Obraz1

52

Czujniki prędkości obrotowej i prędkości jazdy Hallotronowe czujniki fazy

Rysunek 1

/ - prąd na płytce /_H - prąd Halla /_v - prąd zasilający U_H - napięcie Halla U_K - napięcie wzdłużne B - indukcja magnetyczna a - odchylenie elektronów przez pole magnetyczne

Rysunek 2

a - usytuowanie przetwornika względem koła impulsowego b - przebieg sygnału wyjściowego U_A

1    - wtykowe przyłącze elektryczne

2    - obudowa czujnika

3    - korpus / głowica silnika

4    - pierścień uszczelniający

5    - magnes stały

6    - przetwornik Halla (układ scalony)

7    - koło impulsowe z zębami / segmentami (Z) i znakami odniesienia (wrębami L)

a - szczelina powietrzna <p - kąt obrotu

lotronowe. Cztery rezystancje podwójnie--różnicowego przetwornika są połączone elektrycznie w pełen mostek. Czujnik ma magnes trwały, którego pole jest ujednorod-niane przez cienką, żelazną płytkę ferromagnetyczną.

Na płytce są umieszczone cztery płytkowe rezystory półprzewodnikowe co pół odległości międzyzębnej. Gdy dwa z nich są ustawione naprzeciw dwu sąsiednich zębów, dwa pozostałe trafiają na wręby międzyzęb-ne. Płytki stosowane w technice samochodowej wytrzymują długotrwałą temperaturę do 170°C (krótkotrwale do 200°C).

Hallotronowe czujniki fazy

Zastosowanie

Napęd wału rozrządu cechuje przełożenie kinematyczne względem wału korbowego 1:2. Położenie wału rozrządu wskazuje, czy położenie GMP tłoka w silniku rozpoczyna suw pracy czy dolotu (napełniania).

Czujnik fazy na wale rozrządu przekazuje tę informację do sterownika silnika.

Budowa i działanie

Płytkowe czujniki hallotronowe

Hallotronowe czujniki płytkowe (rys. 2a) wykorzystują efekt Halla. Wykonany z materiału ferromagnetycznego wirnik, obracający się wraz z wałem rozrządu, stanowi koło impulsowe (7) uzębione, segmentowe albo z otworami na obwodzie. Przetwornik hallotronowy (6) znajduje się pomiędzy wirnikiem i magnesem stałym (5), który wytwarza linie sił pola magnetycznego prostopadłe do elementu Halla. Gdy ząb (z) trafia na element Halla zasilany prądem (płytka półprzewodnikowa), zmienia się w nim natężenie pola, które zmienia natężenie pola magnesu trwałego.

Przy tym, elektrony zmierzające wzdłuż kierunku napięcia, zostają odchylone o kąt a (rys. 1).

Powstaje sygnał napięcia (napięcie Halla) o zakresie nV i to niezależnie od prędkości względnej między czujnikiem a kołem impulsowym.

Scalony układ elektronicznego rozpoznania sygnału przetwarza ten sygnał na prostokątny (rys. 2b).

Różnicowe, płytkowe czujniki hallotronowe

Pracują wg zasady pracy różnicowej. Dwie elektrody płytkowe ustawione są promieniowo, względnie osiowo (rys. 3-S1 i S2). Są one źródłem sygnału wyjściowego proporcjonalnego do indukcji. Do pracy jest niezbędna przesłona z dwoma typami otworów (rys. 3a) lub dwutarczowe koło zębate (rys. 3b) tak, że mogą być wytwarzane sygnał}' o przeciwnej polaryzacji na obydwu elementach Halla (rys. 4). Te elektrody muszą być wytwarzane z dużą dokładnością. Cechować powinny się dużym rozmiarem szczeliny powietrznej oraz dobrą kompensacją temperaturową.

Budowa czujnika hallotronowego