Jak działa czujnik Halla

Jak działa czujnik Halla

Co to jest i do czego służy

Znajdź najbliższy serwis Euromaster czujnik_halla

Czujnik Halla jest to nieduże urządzenie pomiarowe. Jego zadaniem jest pomiar pola magnetycznego a dokładnie jego natężęnia. Znalazł on bardzo szerokie zastosowanie w konstrukcji dzisiejszych samochodów. Jego nazwa pochodzi od znanego już z czasów szkoły efektu Halla, który to wykorzystuje ów czujnik. Amerykański fizyk Edwin Hall odkrył w 1879 roku zjawisko polegające na występowaniu różnic potencjałów w przewodniku, przez który w danym momencie przepływa prąd elektryczny. Czujnik Halla postrzegany jest często jako jeden z elementów pojazdu, który ma niewielkie znaczenie. Otóż nic bardziej mylnego. Sam czujnik jest niewielkich rozmiarów, ale znalazł szerokie zastosowanie w wielu układach instalowanych w pojazdach i mimo wielkiego postępu motoryzacji nadal jego działanie opiera się na wyjątkowo prostych założeniach znanych nam z lekcji fizyki.

Korzyści z nauki

ekspert radziNa stronę.jpg

Jako kierowcy często nie zdajemy sobie sprawy z tego, jak wiele elementów w naszych autach oparte jest w swoim działaniu o najprostsze prawa fizyki. Wiele drobnych usterek samochodu można rozwiązać i usunąć dzięki znajomości kilku faktów i dzięki prostej logice. Rzecz jasna – nie każdy właściciel auta musi znać każdy szczegół w swoim pojeździe.  Wiele elementów jest zbudowanych w bardzo skomplikowany sposób. Ogólna znajomość zasady ich działania może nam przybliżyć mechanizm funkcjonowania pojazdu. Daje nam to również możliwość lepszego zrozumienia elementarnych wskazówek do codziennej eksploatacji auta.

Jak to działa?

Działanie czujnika polega na występowaniu różnic potencjałów w przewodniku, przez który w danym momencie przepływa prąd elektryczny. Żeby się to odbyło, przewodnik ten musi znajdować się jednocześnie w polu magnetycznym o przepływie poprzecznym w stosunku do jego położeni. Powstaje wówczas charakterystyczne napięcie pomiędzy płaszczyznami ograniczającymi przewodnik. Napięcie jest jednocześnie prostopadłe wobec płaszczyzny wyznaczonej przez kierunek przepływu prądu. Czujnik Halla sam w sobie wykonany jest najczęściej z materiału o właściwościach półprzewodnikowych. Umiejscowiony jest w polu magnetycznym, przykłada się do niego napięcie wymuszające przepływ elektronów w sposób prostopadły do linii pol. To dzięki pomiarowi napięcia powstałego na elektrodach ustawionych prostopadle jest możliwe określenie wielkości natężenia pola magnetycznego. Reasumując, wywołany przepływ elektronów przez półprzewodnik i pole magnetyczne powodują ściśle określone zmiany napięcia możliwe do zaobserwowania na elektrodach.

Czujnik Halla i nasze auta

Pierwszym zastosowanie czujnika Halla w samochodzie było wykorzystanie go jako jednego z elementów biorących udział w powstawaniu impulsu w układzie zapłonowym. Układ taki określano jako bezstykowy. W konstrukcji tego układu zrezygnowano z klasycznego przerywacza i zamiast niego zastosowano odpowiedniego kształtu przesłonę z otworami, która w czasie wirowania działała bezpośrednio na czujnik Halla „tnąc” pole magnetyczne. Gdy między magnesami znajdował się otwór powstawało napięcie. Co istotne, liczba otworów zawsze odpowiadała liczbie cylindrów w silniku. Szerokość otworów dokładnie odpowiadała określonemu kątowi zwarcia, który był stały przez cały okres użytkowania.

We współczesnych konstrukcjach czujniki hallotronowe — tak są właśnie nazywane tego typu urządzenia – znajdują zastosowanie w zupełnie innych celach. Pełnią funkcję urządzeń pomiarowych określających położenie i prędkość obrotową wału korbowego i wałków układu rozrządu. Wykorzystuje się je również w układach ABS i pokrewnych do mierzenia prędkości obrotowej kół. W stosunku do stosowanych kiedyś czujników indukcyjnych mają wielką przewagę, ponieważ dają możliwości pomiarowe i odczyt tej prędkości w zasadzie już od zera.

Kolejnym zastosowaniem tego urządzenia jest na przykład wykorzystanie go w budowie układu wspomagające ruszanie samochodu pod górę- tzw. Hill Holder powszechnie znany pod nazwą „asystent wjazdu". Ma on wiele innych zastosowań. Obecność czujników Halla warto jeszcze zauważyć przy pomiarze pochylenia wzdłużnego auta w układzie odpowiadającym za ustawienie i położenie reflektorów. Stosuje się go również do pomiaru kąta obrotu kierownicy, poziomu otwarcia szyb sterowanych elektrycznie, położenia pedału gazu otwarcia przepustnicy oraz pomiaru natężenia prądu, a także przyspieszenia pojazdu.

Uszkodzony czujnik halla - konsekwencje

Najczęstsze błędy działania czujników, nie są bardzo widoczne i uciążliwe. Ignorowanie ich i odwlekanie napraw może jednak być w konsekwencji dość kosztowne, a nawet niebezpieczne.

  • Problemy z zapłonem — wypadanie zapłonu, błędy pomiarów i niewłaściwa praca silnika to najczęstsze objawy uszkodzonego czujnika położenia wału
  • Brak mocy i gaśnięcie na niskich obrotach — przyczyną może być uszkodzony czujnik wałka ssącego.

 

Jeśli masz pytania dotyczące usterek #zapytajeksperta

Jak można zauważyć, to proste wydawałoby się urządzenie ma olbrzymie znaczenie w rozmaitych systemach naszych pojazdów. Nieraz wydaje się, że pozornie nie są one ze sobą powiązane. Zadziwiająca jest wszechstronność zastosowań czujnika Halla. Warto zatem od czasu do czasu sprawdzić poprawnosć funkcjonowania tych układów w samochodzie.