Эффект Холла – это физическое явление, состоящее из магнитных колебаний расположенных в перпендикулярном металлическом проводнике с током. Благодаря этому явлению, можно определить разность потенциалов магнитного поля, которое возникает через проходящий проводник в электронной цепи.
Данное явление было обнаружено в конце 18 века американским физиком Эдвином Холлом, в честь которого, в дальнейшем был назван открытый эффект. Об истории открытия известно немного. Данное физическое явление было впервые обнаружено в лаборатории университета Хопкинса.
Сам Холл в то время занимался изучением природу возникновения магнетизма. Чтобы получить открытый профессором эффект потребовалось провести более 40 опытов. Все опыты были направлены на то, чтобы доказать гипотезу основанную постоянности пути электрического тока под воздействием магнитного поля.
На рисунке схематически отображено движение тока под воздействием магнитных полей
Благодаря проведенным опытам было доказано, что под воздействием магнитных полей сопротивление может как снижаться, так и увеличиваться.
Как создавалось устройство на основе открытого эффекта?
Исходя из сделанного открытия, возникает вопрос — что такое датчик холла и для чего было необходимо изобретать устройство. Эффект холла и датчики на его основе, по сути не одно и тоже.
Различие начинаются уже с момента создания первой рабочей модели. Она была разработана не Эдвином, как многие полагают, а его лектором по фамилии Роланд, который помогал Холлу с реализацией на практике открытого им эффекта.
В начале, устройство не давало нужных результатов. Отклонения хоть и были, но они являлись перманентными. Чтобы зафиксировать эффект, было принято усовершенствовать аппарат.
Для этого были предприняты следующие действия:
- контакты поступающих источников изготовили из латуни;
- контакты полировали и припаивали к небольшому листу золота;
- в середине листа золота был чистый металл;
- выскоомный гальванометры расположили по краям от латунных контактов.
Созданный датчик в ноябре 1879 года и сегодня остаётся неизменным и служит индикатором, который определяет наличие или отсутствие магнитных полей в различных устройствах.
Так выглядят сегодня датчики
В чём заключается принцип работы?
Чтобы понять принцип работы датчика Холла, нужно рассматривать его схематически.
Работает датчик холла по следующему принципу:
- каждая заряженная частица проходит через магнитные поля в датчике по проводнику;
- при прохождении, магнитные поля в разной силе воздействуют на частицы;
- при воздействии магнитных полей частицы начинают отклоняться;
- при нахождении датчика в магнитном поле, одна из сторон становиться отрицательной, а другая положительной.
Датчик холла отвечает за разделение текущих по проводнику зарядов, для того чтобы уравновесить возрастающее магнитное поле.
Какие бывают виды?
Датчик холла имеет 2 вида:
- аналоговый;
- цифровой.
Внешне устройства выглядят практически одинаково. Однако применяются в разных направлениях
Аналоговый датчик холла является небольшим по размеру устройством, всего 4 мм диаметром. Питание датчика биполярное. Устройство считается практически вечным, так как в нём отсутствуют подвижные элементы. Современные модели в зависимости от применения могут содержать в себе усилители выходных сигналов, стабилизаторы напряжений.
Датчики Холла с цифровыми выходами предназначаются для идентификации присутствия любых ферромагнитных объектов в измеряемых силовых диапазонах. По конструкции выглядят также как и датчики с аналоговыми выходами.
Где используется?
Применение датчики холла достаточно распространено во многих технических устройствах. Принцип действия датчика холла, его компактные размеры позволяют использовать такие модели даже в мобильных телефонах.
Впервые в промышленных масштабах датчики стали применяться только во второй половине 20 века. Большая доля их использования относиться к автомобильной промышленности.
Следует также отметить, что именно автомобильная промышленность стала первой сферой, где в большом количестве стал применять данный датчик.
Датчик холла в автомобиле занимает важное место. С его помощью можно определить число оборотов совершаемых коленчатыми валами двигателя. В основном датчик устанавливается в автомобиле в системе зажигания.
Модель w12c датчик холла применяется в значительное время в автомобилестроении. Устройство компактное и монтируется у основания, где подключаются электрические разъёмы устройства зажигания.
Выглядит модель следующем образом
Устройство помещается в защитный корпус, который защищает датчик от грязи и влаги.
Как самостоятельно проверить устройство?
Проверить датчик холла своими руками может любой человек, который имеет в наличии тестер и несколько проводов. В основном, прибегают к проверке датчика владельцы автомобилей, чтобы определить исправность устройства.
Признаки неисправности датчика холла на каждом конкретном автомобиле могу отличаться. В зависимости от года модели и её марки, расположение и дополнительных в устройстве зажигания деталей усложняют процесс определения повреждённых участков. В более новых моделях, даже специалист не всегда определит причину выхода из строя.
К самым распространенным случаям выхода из строй датчика относятся:
- плохой отклик мотора при запуске зажигания;
- на холостых оборотах мотор начинает работать рывками;
- при езде на высоких оборотах двигателя возникают рывки;
- двигатель в процессе езды, резко глохнет.
Вот несколько способов для проверки работоспособности датчика:
- установить новый датчик. Если проблема будет решена, датчик вышел полностью из строя;
- с использование специального тестера, который измеряет напряжение на выходе. Если напряжение будет ниже 0,4 или выше 11 Вольт, то датчик находится в нерабочем состоянии и подлежит замене;
- при помощи отрезка провода. На трёхштекерной колодке под трамблёром в выходы 3 и 6 подключаются провода, и включается зажигание. Если появится в этот момент искра, это будет означать, что датчик вышел из строя.
Заменить устройство не составит труда. В автомобиле трамблёр, где установлен прибор расположен в верхней части двигателя.
Для того чтобы произвести разбор, понадобится крестовая отвёртка.
Следует произвести следующие действия для замены:
- снять трамблёр с креплений и вынуть его из автомобиля;
- вытянуть вверх бегунок;
- скрутить пластиковую крышку трамблёра;
- сбоку расположен штекер, его нужно извлечь, открутив болт крепления;
- пластинка, на которой крепиться прибор, зафиксирована болтами, их необходимо выкрутить;
- извлекаем вакуумный корректор, который закреплён болтами;
- вытаскиваем расположенное внутри стопорное кольцо;
- вынимаем тягу с корректором;
- для того чтобы извлечь провода необходимо разомкнуть зажимы;
- вытаскиваем внутренние опорные пластинки;
- выкручиваем расположенные под пластинками 2 болта и извлекаем прибор Холла;
- на место повреждённого устанавливаем новое устройство и проводим сборку в обратной последовательности.
Вся процедура по замене займёт не более часа. После того, как трамблёр будет установлен и подключен, необходимо запустить двигатель и немного дать ему поработать на холостом ходу. Если никаких перебоев в работе двигателя не замечено, значит, устройство работает нормально и можно продолжать поездку.