霍尔速度探头工作机理、优点及测定程序

导读：霍尔转速探头的具体作业原理是霍尔效应，也就是当转动的金属部件通过霍尔探头的磁场时会导致电势的变化，通过对电势的测定就可以得到柴油发电机的速度值。其详细是由齿圈、霍尔元件、永磁体和电子电路组成的。在操作霍尔式转速传感器时，需要进行一定的测量，如果出现信号丢失，则柴油发电机会直接停止工作，为防止出现这一事故，康明斯发电机授权厂商将在下文主要介绍霍尔式转速探头的作业机理、特征及测定步骤，方便操作者进一步了解。

      霍尔效应是磁电效应的一种，这一情形是美国物理学家霍尔于1879年发现的。如图1所示，当电流垂直于外磁场通过导体时，导体垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会发生电势差，这一现象便是霍尔效应。该电势差称为霍尔电压。

      霍尔效应的本质是，带电粒子在外加磁场中运动时，受到洛仑兹力的用途而使轨迹产生偏移，并在材料两侧发生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，较终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差（即霍尔电压）。霍尔式转速探头是根据霍尔效应的原理制成的，图2所示为康明斯柴油发电机配装的霍尔式主轴转速传感器。传感器信号盘是由均匀分布的60齿去除2齿获得的无锡康明斯发电机有限公司，去除2齿得到的大齿缺用于发生特异信号。

      当用于电喷柴油发电机时，其机理是霍尔转速传感器供应给ECU*活塞的压缩上止点（TDC）位置信号。霍尔速度探头操作霍尔效应机理，触发轮随凸轮轴一起转动，触发轮在霍尔效应的集成电路和永久磁铁之间，永久磁铁发生垂直于霍尔元件的磁场。在垂直磁场的方向供应电流，如果其中一个触发轮的齿通过探头元件（半导体晶片），它改变了垂直于霍尔元件的磁场强度，这将使电压下驱动的电子向垂直于电流的方向偏离，从而在与电流、磁场均垂直的方向发生豪伏（mV）级电压信号。信号电压的幅值与触发轮的转速有关。与传感器霍尔集成电路制成一体的计算电路对信号进行消除并以方波信号输出给ECU。

      如图3柴油发电机厂家排名、图4所示，霍尔探头共有3根导线与ECU相连，ECM供应的5V电源、信号线和回路线。当信号盘齿隙通过探头的信号产生器时，磁路经过导磁片，磁力线不穿过霍尔元件，无霍尔电压和霍尔探头输出高电位（5V）；当信号盘轮齿通过传感器时，磁路穿越霍尔元件和信号盘，有霍尔电压，探头输出低电位（OV）。

（1）霍尔速度传感器的稳定性好，抗外界干扰能力强，如抗不当的干扰信号等，因此，不易因环境的因素而发生误差。

（4）霍尔速度探头的检测结果精确稳定，输出信号可靠，可以防油、防潮，并且能在温度较高的环境中作业，普通霍尔转速传感器的作业温度可以达到100℃。

   霍尔式速度传感器是一种常载的速度探头，通过检测霍尔效应来实现对速度的检测。以下是霍尔式速度传感器的检测步骤：

      霍尔式速度探头需要经过校准才能准确测定转速。校准方式一般为将传感器固定在一个已知速度的柴油发电机上，观察传感器输出的脉冲数或电压值是否与柴油发电机转速相匹配，如果不匹配则需要进行校准。

      霍尔式转速探头也输出一个脉冲数，这个脉冲数与柴油发电机转速成反比。可以通过测量输出脉冲数来估算柴油发电机转速。

      可以操作比较器来比较探头输出脉冲数和柴油发电机转速，从而估算柴油发电机转速。

      霍尔式速度探头一般输出一个霍尔电压，这个电压与柴油发电机速度成正比。可以通过测量输出电压来估算柴油发电机转速。

      当上述验证方法证实传感器参数不匹配时，几乎可以断定其失效，因此，首先目视检验探头外观是否故障（构造如图5所示），装配是否到位，传感器磁头及信号盘是否脏污，必要时重新装配或进行清理康明斯发电机图片。

      首先需要查验霍尔式速度探头的电路连接是否正确，电路如图6所示。探头的电源、信号线、接地等线路需要准确连接，否则会影响探头的作业效果。此外，还需要查验电路中的电阻、电容等元器件是否正常。

      霍尔式转速探头的输出信号可以操作示波器或数字万用表等工具来进行测量。在测定时，需要让被检测的旋转物体以一定的转速旋转，并观察探头的输出信号是否正常。步骤如下：

① 拆下探头插接器，将专用于测试的抽头电缆跨接于速度传感器与探头插接器之间，然后盘转柴油发柴油发电机，使用直流电压档检测信号电压。如果盘动程序中万用表的读数在0～5V间不断转换，则说明探头正常；如果恒为固定值，则说明传感器有事故。也可以拆下传感器，将一个金属工具置于探头磁头处，此时测得的信号电压应接近0；如果移开工具，则测得的信号电压应为如果为恒定值，则一定有损坏。如果输出信号不正常，可以考虑更替传感器或查验电路连接是否正确。

② 拆下传感器插接器，将抽头电缆跨接于转速探头与传感器插头之间。然后用示波器测量信号波形，如果能测量到矩形方波，则说明传感器及线）查验磁铁

      霍尔式速度传感器的作业原理是利用磁铁产生的磁场来测量旋转物体的速度。因此，磁铁的位置、磁场强度等要素都会危害探头的作业效果。在测量探头时，需要检查磁铁的位置是否准确，磁场强度是否足够。

      传感器的装配位置也会影响其工作效果。在装配传感器时，需要注意探头的位置、装配角度等因素。如果探头装配不准确，会导致传感器输出信号不正确或完全不能检测到旋转物体的转速。

      最后还需要考虑环境因素对传感器的影响。例如，温度、湿度、电磁干扰等要素都会危害探头的工作效果。在操作探头时，需要考虑这些要素，并采取相应的方案，以确保传感器正常工作。

     霍尔传感器的检测方式包括检查电路连接、测量输出信号、查验磁铁、检验传感器安装和检查环境因素等方面。只有在对传感器进行全面的测定和调试之后，才能确保其正常作业，并为柴油发电机产供应可靠的数据支持。