже показана электрическая цепь бесконтактной системы зажигания автомобиля, с преобразователем Холла. Существует несколько способов проверки исправности автомобильного датчика Холла.

Проверка датчика

Есть несколько способов диагностики контроллера. Самый точный вариант, который позволит получить осциллограмму — воспользоваться специальным оборудованием. Осциллограф не только определит состояние контроллера, но и даст точно понять, что устройство скоро выйдет из строя. Такое оборудование есть не у каждого электрика, поэтому ниже рассмотрены более простые, но не менее эффективные варианты.

Диагностика мультиметром

Перед выполнением тестирования устройство надо настроить в режим измерения постоянного тока, рабочий диапазон должен составить 20 вольт. Также потребуется два металлических штыря. Перед проведением диагностики с разъема устройства демонтируется резиновый чехол.

Процедура предварительной проверки, позволяющей установить, что на контроллер Холла подаются необходимые сигналы, выполняется так:

  1. С распределительного узла отключается основной бронепровод. Его необходимо соединить с массой автомобиля для предотвращения случайного появления разряда. Поскольку это приведет к запуску силового агрегата при диагностике.
  2. Затем производится активация системы зажигания.
  3. Разъем отключается от распределительного механизма.
  4. На тестере выставляется режим постоянного тока с диапазоном 20 вольт.
  5. Отрицательный контакт мультиметра подключается к кузову автомобиля, можно выбрать любое место. Положительный выход тестера будет использоваться для замера рабочего параметра напряжения.
  6. Разъем, подключенный к распределительному узлу, оснащается тремя контактами — красным, зеленым и белым, но расцветка проводников может быть другой. На первом выходе величина напряжения должна составить 11,37 вольт либо около 12 В, на втором — тоже в районе этого показателя. А на последнем проводнике рабочий параметр должен составить 0 вольт.

Следующий этап диагностики:

  1. Берутся два металлических штыря, можно использовать гвозди. Один из них устанавливается в средний контакт колодки (обычно зеленый цвет), а другой подключается к массе. Его расцветка, как правило, белая. Затем сам разъем подсоединяется обратно к распределительному устройству. Штыри используются в качестве проводников тока. На обратной стороне разъема открытых контактов нет, поэтому для проверки сами кабели придется оголить, а делать это не рекомендуется.
  2. Затем зажигание активируется. Положительный контакт тестера надо подключить к штырю среднего выхода на разъеме, а отрицательный — к белому проводнику. Производится замер напряжения. Если контроллер Холла рабочий, то полученная величина должна составить около 11,2 вольт.
  3. Затем надо прокрутить коленчатый вал силового агрегата и одновременно проверить показатели, которые выдает тестер. Если значения в ходе прокручивания снизятся до 0,02 вольт и затем увеличатся до 11,8 В, то это нормально. Так и должно быть в нижнем и верхнем пределе измерений. Можно отключать тестер.

Контроллер Холла считается рабочим, если при прокручивании коленчатого вала верхний предел измерений будет не ниже 9 вольт, а нижний — не выше 0,4 В.

Канал «Автоэлектрика ВЧ» подробно показал процедуру диагностики датчика с использованием тестера и рассказал об основных особенностях этого процесса.

Проверка сопротивления

Чтобы произвести диагностику этого параметра, потребуется простое устройство, состоящее из резисторного элемента на 1 кОм, диодной лампочки, а также гибких кабелей. К ножке источника освещения надо подключать резистор, для надежной фиксации используется пайка. К этой детали подсоединяются два проводника необходимой длины, важно, чтобы они были не короткими.

Принцип проверки выглядит так:

  1. Производится демонтаж крышки распределительного механизма. От контактов отсоединяется сам трамблер, а также колодка с проводами.
  2. Выполняется диагностика исправности электроцепи. Для этого тестер надо соединить с первой и третьей клеммами, а затем активировать зажигание. Если все проводники целые, то величина напряжения на дисплее мультиметра составит от 10 до 12 вольт.
  3. Затем аналогичным образом выполняется подключение собранного прибора к тем же выходам. Когда полярность соблюдена, то диодная лампочка загорится, если нет — то кабели надо поменять местами.
  4. Потом проводник, подключенный к первому выходу, остается нетронутым. А конец третьей клеммы переключается на вторую. Выполняется прокручивание распределительного вала. Это можно сделать руками либо с использованием стартерного механизма.
  5. Если в процессе выполнения этих действия источник освещения стал моргать, то контроллер работает правильно и не нуждается в замене.

Канал Altevaa TV рассказал о способе проверки датчика с использованием обычной лампочки на примере автомобиля Фольксваген.

Создание имитации контроллера Холла

Такой вариант диагностики датчика Холла считается наиболее быстрым, но его реализация возможна при наличии питания в системе зажигания и отсутствия искры.

От распределительного механизма отключается трехконтактный разъем. Производится активация зажигания в машине и с помощью куска проводника замыкаются контакты под номерами 2 и 3, это выходы сигнала и пин. Если в результате подключения на центральном кабеле образовалась искра, это говорит о поломке контроллера Холла. При выполнении задачи высоковольтный проводник необходимо держать у массы авто.

Замена датчика Холла

Заменить датчик Холла не составит особых затруднений. С этой работой под силу справится своими руками даже начинающему автолюбителю.

Чуть ниже на видео достаточно подробно показан процесс замены датчика в трамблере автомобиля УАЗ.

Обычно замена датчика Холла состоит из нескольких этапов:

  • Прежде всего, трамблер снимается с машины.
  • Далее снимается крышка трамблера и совмещается метка механизма газораспределения с меткой коленвала.
  • Запомнив положение трамблера, нужно открутить крепежные элементы гаечным ключом.
  • При наличии фиксаторов и стопоров, их также следует извлечь.
  • Вал вытаскивают из трамблера.
  • Осталось отсоединить клеммы датчика Холла и открутить его.
  • Оттянув регулятор, неисправная деталь осторожно вынимается через образованную щель.
  • Новый датчик Холла устанавливается в обратной последовательности.

Проверка работоспособности датчика Холла позволяет не только точно определить причину отказа двигателя. Благодаря простым приемам автомобилист сэкономит свое время на ремонт, а также исключит ненужную трату денег.

Видео, как заменить датчик Холла своими руками

Заключение

Чем же так хороши датчики Холла? Если соблюдать нормальные рабочие значения напряжения и тока, то теоретически датчика хватит на бесконечное число включений-выключений. Они не имеют электромеханического контакта, который бы изнашивался, в отличие от геркона  и электромагнитного реле. В настоящее время они уже почти полностью заменили герконы.

Источники

  • https://mashinapro.ru/1795-datchik-holla.html
  • https://ProDatchik.ru/vidy/ustrojstvo-datchika-holla/
  • https://meanders.ru.com/datchiki-holla-rabota-tipy-primenenie-preimushhestva-i-nedostatki.shtml
  • http://KrutiMotor.ru/ustrojstvo-datchika-xolla/
  • https://tokzamer.ru/bez-rubriki/datchik-holla-shema-principialnaya
  • https://autodvig.com/grm/chto-takoe-datchik-holla-64849/
  • https://unit-car.com/diagnostika-i-remont/150-datchik-holla.html
  • https://www.RusElectronic.com/datchik-kholla/

ДАТЧИК ХОЛЛА


   Датчик Холла предназначен для измерения скорости перемещения с целью измерения и индикации параметров работы исполнительных механизмов приборами систем автоматического управления. Информация, поступающая от датчика необходима для формирования управляющих сигналов в системах регулирования и стабилизации параметров перемещения механических узлов автоматизированного объекта. Потребует применения такого датчика контроль оборотов выходных валов редукторов, контроль направления вращения двух и более синхронизируемых механизмов, учет расхода жидкости. Датчик предназначен для применения в системах автоматизации поточных линий, транспортных системах и в других системах автоматического управления. Условное графическое обозначение:


   Широкое применение датчик Холла имеет в транспортных системах. Также Датчик Холла применяется для контроля положения узлов различных механизмов: перемещение деталей механизмов до концевых положений, построение энкодеров. Используется для измерения больших токов. Проводятся эксперименты по использованию датчика Холла в качестве чувствительного элемента магнитного компаса. Основу датчика составляет элемент Холла, соединенный с электрической схемой. Современный датчик Холла представляет собой микросхему, к которой подводится питание, а на выходе микросхемы формируется информационный сигнал. Принцип работы датчика Холла состоит в фиксировании магнитного поля. Для измерения скорости перемещения датчика Холла закрепляется на неподвижном элементе конструкции, а в движущейся части устанавливаются магниты. Применяют и более простое решение, намагничивают подвижные элементы не внося изменений в конструкцию механизма. Для измерения скорости вращения применяется пара постоянный магнит и датчик Холла. Между ними свободно перемещается пластина, экранирующая магнитное поле. При каждом обороте с выхода датчика Холла поступает электрический импульс в схему электронного тахометра. Для увеличения точности измерения устанавливают две и более пар магнит + датчик Холла. 


   Принцип работы датчика Холла позволяет создать регистрирующее устройство не имеющее механического контакта с подвижной частью контролируемого механизма, что позволяет многократно увеличить ресурс работы по сравнению с герконами или механическими переключателями, кнопками. На рисунке показан узел из бесконтактной системы зажигания автомобильной схемы, с использование датчика Холла. 


 1 — аккумулятор; 
 2 — замок зажигания; 
 3 — свечи зажигания; 
 4 — двухвыводная катушка зажигания; 
 5 — вольтметр; 
 6 — коммутатор; 
 7 — датчик Холла.

   Проверить датчик Холла можно по такой технологии. С выхода датчика снимается напряжение, если в его зазоре находится стальной экран. Если экрана в зазоре нет, то напряжение на выходе датчика близко к нулю. На снятом с двигателя датчике-распределителе зажигания датчик можно проверить по схеме, приведенной на рисунке ниже, при напряжении питания 8-14 В. Медленно вращая валик датчика-распределителя зажигания, измерьте вольтметром напряжение на выходе датчика. Оно должно резко меняться от минимального (не более 0,4 В) до максимального (не более, чем на 3 В меньше напряжения питания).


   Использование совместно с датчиком Холла постоянного магнита повышает надежность по сравнению с оптопарами, требующими источника света. Постоянный магнит «не погаснет”, а источник света требует подключения к питанию, постоянно потребляет ток. Обрыв питания источника света приведет к ложному сигналу с выхода оптопары, что не может произойти с датчиком Холла. Автор статьи — Сергей Куприянов.

   Форум по радиодеталям

   Справочники радиодеталей

Лабораторный БП 0-30 вольт

Драгметаллы в микросхемах

Металлоискатель с дискримом

Ремонт фонарика с АКБ

Восстановление БП ПК ATX

Кодировка SMD деталей

Справочник по диодам

Аналоги стабилитронов

Интегральные датчики Холла — статья Георгия Волович. Интегральные датчики магнитного поля. Принцип действия датчика Холла, схемы, формулы, иллюстрации.

Интегральные датчики Холла — продолжение публикации. Рассмотрены типы датчиков — линейные датчики, логические датчики. Отрасли применения таких датчиков и фирмы производители.

Интегральные датчики Холла

Рис.3 Схема ИМС линейного датчика Холла (а) и график его характеристики преобразования (б)

Датчики Холла являются основой многих типов датчиков, таких как датчики линейного или углового перемещения, датчики магнитного поля, датчики тока, датчики расхода и др. Удобство бесконтактного срабатывания (полное отсутствие механического износа), низкая стоимость, простота использования делают их незаменимыми в приборостроении, автомобильной, авиационной и других отраслях промышленности. Интегральные датчики Холла производят такие фирмы, как Honeywell, Melexis, Allegro Microsystems, Micronas Intermetall, Siemens, Analog Devices и др. Первая группа интегральных датчиков Холла – это линейные устройства, применяющиеся в измерителях напряжённости магнитного поля. Как правило, эти устройства содержат схемы усиления сигнала датчика. Необходимая предварительная обработка сигнала обычно заключается в усилении и температурной компенсации. Может понадобиться также стабилизация питающего напряжения. При отсутствии магнитного поля выходное напряжение датчика должно быть равно нулю, поэтому требуется дифференциальный усилитель (рис. 3). Современные технологии позволяют ввести в состав ИМС датчиков магнитного поля сложные цифровые системы обработки информации. Примером такой ИМС может служить HAL805 фирмы Micronas Intermetall, содержащий на кристалле в трёхвыводном корпусе ТО92 АЦП, ЦАП, ЦПС и энергонезависимую память.

Рис.4 Логический датчик Холла

Такая структура позволяет программировать чувствительность и смещение датчика, осуществлять фильтрацию помех и механических возмущений. Вторая группа включает в себя микросхемы компараторного типа с логическими уровнями напряжения на выходе. Эта группа более многочисленна в силу большего числа возможных применений. Микросхемы с логическим выходом (рис. 4а) делятся на две подгруппы: переключатели и триггеры. Униполярный переключатель срабатывает только при наличии магнитного поля одной полярности и гарантирует выключенное состояние в отсутствие магнитного поля; магнитное поле противоположной полярности не оказывает на него никакого влияния (см. рис. 4б). Биполярный триггер, напротив, реагирует на обе полярности: включается при приближении северного или южного полюсов магнита и выключается только в том случае, если поле с противоположным знаком достигнет определенного уровня. Термин «биполярный переключатель» обычно применяется к триггерам, реагирующим на пропадание поля. Такие переключатели переходят во включённое состояние при наличии магнитного поля, а выключаются при снижении уровня той же полярности, отсутствии поля, или в присутствии поля с противоположным знаком (см. рис. 4в). Наличие ступени гистерезиса, которая является разностью между величинами магнитного поля в точках включения и выключения, повышает помехозащищенность устройства. Логический двухвыводной датчик Холла HAL556 производит фирма Micronas Intermetall. Эта микросхема (рис. 5) потребляет большой ток при приближении положительного полюса магнита к маркированной стороне корпуса и малый ток при удалении. HAL566 реализует обратные функции. Микросхемы имеют встроенную систему, увеличивающую напряжение, приложенное непосредственно к кристаллу датчика Холла, с тем чтобы сделать возможным применение недорогих постоянных магнитов, имеющих сравнительно малую коэрцитивную силу.


Рис.5 Двухвыводный логический датчик HAL556 обеспечивает изменение
протекающего через него тока при изменении уровня магнитного поля

…дальше

Принцип действия датчика Холла
Интегральные датчики Холла
Применение датчиков Холла
Основные характеристики датчиков Холла

Датчики Холла Si72xx компании Silicon Labs

Датчики Холла Si72xx компании Silicon Labs

Компания Silicon Labs выпускает три линейки интегральных датчиков магнитного поля на эффекте Холла серии Si72xx. Они предназначены для реализации разнообразных датчиков и детекторов положения и перемещения. В сравнении с аналогичными решениями других производителей датчики Si72xx выделяются минимальным энергопотреблением и высокой чувствительностью.

 

 

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Среди датчиков Si72xx есть как типовые микросхемы с базовыми функциями, так и решения с различными дополнительными модулями, среди которых

  • встроенный датчик температуры, схема термокомпенсации,
  • поддержка режима пониженного энергопотребления,
  • встроенный цифровой фильтр,
  • функция автокалибровки (self-test),
  • блок контроля вмешательства (tamper detection), детектирующий аномально высокое магнитное поле,
  • цифровой интерфейс I²C для чтения данных и настройки параметров датчика.

На данный момент датчики доступны в корпусах SOT23 с тремя или с пятью выводами. В ближайшем будущем будут выпущены модели в корпусах DFN-8 и TO-92.

 

Датчики серии SI72xx чувствительны к магнитному полю, приложенному перпендикулярно к плоскости корпуса. Допустимые варианты расположение датчика относительно магнитного поля приведены на рисунках. Для детекторов движения, угла поворота, для контроля магнитного поля в 3D пространстве используют два или три датчика.

 

 

 

Датчики Холла SI72xx представлены следующими типами:

  • Биполярная защелка с гистерезисом (Триггер, Latch)

     

     

  • Униполярный пороговый с гистерезисом и детектором вмешательства (Ключ, Unipolar Switch)

     

     

  • Омниполярный пороговый с гистерезисом и детектором вмешательства (Ключ, Omnipolar Swith)

     

     

  • Линейный с аналоговвым выходом
  • Линейный с ШИМ-выходом
  • Линейный с SENT-выходом

 

СЕРИЯ SI720X — ЦИФРОВЫЕ КЛЮЧИ И ТРИГГЕРЫ

Датчики Холла серии Si720x производят измерения в определенной частотой и формируют выходной сигнал согласно измеренному уровню магнитного поля в зависимости от запрограммированных порогов. Si720x имеют один либо два информационных выхода.

Датчики Si720x выпускаются как в 3-выводном, так и в 5-выводном корпусе. Трехвыводные датчики имеют линии питания, земли и линию выхода, в то время как для датчиков в 5-выводном корпусе доступны два дополнительных сигнала:

  • Первый дополнительный вывод служит для перевода микросхемы в режим сна (DIS)
  • Второй вывод служит для сигнала блока контроля вмешательства (TAMPERb) 

У 3-выводных датчиков Холла с поддержкой функции tamper detection при превышении порога детектора вмешательства на выходе выставляется «0».

Документация на серию доступна на сайте производителя.

 

Тип датчика Количество выводов

Выходной сигнал

Частота измерений Индукция срабатывания
Bop, индукция отпускания, Brp
Si7201-00 3

Омниполярный пороговый с гистерезисом, выход Push-pull

5 Гц Bop = ±1.1 мТ (max)
Brp = ±0.2 мТ (min)
| Bop — Brp | = 0.4 (typ)
Si7201-01
Si7201-02 Bop = ±0.9 мТ (max)
Brp = ±0.2 мТ (min)
| Bop — Brp | = 0.2 (typ)
Si7201-03 Bop = ±2.8 мТ (max)
Brp = ±1.1 мТ (min)
| Bop — Brp | = 0.6 (typ)
Si7201-04 1 Гц Bop = ±1.4 мТ (max)
Brp = ±0.2 мТ (min)
| Bop — Brp | = 0.4 (typ)
Si7201-05 5 Гц Bop = ±2.0 мТ (max) Brp = ±0.6 мТ (min)
| Bop — Brp | = 0.6 (typ)
Si7201-06

Омниполярный пороговый с гистерезисом, выход открытый коллектор

Si7201-07
Si7201-08 Bop = ±2.8 мТ (max)
Brp = ±1.1 мТ (min)
| Bop — Brp | = 0.6 (typ)
Si7202-00

Биполярная защелка с гистерезисом, выход Push-pull

Bop = +0.65 мТ (max) Bop = +0.15 мТ (min)
Brp = -0.65 мТ (max) Brp = -0.15 мТ (min)
| Bop — Brp | = 0.8 (typ)
Si7202-01 Bop = +1.4 мТ (max) Bop = +0.6 мТ (min)
Brp = -1.4 мТ (max) Brp = -0.6 мТ (min)
| Bop — Brp | = 2.0 (typ)
Si7203-00 5

Омниполярный пороговый с гистерезисом, выход открытый коллектор

1 кГц Bop = ±1.1 мТ (max)
Brp = ±0.2 мТ (min)
| Bop — Brp | = 0.4 (typ)
Si7204-00

Биполярная защелка с гистерезисом, выход Push-pull

Bop = +1.1 мТ (max) Bop = +0.6 мТ (min)
Brp = -1.1 мТ (max) Brp = -0.6 мТ (min)
| Bop — Brp | = 1.8 (typ)

 

 

Тип датчика Дополнительные функции Напряжение питания Потребляемый ток Рабочий
диапазон
температур
Блок tamper detection Схема температурной
компенсации
Встроенный
датчик
температуры
Поддержка
автокалибровки
Цифровой фильтр Режим
измерений
Режим сна
Si7201-00 нет нет нет нет нет 1.7 — 3.6 В

5 мА
@
Vdd = 3.3 В

  0 .. 70 °C
или
-40 .. 125 °C

 

Si7201-01 да, порог ±19.8 мТ
Si7201-02 да (0.12%/°C) да (FIR с выборкой 4)
Si7201-03 нет нет нет 1.7 — 5.5 В
Si7201-04
Si7201-05 да, порог ±19.8 мТ
Si7201-06 нет
Si7201-07 да, порог ±19.8 мТ
Si7201-08 нет
Si7202-00 1.7 — 3.6 В
Si7202-01 1.7 — 5.5 В
Si7203-00 да, порог ±19.8 мТ 1.7 — 3.6 В

от 50 нА

Si7204-00 нет

 


СЕРИЯ SI721X — ДАТЧИКИ ХОЛЛА С ЛИНЕЙНЫМ ВЫХОДОМ

Датчики серии Si721x работают на фиксированной частоте и имеют один выход. Доступно три типа выходного сигнала:

  • аналоговый
  • ШИМ-сигнал
  • однопроводной протокол SENT

Датчики Si721x выпускаются как в 3-выводном, так и в 5-выводном корпусе. Трехвыводные датчики имеют линии питания, земли и линию выхода, в то время как для датчиков в 5-выводном корпусе доступны два дополнительных сигнала:

  • Первый дополнительный вывод служит для перевода микросхемы в режим сна (DIS)
  • Второй вывод служит для запуска функции автокалибровки (BIST)

Документация на серию доступна на сайте производителя.

 

Тип датчика Количество выводов Выходной сигнал Частота измерений Индукция срабатывания Bop,
индукция отпускания, Brp 
Si7211-01 3 Аналоговый 7 кГц  
Si7212-00 выход Push-pull, ШИМ-сигнал 300 Гц
Si7213-00 выход открытый коллектор, SENT-сигнал * 1 кГц
Si7217-01 5 7 кГц

 

* SENT (Single Edge Nibble Transmission) — это однонаправленный асинхронный протокол, распространенный в автомобильной промышленности. Описание стандартна доступно в документации на Si721x, а также на сайте standards.sae.org.

 

Тип датчика Дополнительные функции Напряжение питания Потребляемый ток Рабочий диапазон температур
Блок tamper detection Схема
температурной
компенсации
Встроенный
датчик
температуры
Поддержка
автокалибровки
Цифровой
фильтр
Режим
измерений
@ Vdd = 3.3 В
Режим
сна
Si7211-01 нет нет нет нет да (FIR с выборкой 16) 2.25 — 5.5 В 5.5 мА   -40 .. 125 °C
Si7212-00 1.7 — 5.5 В 5.0 мА
Si7213-00 да, через установку «0» на линии выходного сигнала
Si7217-01 да, через отдельный вывод 2.25 — 5.5 В 7.0 мА

 

 

СЕРИЯ SI7210 С ПОДДЕРЖКОЙ I2C И ВСТРОЕННЫМ ДАТЧИКОМ ТЕМПЕРАТУРЫ

По сравнению с другими датчиками Холла Silicon Labs, датчики серии Si7210 имеют наиболее широкий набор функций.

Микросхемы данной серии оснащены цифровым интерфейсом I²C, который используется как для чтения данных, так и для изменения конфигурации датчика. На шине I²C также доступен сигнал с датчика температуры.

 

Датчики Si7210 выпускаются только в 5-выводном корпусе. Помимо линии питания, земли и двух линий шины I²C эти микросхемы дополнительную линию. Дополнительный вывод может использоваться как аналоговый выход или как цифровой выход, который можно использовать как сигнал прерывания для управляющего микроконтроллера.

 

 

Настройка датчика Si7210 по интерфейсу I²C позволяет

  • изменять границы диапазона измерений
  • изменять режим работы и состояние дополнительного выхода
  • настраивать длительность режима сна (позволяет снизить энергопотребление до 50 нА в зависимости от температуры)
  • настраивать порог срабатывания блока контроля вмешательства (tamper detection)
  • включать цифровой фильтр для подавления шумов на выходе, выбирать тип фильтра (FIR или IIR) и размер выборки (от 2 до 212)
  • настраивать частоту измерений 
  • настраивать параметры схемы температурной компенсации
  • включать встроенную на чип катушку, которая создаёт магнитное поле достаточной силы для выполнения калибровки (self-test) датчика * 

* Калибровочные параметры могут быть запрограммированы во встроенную энергонезависимую память датчика

 

Документация на серию доступна на сайте производителя.

 

Тип датчика Количество выводов Выходной сигнал Частота измерений Индукция срабатывания Bop,
индукция отпускания, Brp 
Основной выход Дополнительный выход
Режим работы Доп. выход в режимах 2, 3, 4
Si7210-00 5 I²C

Режим выбирается через I²C:

  1. Аналоговый выход
  2. Биполярная защелка с гистерезисом
  3. Униполярный пороговый с гистерезисом 
  4. Омниполярный пороговый с гистерезисом
выход Push-pull Настраивается через I²C Bop = ±1.1 мТ (max)
Brp = ±0.2 мТ (min)
| Bop — Brp | = 0.4 (typ)
Si7210-01 выход открытый коллектор
Si7210-02 выход Push-pull
Si7210-03
Si7210-04
Si7210-05

 

 

Тип датчика Дополнительные функции Напряжение питания

Потребляемый ток

Рабочий диапазон температур
Блок tamper detection Схема температурной компенсации Встроенный датчик температуры Поддержка автокалибровки Цифровой фильтр Режим
измерений
Режим
сна
Si7210-00 да, порог настраивается через I²C да да, доступен на I²C
Точность ±1.0 °C
да да (FIR или IIR)
Тип и выборка настраивается через I²C
1.7 — 5.5 В 5.0 мА
@
3.3 В
от 50 нА -40 .. 125 °C
Si7210-01
Si7210-02 да, доступен на I²C
Точность ±4.0 °C
Si7210-03 нет
Si7210-04
Si7210-05

 

 

СХЕМА ФОРМИРОВАНИЯ АРТИКУЛА

Полный артикул датчика кодируется следующим образом:

Тип датчика (см. таблицы выше)
  Ревизия микросхемы:
• AB и т.д.
    Тип датчика (см. таблицы выше)
      Рабочий диапазон температур:
• —  от -40 до +125°C
• —  от 0 до +70°C
        Корпус:
• — TO92
• — DFN8
• — SOT23
          Упаковка:
• — стандартная
• — лента
Si7210 -B- 00 -I V -R

 

Так, например, датчик типа Si7210-00 в корпусе SOT23 и с рабочим диапазоном температур -40 до +125°C будет иметь код для заказа Si7210-B-00-IV-R.

 

 

СРЕДСТВА ОТЛАДКИ

Для знакомства с датчиками Холла серии Si72xx и для разработки приложений на базе этих датчиков предлагается набор Si72xx-WD-Kit.

В набор входят следующие компоненты:

  • Отладочная плата для микроконтроллеров EFM32 Happy Gecko с предустановленными демо-программами
  • Плата-расширение Wheel Demo EXP board, на которой установлено колесо прокрутки и два датчика Холла под углом 90 градусов друг к другу
  • 6 дочерних плат с датчиками Si72xx разных типов
  • 2 магнита
  • USB-кабель
  • кабели для подключения дочерних плат

 

Наличие на складе

Датчик Холла Схема Принципиальная — tokzamer.ru

Назначение датчика Холла Датчик Холла предназначен для определения момента искрообразования в бесконтактной системе зажигания БСЖ автомобиля. В зависимости от того, на каком проводе появляется сигнал, схема распознает направление перемещения.


Стальной экран, имеющий несколько прорезанных ровных отверстий. Потребует применения такого датчика контроль оборотов выходных валов редукторов, контроль направления вращения двух и более синхронизируемых механизмов, учет расхода жидкости.

Такое явления называется ЭДС электродвижущей силой Холла. Сделаем его сами.
Датчик Холла.Что это и как работает.Простые токовые клещи своими руками.

Датчик Холла: на самом деле — всё просто Прибор основан на эффекте Холла, который заключается в следующем: если на любой полупроводник, вдоль которого протекает электрический ток, оказать воздействие пересекающим поперёк магнитным полем, то возникнет поле электрическое, называемое электродвижущей силой ЭДС Холла.

Далее снимается крышка трамблера и совмещается метка механизма газораспределения с меткой коленвала. Это и есть генератор Холла.

Проводятся эксперименты по использованию датчика Холла в качестве чувствительного элемента магнитного компаса. Соответственно коммутатор прерывает электрический ток, подающийся на катушку зажигания, магнитное поле в ней резко сжимается и, пересекая витки обмотки, производит ЭДС кВ ток высокого напряжения.

Но наибольшее применение генератор Холла получил в автомобильной промышленности — для измерения положения распределительного и коленчатого валов, в качестве бесконтактного электронного зажигания и в других целях.

Сигнал скорости управляет переключателем К2. Мы рекомендуем внимательно прочитать данную статью и добавить ее в закладки, потому как она позволит Вам сэкономить ни много ни мало, а американских долларов.

Как подключить датчик Холла Где найти для мотора

Принцип работы датчика Холла

Нужно, чтобы выходной ток датчика был достаточен для принимающего прибора в целях уменьшения влияния помех, искажающих передаваемую информацию. Осталось отсоединить клеммы датчика Холла и открутить его.

Итак, как же работает датчик Холла? Так как при работе двигателя на датчик будет воздействовать высокая температура и пластмасса может вытечь, а это приведет к более серьёзной поломке.

Сопротивления R1, R2 задают выходной ток импульсного датчика. Таким образом, будет наблюдаться разница плотности электронов на противоположных концах пластины.

В исправном устройстве напряжение будет изменяться от 0,4 В до 11 В.

Разделить системы зажигания по принципу работы можно на три ступени системы : Контактная.

Радиодетали в схеме Параметры импульсного датчика во многом обуславливают примененные компоненты его электрической схемы. Если вернуть обогреватель в вертикальное положение, то обогреватель снова включится.

Есть и более простой способ: подвижные контакты и элементы просто намагничивают.
Простая проверка датчика Холла! A simple Hall sensor check!

Признаки неисправности датчика Холла

Оцените статью: Поделитесь с друзьями! Преобразователь может использоваться в системах автоматизации, транспортных системах и т.

Принцип работы датчика Холла Датчики Холла являются составной частью различных приборов. Фото 1. Назначение и устройство датчика Холла Название датчик берет от фамилии своего изобретателя.

Далее снимается крышка трамблера и совмещается метка механизма газораспределения с меткой коленвала.

Выглядит он так: Поэтому при наличии неисправного датчика Холла бежим в ближайший радиомагазин или рынок и приобретаем SSA. Если в запасе нет уже готового исправного датчик — не беда. Поэтому для измерения слабых токов применяют конструкцию рис. Ток высокого напряжения идет от катушки зажигания по проводу через угольный контакт на пластину ротора, и затем через клемму крышки распределителя по проводу высокого напряжения, в наконечнике которого установлен помехоподавительный экран, попадает на соответствующую свечу зажигания и воспламеняет рабочую смесь в цилиндре.

Писали, что очень удобна для выставления зажигания… Удачи! Схема подключения датчика Холла В качестве примера использования, на картинке ниже показана электрическая цепь бесконтактной системы зажигания автомобиля, с преобразователем Холла. Существует несколько способов проверки исправности автомобильного датчика Холла.

Что такое датчик Холла и как он работает


На холостом ходу в работе двигателя появляются перебои и рывки. При выполнении этой операции будьте внимательны!

Именно он заметил, что если в созданное каким-то образом магнитное поле поместить металлическую пластину пот электрическим напряжением, то такие действия вызовут появление импульсов и электроны в этой пластине примут траекторию отклонения перпендикулярно направления самого магнитного потока. Обычно ток через транзистор датчика не должен превышать 20 мА. ЗЫ, в продаже встречал приблуду, вставляется между датчиком и проводкой, и светодиодом показывает момент срабатывания. Похожие статьи: autodont.

Полученная величина будет зависеть от силы поля и его полярности. Для этого достаточно разместить между пластинкой и магнитом движущийся экран с щелями в нём.
КАК РАБОТАЕТ ДАТЧИК ХОЛЛА [РадиолюбительTV 84]

Искать на сайте

Это и есть генератор Холла.

Все очень просто. Следующим этапом нам потребуется аккуратно отпаять ножки элемента от тестовой схемы и подключить его к стандартным контактам разъема.

Включаешь зажигание.

В схему датчика входит источник питания, преобразующий однополярное напряжение питания в двухполярное питание схемы. Вытяните штифт пассатижами. В исправном устройстве напряжение будет изменяться от 0,4 В до 11 В. Благодаря простым приемам автомобилист сэкономит свое время на ремонт, а также исключит ненужную трату денег.

Импульсы же возникают благодаря тому, что прорези идут не через одинаковое расстояние, а через разное, то есть они чередуются. Замена датчика: инструкция для автомобилистов Для установки нового датчика зажигания нужно правильно вынуть тот, который вышел из строя. Резисторы R1, R2 задают выходной ток нашего импульсного датчика.

Отсоедините крышку трамблера. Третий провод используется для передачи сигнала, полярность которого изменяется относительно общего провода питания. Подключите вольтметр к выходу датчика. Потребует применения такого датчика контроль оборотов выходных валов редукторов, контроль направления вращения двух и более синхронизируемых механизмов, учет расхода жидкости.

Датчики магнитного поля. Датчики Холла в схемах на МК

Еще раз проверяем работу тестером и на этом работа по ремонту датчика Холла можно считать завершенным. Если же невозможно установить исправный датчик, можно воспользоваться несложным устройством, которое будет дублировать его работу. Но наибольшее применение генератор Холла получил в автомобильной промышленности — для измерения положения распределительного и коленчатого валов, в качестве бесконтактного электронного зажигания и в других целях. Первые приборы получались довольно громоздкими и не очень эргономичными.

Применение неодимовых магнитов самых сильных постоянных магнитов позволяет уместить на диске достаточное количество малогабаритных магнитов. Обычно замена датчика Холла состоит из нескольких этапов: Прежде всего, трамблер снимается с машины. Также не стоит исключать из вида и другие неисправности системы зажигания , встречающиеся в автомобилях. Новый датчик Холла устанавливается в обратной последовательности. Наиболее легким способом считается замена прибора на исправный.
установка зажигания с датчиком холла на мотоцикле .БАШКИРИЯ СТЕРЛИТАМАК

Датчик Холла | Электротехническая Компания Меандр

СНЯТО С ПРОИЗВОДСТВА АНАЛОГОВ НЕТ

ВИКО-Х-102-М8

 

  • Диаметр корпуса 8мм

  • Диапазон питающего напряжения DC5…24В

  • Рабочая зона  0…10мм

  • Высокая частота переключения 320кГц

  • Выход NPN транзистор с открытым коллектором, нормально открыт

  • Защита от переполюсовки питающего напряжения

  • Большой ресурс срабатываний

  • МАГНИТ В КОМПЛЕКТЕ 10Х4 мм

 

НАЗНАЧЕНИЕ ДАТЧИКА ХОЛЛА

 Бесконтактный датчик ВИКО-Х-102-М8 (далее датчик) предназначен для работы в составе устройств индикации оборотов валов с высокой скоростью вращения, объектов сложной формы из ферромагнитных материалов (зубчатых колёс), в качестве датчика скорости для двигателей с возбуждением на постоянных магнитах. Датчик может использоваться в качестве конечного выключателя в системах автоматических приводов.
 

РАБОТА ДАТЧИКА

 Принцип работы датчика основан на эффекте Холла — изменение характеристик чувствительного элемента при воздействии внешнего магнитного поля.
 При увеличении внешнего магнитного поля до некоторого значения, происходит срабатывание триггера и изменение коммутационного состояния выключателя. Дальнейшее увеличение магнитного поля не влияет на состояние выключателя. При уменьшении напряжённости магнитного поля происходит обратный процесс и выключатель возвращается в исходное состояние.
 При входе в чувствительную зону объекта из ферромагнитного материала, уменьшается напряжённость внешнего магнитного поля до некоторого значения, происходит срабатывание триггера и изменение состояния выхода датчика. Дальнейшее уменьшение  напряжённости магнитного поля не влияет на состояние выхода. При удалении объекта из чувствительной зоны, напряжённость магнитного поля возрастает и происходит обратный процесс – выключатель возвращается в исходное состояние.

 

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДАТЧИКА ХОЛЛА

Параметр

Ед.изм.

Значение

Тип исполнения по принципу действия

 

Эффект Холла

 

Напряжение питания

В

DC5…24

Напряженность магнитного поля

мТ

22

Номинальный ток нагрузки

мА

200

Падение напряжения на выходе (в открытом состоянии), не более

В

1,5

Ток потребления, не более

мА

8

Расстояние воздействия, Sn

мм

0…10

Максимальная частота переключения

кГц

320

Регулировка чувствительности

 

нет

Степень защиты датчика

 

IP67

Схема подключения

 

трёхпроводная

Способ подключения

 

кабель 3×0,2 мм2  — 2м

Температура окружающей среды

0C

-25…+70

Материал корпуса

 

Латунь (ХРОМ)

Масса, не более

кг

0,1

 

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДАТЧИКА

 

ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ ДАТЧИКА

 

Серия ВИКО-Х

М

А

Б

В

Г

Д

Е

ВИКО-Х-102-М8

8х1

35

28

2,5

7

12

 

ТУ 4218-004-31928807-2014

Форум и обсуждения  —  здесь

 

Наименование

Заказной код

(артикул)

Файл для скачивания

(паспорт)

Дата файла

ВИКО-Х-102-М8

4640016932979

13.04.2015

 

Введение Учебное пособие по схемам датчиков переключателей на эффекте Холла


Рис. 1

by Lewis Loflin

Датчики на эффекте Холла — это твердотельные магнитные датчики, которые используются либо в качестве магнитных переключателей, либо для измерения магнитных полей. Здесь меня интересуют три основных типа: переключатель на эффекте Холла, защелка на эффекте Холла и логометрический или аналоговый выходной датчик. Подробнее об общих принципах работы см. В моем видео на YouTube выше. Здесь я хочу проиллюстрировать различные электронные схемы, а также то, как подключать датчики и использовать их.

Переключатель на эффекте Холла включается при наличии южного магнитного поля на его лицевой стороне или северного магнитного поля на противоположной стороне. Он выключится, когда магнит будет удален.

Защелка на эффекте Холла работает как выключатель, но остается включенной после удаления магнита. Он выключится, если приложить к лицу северный полюс или отключить питание. Ниже у меня есть схема использования переключателя Холла для включения / выключения однополюсного переключателя.

Логометрический датчик на эффекте Холла выдает аналоговое напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля.Устройства, которые я буду использовать на отдельной странице, являются однополярными, и, как правило, без приложения магнитного поля выходное напряжение составляет половину напряжения питания. Напряжение будет увеличиваться с южным магнитным полюсом на лице или уменьшаться с северным магнитным полюсом на лице.

См. Использование ратиометрических датчиков эффекта Холла

Здесь мы рассмотрим переключатели и защелки, которые начинаются как логометрические, а затем добавим компараторы, триггеры Шмитта и выходные транзисторы. Ниже приведен список спецификаций датчиков Холла, используемых в моем видео на YouTube.

На рисунке выше показаны типичные выводы датчиков Холла. Южный полюс магнита направлен в сторону «лица», включающего устройство. Северный полюс на лице не будет иметь никакого эффекта, если устройство не является защелкой, которую он выключит, если он уже включен.

Рассмотрим пятивольтовый переключатель Холла UGN3013T. Для срабатывания переключателя обычно требуется от 500 до 750 Гс. Но для того, чтобы отпустить или отключить, обычно требуется от 225 Гс до 110 Гс. Таким образом, у нас есть разумный диапазон 275, в котором нам нужно оставаться для надежной работы.Таким образом, очевидно, что даже небольшой железный магнит может работать хорошо или должен находиться очень близко к датчику. Обратите внимание, что это старая устаревшая деталь, которая у меня случайно оказалась. Новые устройства намного более чувствительны.


Рис. 2

На рисунке выше показана внутренняя блок-схема переключателя на эффекте Холла в данном случае UGN3013T. Он включает пластину Холла, усилитель, триггер Шмитта и транзисторный выход с открытым коллектором. Некоторые могут использовать МОП-транзистор с открытым стоком вместо биполярного транзистора.


Фиг.3

Ратиометрический датчик Холла с компаратором LM311 образует переключатель на эффекте Холла с выходом с открытым коллектором, образующий переключатель с регулируемой точкой срабатывания. Vcc составляет 5 вольт при использовании датчика, такого как UGN3502, и 12 вольт для TL174C. Его можно напрямую подключить к входному порту микроконтроллера или другой 5-вольтовой цифровой логике.


Рис. 4

Добавляя JK-триггер к нашему переключателю с эффектом Холла на рис. 3, мы формируем защелку с эффектом Холла. Состояния Q и QNOT «меняются» с каждым циклом включения-выключения на TP2.


Рис. 5

На рис. 5 показано, как использовать переключатель Холла с выходом «открытый коллектор / сток» с триггером CD4027 JK для формирования схемы защелки.

На этом мы завершаем введение в датчики и схемы на эффекте Холла.

Веб-сайт Авторские права Льюис Лофлин, Все права защищены.
Если вы используете этот материал на другом сайте, пожалуйста, дайте обратную ссылку на мой сайт.

Линейный датчик Холла

— рабочая и прикладная схема

ИС с линейным эффектом Холла

— это магнитные сенсорные устройства, предназначенные для реагирования на магнитные поля для получения пропорционального количества электрического выходного сигнала.

Таким образом, он становится полезным для измерения напряженности магнитных полей, а также в приложениях, где требуется переключение выхода с помощью магнитных триггеров.

Современные ИС на эффекте Холла разработаны с учетом устойчивости к большинству механических нагрузок, таких как вибрации, толчки, удары, а также к влаге и другим атмосферным загрязнениям.

Эти устройства также невосприимчивы к колебаниям температуры окружающей среды, которые в противном случае могут сделать эти компоненты уязвимыми к нагреву, что приведет к неправильным результатам на выходе.

Как правило, современные линейные ИС на эффекте Холла могут оптимально работать в диапазоне температур от -40 до +150 градусов Цельсия.

Базовая схема расположения выводов

Ратиометрические характеристики с заданными характеристиками

Многие стандартные линейные ИС на эффекте Холла, такие как серия A3515 / 16 от Allegro или DRV5055 от ti.com, являются «ратиометрическими» по своей природе, в них выходное напряжение и чувствительность устройства не выходят за рамки изменяются в зависимости от напряжения питания и температуры окружающей среды.

Напряжение покоя обычно может составлять половину напряжения питания.В качестве примера, если мы считаем, что напряжение питания устройства составляет 5 В, в отсутствие магнитного поля его выходной сигнал покоя обычно будет 2,5 В и будет изменяться со скоростью 5 мВ на гаусс.

В случае увеличения напряжения питания до 5,5 В, напряжение покоя также будет соответствовать 2,75 В, а чувствительность достигнет 5,5 мВ / Гс.

Что такое динамическое смещение

ИС с линейным эффектом Холла, такие как A3515 / 16 BiCMOS, включают в себя запатентованную систему компенсации динамического смещения с помощью встроенного высокочастотного импульса, поэтому остаточное напряжение смещения материала Холла контролируется соответственно.

Остаточное смещение обычно может возникать из-за переформовки устройства, отклонений температуры или других стрессовых ситуаций.

Вышеупомянутая особенность обеспечивает эти линейные устройства значительно стабильным выходным напряжением покоя, хорошо защищенным от всех типов внешних негативных воздействий на устройство.

Использование линейной ИС с эффектом Холла

ИС с эффектом Холла может быть подключена с помощью указанных соединений, при этом выводы питания должны подключаться к соответствующим клеммам постоянного напряжения (регулируется).Выходные клеммы могут быть подключены к откалиброванному соответствующим образом вольтметру, чувствительность которого соответствует диапазону выходного сигнала Холла.

Рекомендуется подключение байпасного конденсатора 0,1 мкФ непосредственно к контактам питания ИС, чтобы защитить устройство от внешних наведенных электрических шумов или паразитных частот.

После включения устройству может потребоваться несколько минут периода стабилизации, в течение которого его нельзя эксплуатировать с магнитным полем.

Как только устройство стабилизируется по внутренней температуре, оно может подвергнуться воздействию внешнего магнитного поля.

Вольтметр должен немедленно зарегистрировать отклонение, соответствующее силе магнитного поля.

Определение плотности потока

Для определения плотности потока магнитного поля выходное напряжение устройства может быть нанесено на график и расположено по оси Y калибровочной кривой, пересечение выходного уровня с калибровочной кривой подтвердит соответствующее плотность потока на кривой оси X.

Области применения линейного эффекта Холла
  1. Устройства с линейным эффектом Холла могут иметь различные области применения, некоторые из них представлены ниже:
  2. Бесконтактные измерители тока для измерения тока, проходящего извне через проводник.
  3. Измеритель мощности, идентичный описанному выше (измерение ватт-часов) Обнаружение точки срабатывания по току, в котором внешняя схема интегрирована с каскадом измерения тока для контроля и отключения указанного предела превышения тока.
  4. Тензометрические измерители, в которых коэффициент деформации магнитно связан с датчиком Холла для обеспечения заданных выходных сигналов.
  5. Приложения смещенного (магнитного) зондирования Детекторы черных металлов, в которых устройство на эффекте Холла сконфигурировано для обнаружения черных металлов посредством определения силы относительной магнитной индукции. Устройство Холла.
  6. Джойстик с датчиком промежуточного положения Датчик уровня жидкости, еще одно важное приложение датчика Холла. Другими аналогичными приложениями, в которых в качестве основной среды наряду с устройством на эффекте Холла используется напряженность магнитного поля, являются: измерение температуры / давления / вакуума (с сильфонным узлом) Определение положения дроссельной заслонки или воздушного клапана Бесконтактные потенциометры.

Принципиальная схема с использованием датчика Холла

Сенсор на эффекте Холла, описанный выше, можно быстро настроить с помощью нескольких внешних частей для преобразования магнитного поля в электрические переключающиеся импульсы для управления нагрузкой.Простую принципиальную схему можно увидеть ниже:

В этой конфигурации датчик Холла преобразует магнитное поле в заданной близости и преобразует его в линейный аналоговый сигнал через свой «выходной» вывод.

Этот аналоговый сигнал можно легко использовать для управления нагрузкой или для питания любой желаемой схемы переключения.

Как увеличить чувствительность

Чувствительность вышеуказанной базовой схемы на эффекте Холла можно увеличить, добавив дополнительный PNP-транзистор с существующим NPN, как показано ниже:

Использование Opamp

Датчик Холла DRV5055 также может быть интеграция с операционным усилителем для включения переключателя приводит к реакции на магнитное приближение с устройством на эффекте Холла.

Здесь инвертирующий вход операционного усилителя настроен на фиксированное опорное значение 1,2 В с использованием двух диодов серии 1N4148, в то время как неинвертирующий вход операционного усилителя настроен на выход эффекта Холла для предполагаемого обнаружения.

Предустановка 1k используется для установки порога переключения, при котором операционный усилитель должен переключаться, в зависимости от силы и уровня близости магнитного поля, окружающего эффект Холла.

В отсутствие магнитного поля выходной сигнал датчика Холла остается ниже установленного порога входов операционного усилителя.

Как только выходной сигнал эффекта Холла превышает неинвертирующий порог операционного усилителя, установленный предустановкой и опорным уровнем инвертирующего входа, выход операционного усилителя становится высоким, в результате чего светодиод загорается. включить. Светодиод может быть заменен другим каскадом схемы для включения какой-либо другой желаемой нагрузки.

Цепь многоцелевого датчика на эффекте Холла

Цепь многоцелевого датчика на эффекте Холла

Датчик Холла

реагирует на магнитное поле и меняет свой выходной сигнал в зависимости от полярности магнита и напряженности магнитного поля, которые все еще используются во многих приложениях. Используя этот тип датчика, мы можем создать многоцелевую схему датчика Холла.


Здесь взят датчик на эффекте Холла DRV5013 от Texas Instruments, это цифровой датчик Холла с защелкой, работающий в широком диапазоне напряжений (от 2,5 до 38 В) и обеспечивающий биполярное переключение, он имеет защиту от обратного питания до -22 В, а также короткое замыкание на выходе. защита цепи с функцией ограничения тока. DRV5013 доступен в корпусах для монтажа в сквозное отверстие и на поверхность.

DRV5013 Распиновка

Этот датчик на эффекте Холла имеет всего три контакта и изготавливается небольшого размера, поэтому его можно легко использовать в конструкции ручных электроинструментов, электроинструментов, тахометров, клапанов, соленоидов и т. Д..

Это состояние выхода датчика зависит от магнитного поля, перпендикулярного корпусу, здесь южный полюс около передней стороны (маркированная сторона упаковки) вызывает низкий уровень выходного сигнала. Убедитесь, что южный полюс магнита направлен к датчику.

В этой статье разработаны две разные схемы приложений на основе датчика Холла DRV5013. Он может быть изменен на любой магнитный датчик и выключатель или цепь аварийной сигнализации (многоцелевой ..).

1. Переключатель датчика Холла

В этой схеме можно управлять любой нагрузкой в ​​зависимости от выхода датчика Холла. К выходному каскаду датчика Холла подключено реле SPDT.Когда южный полюс магнита появляется рядом с DRV5013, тогда на выходе становится низкий уровень, это заставляет транзистор Q1 открываться, и, следовательно, питание + ve достигает базы транзистора Q2 через резистор R3. Транзистор Q2 замыкается при появлении смещения базы. Затем светодиод и реле получают питание и переходят в состояние ВКЛ.

2. Цепь сигнализации датчика Холла

Эта схема работает так же, как и предыдущая схема, но на выходном каскаде зуммер размещен для выдачи звукового сигнала. Эта схема может использоваться как сигнализация открытия двери, сигнализация открытия ящика стола, сигнализация объекта и т. Д.

Далее

DRV5013 Лист данных

Что такое ИС на эффекте Холла?

  1. Что такое эффект Холла IC
  2. Принципы работы ИС на эффекте Холла
  3. Конфигурация ИС на эффекте Холла
  4. Типы ИС на эффекте Холла
  5. Методы обнаружения эффекта Холла IC
  6. Как выбрать подходящий эффект Холла IC

IC

на эффекте Холла ABLIC

Что такое эффект Холла IC

Элементы Холла

являются показательным примером среди различных типов магнитных датчиков, в которых используются полупроводники.Элементы Холла — это датчики, использующие гальваномагнитный эффект, называемый эффектом Холла. На элементе Холла можно получить очень небольшое напряжение, поэтому для таких элементов обычно требуются усилители, такие как операционные усилители. Поскольку ИС на эффекте Холла сочетает в себе элемент Холла и операционный усилитель, количество подключаемых извне компонентов может быть уменьшено, а конструкция схемы может быть упрощена.

Можно различить магнитные полюса с помощью единственной ИС на эффекте Холла. Такие ИС используются для самых разных целей, включая общее и автомобильное.Основные цели обнаружения ИС на эффекте Холла включают обнаружение вращения, обнаружение положения, обнаружение открытия / закрытия, обнаружение тока, обнаружение направления и многие другие. ИС общего назначения на эффекте Холла используются в широком спектре продуктов, от крупной бытовой техники, такой как стиральные машины и холодильники, до мобильных телефонов. ИС автомобильного назначения, естественно, используются для определения того, открыты или закрыты окна и двери, но многие ИС с эффектом Холла также используются для таких целей, как определение высоты транспортного средства, скорости и количества оборотов двигателя.

Принципы работы ИС на эффекте Холла

ИС на эффекте Холла содержит элемент Холла. Ток течет через этот элемент, и, когда магнитное поле (от магнита), перпендикулярное направлению тока, приближается к элементу, на носитель, который ведет ток, действует сила Лоренца. Сила Лоренца приводит к генерации напряжения (напряжения Холла) в направлении, перпендикулярном току и магнитному полю (эффект Холла). ИС на эффекте Холла обнаруживает наличие магнитного поля (от магнита), обнаруживая это напряжение.Выходное напряжение увеличивается прямо пропорционально плотности магнитного потока.

Согласно правилу левой руки Флеминга, направление перпендикулярного напряжения (напряжение Холла) изменяется в зависимости от направления магнитного поля (северный или южный полюс). Следовательно, ИС на эффекте Холла может обнаруживать не только наличие магнитного поля, но и направление поля (северный или южный полюс) на основе направления этого напряжения.

Рис.1 Принципы работы элемента Холла

Конфигурация ИС на эффекте Холла

ИС переключателя Холла усиливает выходное напряжение (напряжение Холла) элементом Холла и выдает сигнал путем обработки сигналов внутри ИС в зависимости от плотности магнитного потока.

Существует два типа ИС на эффекте Холла. Один — это высокоскоростной тип работы для обнаружения вращения двигателей и т. Д., А другой — тип с низким потреблением тока для оборудования с батарейным питанием.
В таблицах 1 и 2 ниже показана внутренняя конфигурация ИС на эффекте Холла с низким потреблением тока.

Таблица 1 Конфигурация ИС на эффекте Холла
Блок Описание
Элемент Холла Обнаруживает магнитное поле (от магнита) и выдает напряжение (напряжение Холла).
Усилитель прерывателя Усиливает выходное напряжение (напряжение Холла) элементом Холла.
Схема сна / бодрствования Управляет работой и отключением, осуществляя периодическое управление.
Компаратор с гистерезисом
(схема сравнения)
Они управляют выходом и выводят сигнал высокого или низкого уровня в зависимости от плотности магнитного потока.
Выходной инвертор
(или N-канальный транзистор)
Рисунок 2 Блок-схема ИС на эффекте Холла (серия S-5712, выходной сигнал КМОП)

Типы ИС на эффекте Холла

ИС на эффекте Холла, использующие различные методы обнаружения, могут быть выбраны в зависимости от цели.В этой главе описаны типичные типы микросхем Hal.

Существует два основных типа ИС на эффекте Холла: линейный тип выхода (тип аналогового выхода, тип цифрового выхода), который используется для получения выходного напряжения, прямо пропорционального напряженности магнитного поля, и тип переключения (цифровой выход). type), который используется для получения сигнала включения / выключения. Все микросхемы на эффекте Холла серий S-5711A и S-5712 представляют собой ИС переключаемого типа с гистерезисными характеристиками, к которым были добавлены схемы Шмитта.

Типы ИС на эффекте Холла

  1. Тип линейного выхода: Используется для получения выходного напряжения, прямо пропорционального напряженности магнитного поля
  2. Тип переключения: Используется для получения сигнала включения / выключения

Методы обнаружения эффекта Холла IC

ИС на эффекте Холла обнаруживают магнитные поля, которые имеют северный или южный полюс. В этом разделе описаны четыре типа обнаружения ИС на эффекте Холла: униполярное обнаружение, , обнаружение северного или южного полюса, многополярное обнаружение, , обнаружение как северного, так и южного полюсов без дискриминации, биполярное обнаружение. , который представляет собой обнаружение поочередно северного и южного полюсов.Биполярное обнаружение используется не только для определения силы магнитного поля, но также для различения северного и южного полюсов, что является характеристикой ИС с эффектом Холла. Четвертый метод обнаружения — это ZCL TM (Zero Crossing Latch) , который представляет собой обнаружение изменения полярности точки (точка пересечения нуля). ZCL TM — первый в мире метод обнаружения.

Выберите подходящий метод обнаружения в соответствии с типом применения, в котором будет использоваться ИС на эффекте Холла.ABLIC массово производит ИС на эффекте Холла, в которых используются все четыре вышеупомянутых метода обнаружения.

Униполярное обнаружение

Для этого метода обнаруживается только один полюс магнитного поля (северный или южный), и операция включения / выключения выполняется в соответствии с плотностью магнитного потока для вывода сигнала высокого или низкого уровня.

Униполярное обнаружение (для продукта, который выдает сигнал низкого уровня при обнаружении южного полюса).

Всеполярное обнаружение

Для этого метода обнаруживаются оба полюса магнитного поля (северный и южный), и операция включения / выключения выполняется в соответствии с плотностью магнитного потока для вывода сигнала высокого или низкого уровня.

Всенаправленное обнаружение (для продукта, который выдает сигнал низкого уровня при обнаружении любого полюса).

Биполярное обнаружение

Для этого метода оба полюса магнитного поля (северный и южный) обнаруживаются поочередно, и операция включения / выключения выполняется в соответствии с плотностью магнитного потока и полярностью для вывода сигнала высокого или низкого уровня.

ZCL

TM (Защелка нулевого перехода) Обнаружение

ZCL обнаруживает точку, когда S-полюс приложенной плотности магнитного потока изменяется на N-полюс или наоборот, то есть когда происходит изменение полярности.
Оптимизированный для управления бесщеточным двигателем постоянного тока, обнаружение ZCL может легко предотвратить падение КПД двигателя в результате колебаний температуры и производственных отклонений. > Дополнительная информация «Что такое интегральная схема на эффекте Холла ZCL?»
«ZCL» является зарегистрированным товарным знаком ABLIC Inc.

Давайте сократим трудозатраты на проектирование, чтобы создать идеальный двигатель
с первым в мире методом обнаружения
Что может сделать микросхема с эффектом Холла ZCL

Как выбрать подходящий эффект Холла IC

ABLIC предлагает широкий выбор ИС на эффекте Холла по запросу клиентов.Вы можете выбрать подходящую ИС на эффекте Холла, рассмотрев приведенный ниже порядок.

Таблица выбора ИС на эффекте Холла

IC эффекта Холла ABLIC

Понимание и применение эффекта Холла

Эффект Холла был открыт Эдвином Холлом в 1879 году, но прошло много лет до того, как технологические разработки позволили интегральным схемам полностью использовать преимущества этого явления. Сегодня микросхемы датчиков на эффекте Холла предлагают удобный способ достижения точных измерений тока, обеспечивающих гальваническую развязку между измеряемым путем тока и измерительной цепью.

Рекомендуемый уровень

Начинающий

От Лоренца до Холла

Эффект Холла является продолжением силы Лоренца, которая описывает силу, действующую на заряженную частицу, например электрон, движущуюся в магнитном поле. Если магнитное поле ориентировано перпендикулярно направлению движения электрона, на электрон действует сила, перпендикулярная как направлению движения, так и ориентации магнитного поля.

Эффект Холла относится к ситуации, в которой сила Лоренца действует на электроны, движущиеся через проводник, так что между двумя сторонами проводника возникает разность электрических потенциалов — другими словами, напряжение.

Обратите внимание, что стрелки на этой второй диаграмме указывают направление обычного тока, что означает, что электроны движутся в противоположном направлении. Направление силы Лоренца регулируется правилом правой руки, которое учитывает направление, в котором движется электрон относительно магнитного поля. На первой диаграмме электрон движется вправо, а сила Лоренца направлена ​​вверх. На второй диаграмме, когда электроны движутся влево, сила Лоренца направлена ​​вниз, и, таким образом, отрицательный заряд накапливается к нижнему краю проводника.В результате возникает разность потенциалов между верхним и нижним краем проводника, причем верхний край более положительный, чем нижний край. Эта разность потенциалов обозначается как напряжение Холла:

.
$$ V_ {Hall} = — \ frac {IB} {eρt} $$

Это уравнение, которое применяется к токопроводящей пластине, говорит нам, что напряжение Холла связано с амплитудой тока, протекающего через проводник (I), напряженностью магнитного поля (B), зарядом элементарного электрона (e), количество электронов в единице объема (ρ) и толщина пластины (t).

Использование эффекта Холла

Напряжения, генерируемые эффектом Холла, малы по сравнению с шумами, смещениями и температурными эффектами, которые обычно влияют на схему, и поэтому практические датчики, основанные на эффекте Холла, не были широко распространены до тех пор, пока не появились достижения в полупроводниковой технологии. позволили создать компоненты с высокой степенью интеграции, которые включают элемент Холла и дополнительные схемы, необходимые для усиления и кондиционирования напряжения Холла. Тем не менее, датчики на эффекте Холла ограничены в своей способности измерять малые токи.Например, ACS712 от Allegro MicroSystems имеет чувствительность 185 мВ / А. Это означает, что ток 10 мА даст выходное напряжение всего 1,85 мВ. Это напряжение может быть приемлемым, если схема имеет низкий уровень шума, но если бы в цепь тока можно было включить резистор 2 Ом, результирующее выходное напряжение 20 мВ было бы значительным улучшением.

Эффект Холла применим к множеству сенсорных приложений; устройства, основанные на этой относительно простой взаимосвязи между током, магнитным полем и напряжением, могут использоваться для измерения положения, скорости и напряженности магнитного поля.В этой статье, однако, мы сосредоточимся на устройствах, которые измеряют ток через напряжение Холла, генерируемое, когда магнитное поле, индуцированное измеряемым током, концентрируется в направлении интегрированного элемента с эффектом Холла.

Плюсы и минусы

Рабочие характеристики варьируются от одного датчика тока к датчику на эффекте Холла, поэтому трудно точно суммировать преимущества и недостатки измерения эффекта Холла по сравнению с другими обычными методами измерения тока; а именно, вставив прецизионный резистор в путь прохождения тока и измерив результирующее падение напряжения с помощью дифференциального усилителя.В целом, однако, датчики на эффекте Холла ценятся за то, что они «ненавязчивы» и обеспечивают гальваническую развязку между путём тока и измерительной схемой. Эти устройства считаются ненавязчивыми, потому что на пути тока не возникает значительного сопротивления, и, таким образом, измеряемая цепь ведет себя почти так, как если бы датчик отсутствовал. Дополнительным преимуществом является то, что датчик рассеивает минимальную мощность; это особенно важно при измерении больших токов.

Что касается точности, имеющиеся в настоящее время датчики на эффекте Холла могут достигать погрешности выходного сигнала до 1%. Хорошо спроектированная резистивная схема измерения тока могла бы превзойти это, но 1%, как правило, будет достаточным в приложениях с большим током / высоким напряжением, для которых особенно подходят устройства на эффекте Холла.

К недостаткам датчиков на эффекте Холла можно отнести ограниченный частотный диапазон и более высокую стоимость. ACS712 предлагает внутреннюю полосу пропускания 80 кГц, а Melexis MLX91208, который продается как «широкополосное» устройство, рассчитан на частоту до 250 кГц.С другой стороны, резистивная схема измерения тока с высокоскоростным усилителем может хорошо работать в мегагерцовом диапазоне. Кроме того, как обсуждалось выше, эффект Холла по своей природе ограничен в отношении измерения малых токов.

Изоляция

Одним из основных преимуществ датчиков на эффекте Холла является электрическая изоляция, которую в контексте проектирования схем или систем часто называют гальванической изоляцией. Принцип гальванической развязки применяется всякий раз, когда конструкция требует, чтобы две цепи взаимодействовали таким образом, чтобы предотвратить прямое прохождение электрического тока.Простой пример — когда цифровой сигнал проходит через оптоизолятор, который преобразует импульсы напряжения в световые импульсы и, таким образом, передает данные оптически, а не электрически. Одной из основных причин применения гальванической развязки является предотвращение проблем, связанных с контурами заземления:

Принципы проектирования базовой схемы предполагают, что взаимосвязанные компоненты имеют общий узел заземления, который, как предполагается, находится на уровне 0 В. В реальной жизни, однако, «узел заземления» состоит из проводников с ненулевым сопротивлением, и эти проводники служат в качестве обратных проводов. путь для тока, протекающего от схемы обратно к источнику питания.Закон Ома напоминает нам, что ток и сопротивление образуют напряжение, и эти падения напряжения на обратном пути означают, что «земля» в одной части цепи или системы не имеет того же потенциала, что и «земля» в другой части. Эти различия в потенциале земли могут привести к проблемам от незначительных до катастрофических.

Предотвращая прохождение постоянного тока между двумя цепями, гальваническая развязка позволяет цепям с разными потенциалами заземления успешно взаимодействовать. Это особенно актуально для приложений с измерением тока: низковольтному датчику и схеме обработки может потребоваться контролировать большие, сильно изменяющиеся токи, например, в цепи привода двигателя.Эти большие, быстро меняющиеся токи приведут к значительным колебаниям напряжения в обратном пути. Датчик на эффекте Холла позволяет системе как контролировать ток возбуждения, так и защищать цепь высокоточного датчика от этих вредных колебаний заземления.

Синфазное напряжение

Еще одно важное применение датчиков Холла — измерение тока с высоким напряжением. В резистивной цепи измерения тока дифференциальный усилитель измеряет разницу в напряжении между одной стороной резистора и другой.Однако проблема возникает, когда эти напряжения велики по отношению к потенциалу земли:

Реальные усилители имеют ограниченный «синфазный диапазон», что означает, что устройство не будет работать должным образом, когда входные напряжения, хотя и небольшие по отношению друг к другу, слишком велики по отношению к земле. Синфазные диапазоны усилителей с датчиком тока обычно не превышают 80 или 100 В. С другой стороны, датчики на эффекте Холла могут преобразовывать ток в напряжение без привязки к потенциалу земли измеряемой цепи.Следовательно, пока напряжения недостаточно велики, чтобы вызвать физическое повреждение, синфазное напряжение не влияет на работу устройства на эффекте Холла.

Электронные схемы на эффекте Холла

Создайте магнитную мешалку — хотите ПОСТОЯННО ОТЛИЧНЫЙ домашний напиток? Создайте эту магнитную мешалку! ___ SiliconChip

Создайте недорогой гауссметр на эффекте Холла — Вы когда-нибудь хотели узнать, насколько силен на самом деле магнит, или как сила магнитного поля изменяется при изменении расстояния от магнита или температуры магнита, или насколько хорошо щит, помещенный перед магнитом, сработал? Вольтметры довольно недороги и их легко найти, но где вы можете купить гауссметр (также известный как магнитометр).Я построил портативный гауссметр для измерения полярности и силы магнитного поля. Он использует устройство с линейным эффектом Холла, операционные усилители, резисторы и прочее от Radio Shack. __ Разработан Риком Хоадли

В мониторе тока

используется датчик Холла — Идеи дизайна EDN — 01/05/12 Используйте датчик Холла для измерения постоянного тока в диапазоне от 0 до 40 А. (Первоначально опубликовано 31 марта 1987 г., EDN-Design Ideas) В схеме на рис. 1 используется датчик Холла, состоящий из ИС, которая находится в небольшом зазоре в тороиде коллектора потока, для измерения постоянного тока в диапазоне от 0 до 40 А.Вы наматываете токоведущий провод через тороид; тогда напряжение Холла VH линейно пропорционально току (I). Потребляемый ток от VB составляет менее 30 мА. __ Разработка схемы Полом Галлуцци, Dynamics Research Corp, Уилмингтон, Массачусетс

Сигнализация открытия двери с использованием датчика Холла — Эта простая сигнализация открытия двери использует датчик Холла для создания звука, когда кто-то открывает дверь. Схема может быть установлена ​​в мастерской, офисе или дома в целях безопасности. The …___ Проекты электроники для вас

Детектор электромагнитного поля — Эта схема чувствительна к низкочастотному электромагнитному излучению и обнаруживает, например, скрытую проводку или поле, окружающее трансформатор.Захват осуществляется с помощью индуктора радиального типа, используемого в качестве датчика, который хорошо реагирует на низкочастотные изменяющиеся магнитные и электрические поля. Для обнаружения используются обычные наушники. Поле, окружающее трансформатор, слышно как жужжание с частотой 50 или 60 Гц. __ Дизайн Энди Коллисон

Датчик электромагнитного поля с выходом измерителя — Этот тестер предназначен для обнаружения паразитных электромагнитных (ЭМ) полей. Он легко обнаруживает как звуковые, так и радиочастотные сигналы до частот около 100 кГц.Обратите внимание, однако, что эта схема НЕ является металлоискателем, но обнаружит металлическую проводку, если она проводит переменный ток. Амплитудно-частотная характеристика __ Разработано Энди Коллисоном

Электромагнитный левитатор — Модель небольшого устройства электромагнитной левитации будет представлена ​​в одной из важных частей модели — цепи обратной связи. Это __ Разработано Томом Хроном

Электромагнитная кольцевая пусковая установка — Построение классического музея науки — 21-ноя-16 -Новости дизайна: Саджад ХайдарЭксперимент «Прыгающее кольцо» или «Электромагнитная кольцевая пусковая установка» является основным продуктом научных музеев и аудиторий физики.Вот как построить свое собственное жилище. __ гаджет урод

Электромеханическое демпфирование стабилизирует показания аналогового счетчика — 29.09.05 EDN-Design Ideas Электроника гасит колебания стрелки счетчика __ Дизайн схемы Александр Белл, Infosoft International Inc, Rego Park, NY

EMF Probe Version 2 — Датчик электромагнитного поля, предназначенный для обнаружения изменяющихся электрических и магнитных полей. Пробник имеет переключаемое усиление, частотную характеристику до 400 кГц и независимый мониторинг звука и счетчика.__ Дизайн Энди Коллисон

Датчик ЭМП

с измерителем — Этот тестер предназначен для обнаружения паразитных электромагнитных (ЭМ) полей. Он легко обнаруживает как звуковые, так и радиочастотные сигналы до частот около 100 кГц. Обратите внимание, однако, что эта схема НЕ является металлоискателем, но обнаружит металлическую проводку, если она проводит переменный ток. Амплитудно-частотная характеристика __ Разработано Энди Коллисоном

Детектор геомагнитного поля — там, где есть тепло, давайте принесем охлаждение: вентилятор сделает свою работу, но, к сожалению, вентиляторы обычно шумные.Во многих случаях нет необходимости, чтобы вентилятор работал постоянно на полной скорости, поэтому имеет смысл контролировать скорость вращения вентилятора в зависимости от температуры радиатора или охлаждаемого устройства, полностью отключая вентилятор, если он упадет до комнатная температура __

Датчики

GMR управляют батареями — 02.09.99 Идеи дизайна EDN За последние несколько десятилетий в технологии магнитных датчиков произошел значительный прогресс. Ранние и современные датчики используют эффект Холла; более современные устройства используют эффект, называемый гигантским магнитосопротивлением (GMR).Датчики GMR используют полупроводниковую обработку материала. Дизайн схем Д Рамирес и Дж. Пелегри, Университет Валенсии, Испания

Эффект Холла Измерение тока — как просто включить дроссель постоянной мощности __ Разработано Ричардом Торренсом

Гауссметр на эффекте Холла

— Вы когда-нибудь хотели узнать, насколько силен на самом деле магнит, или как сила магнитного поля изменяется при изменении расстояния от магнита или температуры магнита, или насколько хорошо экран помещается в перед магнитом работал? Вольтметры довольно недороги и их легко найти, но где вы можете купить гауссметр (также известный как магнитометр).Я построил портативный гауссметр для измерения полярности и силы магнитного поля. Он использует устройство с линейным эффектом Холла, операционные усилители, резисторы и прочее от Radio Shack. __ Разработан Риком Хоадли

В преобразователях

с высокой изоляцией используются стандартные магнитные интегральные схемы — 22.07.99 Идеи дизайна EDN Изолированные обратноходовые преобразователи обычно вызывают мысли — или горькие воспоминания — о нестандартных трансформаторах, задержках в сроках поставки и проблемах с утверждением агентств. Стандартные обратноходовые трансформаторы имеют номинальную изоляцию от 300 до 500 В и редко до 1 кВ.Трансформаторы с приводом затвора легко доступны со склада с высокими показателями изоляции и низкой стоимостью, но они намотаны __ Схема проектирования Митчелла Ли, Linear Technology Corp, Милпитас, Калифорния

Магнитный левитатор

домашнего изготовления — с помощью этой сборки я смог подвесить магнит примерно на 1 дюйм ниже электромагнита. Вот подробности конструкции схемы. Этот проект требует, чтобы вы имели некоторое представление о создании и тестировании электронных схем. A отличный способ начать — получить книгу «Мини-блокнот инженера» в Radio Shack, автор Forrest M.Mims III, о схемах построения. У него есть много разных буклетов для самых разных проектов. Они содержат большое количество деталей, так что вы начнете узнавать, как работают схемы, как собирать вещи и т. Д. __ Дизайн Рик Хоадли

Индуктивное зондирование с левосторонней антенной для биомедицинских приложений — 15.05.14 EDN-Design Ideas Может ли индуктивный датчик помочь в анализе биологических и других веществ? Биосенсор на основе левой (LH) антенны разработан для исследования электромагнитного взаимодействия в ближней зоне между антенной и образцом с различными диэлектрическими свойствами.Эти диэлектрические свойства могут быть определены путем анализа электромагнитной связи между антенной и испытуемыми образцами без маркировки или химической реакции. Его преимущества заключаются в обнаружении в реальном времени, небольшом размере элемента, уменьшенном объеме образца и незначительном нарушении окружающей среды. Такой антенный датчик можно эффективно использовать для измерения как жидких, так и твердых биологических образцов. __ Схемотехника Чии-Ванн Лин

Индуктивное определение положения клапана авиационного двигателя — 25.04.14 EDN-Design Ideas Конструкторы авиационных двигателей консервативны по своей природе, но в любом случае есть способ улучшить характеристики.В этой конструкции используется индуктор для определения положения клапана на авиационном двигателе и для получения информации о положении распределительного вала. Зная положение распределительного вала вместе с положением коленчатого вала, можно производить впрыск топлива при открытом впускном клапане и использовать отдельные катушки для каждого цилиндра. __ Схемотехника Ангуса Маккаманта

Индуктивное определение деталей из любого материала — 16.05.14 Идеи дизайна EDN Создайте индуктивный переключатель с помощью LDC1000 для замены механических переключателей в грязной среде.Первоначально задача заключалась в том, чтобы определить присутствие и положение неметаллических объектов в песчаной среде, такой как бумажная фабрика или деревообрабатывающая фабрика, которая требует точного определения заготовки для определенных операций резки и фрезерования. Микровыключатели хрупкие и легко забиваются. __ Схемотехника Фреда Рупински

Mag Card Reader — устройство оснащено магнитной головкой на пружинном механизме, а также усилителями сигнала низкого уровня и резчиками данных. Три сигнальные линии, идущие от устройства, обеспечивают наличие карты, часы и данные.При активном чтении карты он потребляет около 50 мА при напряжении 5 вольт. __ Дизайн: Лухан Монат-Меса, Аризона,

Maglev Demonstrator — Если вы держите два постоянных магнита близко друг к другу, вы увидите, что один из них сильно отскочит от другого (или от него). В 1842 году Сэмюэл Эрншоу выразил извращенность неодушевленных магнитных объектов в своей теореме. __ Дизайн Барри Хансена

Считыватель магнитных карт

— Устройство оснащено магнитной головкой на пружинном механизме, а также усилителями сигнала низкого уровня и слайсерами данных.Три сигнальные линии, идущие от устройства, обеспечивают наличие карты, часы и данные. При активном чтении карты он потребляет около 50 мА при напряжении 5 вольт. __ Дизайн: Лухан Монат-Меса, Аризона,

Приемник магнитного поля

— существует два подхода к приему сигналов: рамочная или катушечная антенна, которая улавливает магнитные поля, или штыревая или проволочная антенна, которая улавливает электрическое поле. (Природе удается создавать электромагнитные волны на этих частотах, но вы не можете создать «электромагнитную» или настроенную антенну, __ Контактное лицо: Чарльз Венцель из Wenzel Associates, Inc.

Магнитная пушка

— при оптимальной настройке она запускает небольшую пулю высотой 1,5 метра или 2,5 метра по горизонтали. IC1 — это таймер 555 в нестабильном режиме, отправляющий импульсы примерно 10 мс на декадный счетчик IC2. IC2 постоянно сбрасывается через R3, пока на выводе 15 не будет сброшен низкий уровень с помощью кнопки «Fire» __ Разработано преподобным Томасом Скарборо

Магнитная левитация — Подвешивайте объекты в воздухе! __

Магнитная левитация — Если вы держите два постоянных магнита близко друг к другу, вы увидите, что один из них сильно отскочит от другого (или от него).В 1842 году Сэмюэл Эрншоу выразил извращенность неодушевленных магнитных объектов в своей теореме. __ Дизайн Барри Хансена

Устройство магнитной левитации — вот схема устройства, изображенного на фотографии. Каждая из десяти катушечных сборок имеет свою копию указанной выше схемы. SS41 — это микросхема датчика магнитного поля на эффекте Холла с микропереключателем, которую я нашел в каталоге Surplus по цене $ 50 за штуку. Любая подобная интегральная схема зала должна работать __ Design by William J. Beaty

Для датчика магнитного поля требуется несколько компонентов — 15/12/06 EDN-Design Ideas Датчик Холла и цифровой мультиметр исследуют паразитные поля__ Разработка схемы Сандипом М. Сатавом и В. В. Рама Сармой, Центр EMI-EMC, RCI, Хайдарабад, Индия

Магнитно-радиационный пульт дистанционного управления — работа в малом диапазоне 35 кГц, одноканальные устройства; Простая схема, внешние антенны не требуются __ Контактное лицо: Флавио Деллепиан, fladello @ tin.это

Магнитометр — Солнце с его огромными запасами энергии и близостью к Земле является огромным небесным объектом, который нужно контролировать на всех длинах волн. Более того, активность на Солнце можно отслеживать косвенными способами. Точнее, можно обнаружить солнечную активность, наблюдая за магнитным полем Земли. Также возможно обнаруживать солнечную активность, такую ​​как солнечные вспышки, путем мониторинга трактов сигналов с очень низкой частотой (ОНЧ), которые используют ионосферу в качестве средства распространения __ Контакт: Джоэл.Гонсалес @ backyardastronomy.net

Method предлагает отказоустойчивые датчики с переменным сопротивлением — 11/22/01 EDN-Design Ideas Датчики с переменным сопротивлением предпочтительнее для промышленных и автомобильных сред, поскольку они выдерживают механическую вибрацию и работают до 300 ° C. В большинстве случаев они обнаруживают стальную мишень, которая является частью вращающегося узла. Поскольку амплитуда необработанного сигнала пропорциональна целевой скорости, датчик, схема обработки сигнала которого рассчитана на высокую скорость, прекратит ___ Дизайн схемы Фил Левья, Maxim Integrated Products, Саннивейл, Калифорния

Мониторинг тока на стороне высокого напряжения без внешнего источника питания — 01.03.01 Идеи проектирования EDN Для типичных цепей измерения тока на стороне высокого напряжения требуется источник постоянного тока 2.На 5–13 В больше, чем напряжение на высоковольтной шине V + (рис. 1). Генерация этого источника питания во многих ситуациях болезненна. __ Схема схемы Виджай Дамл

Project-Magnetic Levitation — с помощью этой сборки я смог подвесить магнит примерно на 1 дюйм ниже электромагнита. Вот подробности конструкции схемы. Этот проект требует, чтобы вы имели некоторое представление о создании и тестировании электронных схем. Для начала нужно получить книгу «Мини-блокнот инженера» в Radio Shack, составленную Форрестом М.Mims III, о схемах построения. У него есть много разных буклетов для самых разных проектов. Они содержат большое количество деталей, так что вы начнете узнавать, как работают схемы, как собирать вещи и т. Д. __ Дизайн Рик Хоадли

Сеть

RC исключает точность Ссылка — 04.08.94 Идеи проектирования EDN В схеме на рис. 1 используется магниторезистивный датчик для обнаружения небольших смещений магнита без использования прецизионного источника опорного напряжения. Вместо эталона заменяет простой RC-делитель, устраняя необходимость в дорогостоящих компонентах. Схема схемы Кристофа Бассо, European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble, France

Детектор реомагнитного поля — Этот базовый генератор обнаруживает магнитное поле Земли.Ферритовый стержень и катушка взяты из старого приемника Medium Wave, а на одном конце приклеен небольшой магнит. Настройтесь на коммерческую станцию ​​средних волн, пока не услышите ритм. При любом движении ферритового стержня будет слышен звук __

Чувствительный реомагнитный детектор — это довольно чувствительная схема, которая обнаруживает мельчайшие изменения магнитного поля, особенно магнитного поля Земли. Принцип основан на звуковом тоне биений, генерируемом двумя идентичными генераторами.Они должны быть построены одинаковым образом с использованием компонентов одного и того же типа. Таким образом мы минимизируем влияние колебаний температуры и напряжения __

Два диода изменяют полярность сигнала размагничивания — 04/12/01 EDN-Design Ideas Разработчики источников питания обычно предпочитают обратные преобразователи работать в DCM (режиме прерывистой проводимости), а не в CCM (режиме непрерывной проводимости). В DCM обратный преобразователь представляет собой систему первого порядка на низких частотах, которая упрощает компенсацию контура обратной связи.Вы можете использовать недорогой вторичный выпрямитель, благодаря условиям мягкой блокировки __ Схема схемы Кристофа Бассо, On Semiconductor, Тулуза, Cedex, Франция

Виртуальный прибор Определяет характеристики контура BH магнитного сердечника — 01.05.06 Идеи дизайна EDN Недорогое решение сочетает в себе портативный компьютер, плату сбора данных и LabView__. Дизайн схемы Майклом Нэсэбом, наставником цепи, Боулдер-Крик, Калифорния.

.

ACS712 Слаботочный датчик. Руководство по подключению

Добавлено в избранное Любимый 1

Эффект Холла и датчики тока

В этом разделе дается краткий обзор принципов электромагнитной совместимости, которые делают возможным использование этого датчика тока.Как этот маленький чип берет ток из одной цепи и производит пропорциональное выходное напряжение без физического соединения двух цепей?

Закон индукции Фарадея

В ACS712 измерение тока начинается с явления, известного как закон Фарадея (индукции). Это явление, впервые обнаруженное Майклом Фарадеем в 1831 году, является основой современного радио и электромагнетизма. Этот закон описывает, как электрический ток, протекающий в проводнике, создает окружающее магнитное поле и как изменяющееся магнитное поле может создавать или индуцировать ток в проводнике.Вот так антенны улавливают радиоволны!

На этом изображении показано магнитное поле, созданное вокруг проводника с протекающим по нему током (фото любезно предоставлено http://www.tesla-institute.com)

Токовые контакты ACS712 внутренне подключены к большому следу меди, что позволяет большому количеству электричества проходить через эту часть микросхемы. Когда ток течет через медную полоску, вокруг дорожки создается магнитное поле с силой, пропорциональной току.

Эффект Холла

Следующий шаг в измерении тока основан на эффекте Холла — очень полезном явлении, открытом Эдвином Холлом в 1879 году. В общих чертах, эффект Холла создает разность напряжений на проводнике в присутствии магнитного поля. Это обеспечивает удобный способ обнаружения близлежащих магнитных полей и имеет множество применений. Датчики на эффекте Холла используются в некоторых автомобильных двигателях для определения, например, места в цикле вращения распредвала или коленчатого вала.

На этой анимации показано, как магнитное поле создает разницу напряжений. Синие кружки — это движущиеся электроны (фото любезно предоставлено http://www.explainthatstuff.com/hall-effect-sensors.html

ACS712 имеет внутренний датчик Холла, расположенный рядом с вышеупомянутой медной полосой. Когда ток течет через эту медную полоску, создается магнитное поле. Это магнитное поле затем воспринимается датчиком эффекта Холла и выдает выходное напряжение, пропорциональное входному току!

Это показывает, как датчик тока выглядит внутри (Фото любезно предоставлено Allegro Micro)

Этот метод обнаружения позволяет цепи датчика быть электрически изолированной от цепи обнаружения.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *