de control al motorului cu microprocesor
Hall senzori de poziție și de efect
Motoarele moderne de vehicule sunt echipate cu mijloace automate de control al puterii și sistemul de aprindere, folosind informații de la senzori multiple pentru a regla începutul și durata alimentării cu combustibil, și (în sistemele cu aprindere forțată) hrănesc timp scântei în cilindrii.
Astfel de senzori pentru a determina cu exactitate momentul depunerii unei camere cilindru de o altă porțiune din combustibil și scânteie faze includ senzori și senzori de poziție de utilizare a arborelui cotit în efectul lor de lucru a descoperit aproape o jumătate de secol în urmă fizicianul american Edwin Herbert Hall (Edwin Herbert Hall, 1855- 1938), care se numesc - efectul Hall.
Care este efectul Hall? Esența acestui fenomen este destul de simplu pentru orice înțelegere modernă a studentului familiarizat cu natura de electricitate și magnetism. Dar, din nou în 1879, când E. Hall a făcut descoperirea sa, este, desigur, a deschis ochii lumii științifice pentru multe fenomene din lumea înconjurătoare.
Edwin Hall a luat placă dreptunghiulară subțire de aur (Fig 1.), Plasate într-un câmp magnetic constant și curentul trece prin ea, care leagă fețele opuse ale plăcii (figura 1 - se confruntă cu C și D) la sursa de curent continuu. Ca rezultat al măsurătorilor riguroase el a constatat că între fețele laterale ale plăcilor (feței A și B) are originea diferenței de potențial t. E. Voltage. Desigur, această tensiune a fost neglijabilă, dar faptul ramas - in metal originea EMF transversal, care este „urmarit“ a particulelor încărcate cu una dintre fețele laterale.
Natura fenomenului fizicii moderne explica acest lucru.
Atunci când particulele încărcate se deplasează printr-un fir (orice, nu placă neapărat de aur), trece printr-un câmp magnetic, acestea sunt supuse forțelor descrise olandezul H. Lorenz (zece ani de la descoperirea lui E. Hall), iar particulele se abat de la calea cea dreaptă. E. În cazul în care conductorul de curent de încărcare plasată într-un câmp magnetic perpendicular pe traiectoria mișcării particulelor încărcate (electroni, ioni), ele se abat de la o cale dreaptă și o parte a conductorului devine negativ, iar cealaltă, respectiv, pozitiv.
Aplicarea în practică a fenomenului descoperit de E. Hall a fost efectuată numai după zece ani. Diferența de potențial apărută între fețele conductorului parcurs de curent a fost foarte mică, și un efect surprinzător de mult timp au ramas doar obiecta studii de laborator.
De exemplu, sa constatat că diferitele materiale utilizate în experimente ca un conductor de curent format pe fețele diferenței de potențial, numai inerente a materialului, ceea ce face astfel posibilă identificarea oricărei substanțe cu ajutor unei metode simple.
Mai târziu, atunci când au existat o varietate de amplificatoare de tensiune, tub mai întâi, și apoi efectul semiconductorilor, galerie deschisă a fost destul de decente și utilizate pe scară largă în multe domenii de inginerie mecanică, inclusiv industria de automobile.
Un triumf adevarat al efectului Hall a coincis cu utilizarea pe scară largă a dispozitivelor informatice care pot executa instrucțiuni sub formă de semnale electrice mult mai rapid decât a făcut dispozitive mecanice. Din acel moment, senzorii Hall a revoluționat tehnicile complexe utilizate de către om în scopuri practice. Dispozitive compacte și ușor de fabricat va înlocui mecanismele voluminoase și nesigure în multe mașini.
Deoarece ajutorul de lucru, cu efect Hall pentru generarea de semnale pentru a controla dispozitivele sistemelor motorului? La motoarele de automobile, astfel de senzori sunt montate pentru a monitoriza poziția momentului arborelui cu came (detector de fază) și poziția arborelui cotit (senzorul de poziție a arborelui cotit). Ambii senzori ajuta la calculatorul de bord al vehiculului (SBU) pentru a înțelege situația în care există pistoane și supape de motoare, precum și pe baza „a decide“ la timp alimentarea cu combustibil și o scânteie în cilindru.
Senzorii constau dintr-o bobină electromagnetică, în care miezul magnetic este sub formă de semiconductor sau plăci metalice realizate din aliaje speciale. Bobina este alimentat de curent continuu de la sistemul electric al vehiculului, și este format în jurul câmpului magnetic static, care induce o tensiune Hall din placa, creând o anumită diferență de potențial între fețele sale opuse.
Dacă un astfel de senzor pentru a aduce piesa din metal permeabilă magnetic, rezultante modificărilor fluxului magnetic de intensitate a câmpului tulburare care afectează imediat diferența de potențial dintre fețele plăcii, creând un puls de curent și tensiune.
Aici, de fapt, și toată înțelepciunea. Un exemplu de astfel de senzor de poziție a arborelui cotit este prezentată în figura 2b.
Așezați senzorul nostru cu bobina si circuitul magnetic undeva în zona distribuitorului sau arborele cotit și arborele atașați placa de metal speciale sub forma unui disc cu fante, ferestre sau orice alte semne care, în timpul trecerii dincolo de senzor va provoca o perturbatie a fluxului magnetic și diferența de potențial .
Rămâne doar să se alinieze semnele de pe aceste plăci de inițiere puls la momentul în care este necesar pentru a da un semnal de calculator luat arbore (arborele cotit sau a arborelui cu came) în poziție.
Folosind aceste dispozitive simple permis să abandoneze complet astfel un ansamblu complex în sistemul de aprindere ca întrerupător. După cum se știe, punctul slab al mecanismului este prezența oricăror părți în mișcare și compuși care au o predispoziție de a purta și de eșecuri.
În special, o mulțime de probleme pentru a automobiliștilor livrate sistem de livrare de control bobina de aprindere prin închiderea și deschiderea celor două contacte electrice. De contact în mod constant arde, decalajul dintre ele trebuie să fie corectate, iar sistemul a dat de multe ori defecțiune.
Ulterior, pentru a înlocui aceste întrerupătoare vin dispozitive îmbunătățite care utilizează efectul Hall sub forma plasat în carcasa bobinei elicopter, un metal închis (magnetic) cupă cu fante laterale. Un element de deschidere (o placă metalică sau consolă) se rotește împreună cu arborele întreruptorului, iar pasajul trecut de cupa șlițuri indusă în spirele bobinelor unui impuls electric care după amplificare este utilizat pentru a controla bobina de aprindere. Acest design a permis să renunțe la contacte în întreruptorul.
Alte îmbunătățiri ale unui astfel de design au dus la abandonarea bobinei într-un întrerupătoare masive de tipul în care senzorii miniatură montat în jug cu o fantă prin care a trecut prin rotație periodic placa de metal, atașat arborelui Intrerupator (Fig. 2a).
Cu toate acestea, elicopterul, care este un dispozitiv mecanic destul de complex cu piese în mișcare, în continuare a fost lăsat designeri și inventatori, care caută să simplifice și să îmbunătățească fiabilitatea sistemului de aprindere.
Următoarea etapă de îmbunătățire a sistemului de aprindere a fost respingere completă a elicopterului, care funcționează luat senzorii de poziție care utilizează efectul Hall și inițiatori de înaltă impulsuri sub formă de plăci cu fante sau ferestre, fixate direct pe arborele, poziția care trebuie controlată. Astfel de dispozitive sunt practic lipsite de piese conjugate în mișcare, atât de mult mai fiabile în funcțiune decât interrupters sistemul de aprindere utilizate de diferite tipuri și modele.
senzori de poziție al structurii cu efect Hall poate fi făcută în diferite variante - fantă atunci când placa pe arbore este deplasat într-o fantă specială jug sau final, este situat în apropierea plăcii de deschidere.
Senzorii finali sunt utilizați în mod obișnuit ca un senzor de poziție a arborelui cotit, iar senzorii de decalaj sunt adesea folosite ca un detector de fază. Cu toate acestea, aceste diferențe structurale nu semnificative - de fapt principiul de funcționare a unor astfel de senzori este același, și se bazează pe efectul descoperit mulți ani în urmă de Edwin Hall.