Aplikacja mobilna Ucando

Czujnik Halla to jedno z tych urządzeń, którego nikt nie zna, a każdy używa. To nieduże urządzenie pomiarowe ma za zadanie mierzyć pole magnetyczne, a dokładnie jego natężenia. Czujnik znalazł bardzo szerokie zastosowanie, szczególnie w konstrukcjach współczesnych samochodów. Jak to działa, gdzie się stosuje i kim był ten Hall?

Geneza hallotronów

Nazwa czujnika została zaczerpnięta od efektu Halla, którego odkrywcą był amerykański fizyk Edwin Hall. To on w 1879 roku jako pierwszy zaobserwował efekt oparty na występowaniu różnic potencjałów w przewodniku, przez który w danej chwili przepływa prąd elektryczny.

Efekt Halla polega na wytwarzaniu napięcia elektrycznego przy przepływie prądu przez przewodnik znajdujący się w polu magnetycznym. Napięcie to jest proporcjonalne do wartości indukcji pola magnetycznego i natężenia płynącego prądu. Czujniki działające w oparciu o efekt Halla znane są również pod nazwą hallotronów.

Pierwsze hallotrony w motoryzacji i ich sposób działania

Czujnik w samochodach pojawił się po raz pierwszy jako element odpowiedzialny za wyzwalanie impulsu zapłonowego w bezstykowym układzie zapłonowym. Zamiast przerywacza zastosowano w tym rozwiązaniu umocowaną na wałku rozdzielacza przesłonę z oknami, która wprawiona w ruch wirowy przecinała linie pola magnetycznego oddziałującego na czujnik hallotronowy. Jeżeli pomiędzy magnesami znajdzie się tzw. okno, wówczas powstaje napięcie Halla. Kiedy w tym miejscu pojawi się przesłona, napięcie jest bliskie zeru. Liczba okien jest równa liczbie cylindrów silnika. Zapłon wyzwalany jest w momencie, gdy pojawi się napięcie Halla. Szerokość przesłony odpowiada wymaganemu tzw. kątowi zwarcia w określonym układzie zapłonowym. Kąt ten jest stały i nie wymaga regulacji.

Czujniki Halla we współczesnej motoryzacji

W większości popularnych zastosowań czujniki Halla stosowane są jako bezkontaktowe włączniki. Przeważnie w tej funkcji wykorzystuje się układy w obudowach 3-nóżkowych, posiadających kompletne obwody kondycjonowania sygnału z wyjściem dwustanowym. Jest to więc nie tyle czujnik, ile przełącznik Halla.

Współcześnie czujniki Halla pełnią rolę czujników położenia i prędkości obrotowej wału korbowego oraz wału rozrządu. W systemach ABS i pokrewnych wykorzystuje się je do pomiaru prędkości obrotowej kół. W odróżnieniu od czujników indukcyjnych hallotrony umożliwiają pomiar prędkości obrotowej niemal od zera. Ponadto są odporne na wielkość szczeliny powietrznej występującej pomiędzy czujnikiem a wirnikiem. Stosowane w systemie ABS hallotrony są w stanie również rozpoznać kierunek prędkości obrotowej koła, co doskonale sprawdza się w układach ułatwiających ruszanie pod górę (Hill Holder).

Czujniki Halla stosuje się również m.in. do pomiaru kąta otwarcia przepustnicy, kąta pochylenia wzdłużnego samochodu w układzie regulacji położenia reflektorów, pozycji pedału gazu, kąta skrętu kierownicy, stopnia otwarcia szyb, natężenia prądu czy przyspieszenia.

Problemy z czujnikiem

Awaria czujnika Halla, zwłaszcza pod kątem pracy wałka rozrządu, wiąże się najczęściej z problemem uruchomienia jednostki napędowej. Informuje o tym kierowcę najczęściej świecąca się lampka kontrolna jednostki napędowej na desce rozdzielczej, a sterownik silnika przełącza się w tryb pracy awaryjnej. Najczęstszymi przyczynami usterki hallotronów mogą być uszkodzenia mechaniczne urządzenia, zniszczenie koła czujnika, wewnętrzne zwarcie lub przerwanie połączenia ze sterownikiem.

Zniżka na części samochodowe

Opublikowane przez Norbert Zawadzki

Odpowiedz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.