霍尔转速传感器工作机理、优势及检验程序

摘要：霍尔速度传感器的详细作业原理是霍尔效应，也就是当转动的金属部件通过霍尔传感器的磁场时会导致电势的变化，通过对电势的测量就可以得到柴油发电机的速度值。其具体是由齿圈、霍尔元件、永磁体和电子电路构成的。在使用霍尔式速度探头时，需要进行一定的检验，如果发生信号丢失康明斯发电机厂家推荐，则柴油发电机会直接停止作业，为预防出现这一损坏，cummins发电机代理商将在下文详细推荐霍尔式速度探头的作业机理、特点及检验方式，方便使用者进一步通晓。

      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产生电势差，这一情形便是霍尔效应。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发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，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）。霍尔式速度传感器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探头。探头信号盘是由均匀分布的60齿去除2齿获得的，去除2齿得到的大齿缺用于发生特异信号。

      当用于电喷柴油机时，其机理是霍尔速度探头提供给ECM*活塞的压缩上止点（TDC）位置信号。霍尔转速探头使用霍尔效应机理，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，永久磁铁产生垂直于霍尔元件的磁场。在垂直磁场的方向提供电流，如果其中一个触发轮的齿通过传感器元件（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、磁场均垂直的方向产生豪伏（mV）级电压信号。信号电压的幅值与触发轮的速度有关。与传感器霍尔集成电路制成一体的计算电路对信号进行排除并以方波信号输出给ECU。

      如图3、图4所示，霍尔传感器共有3根导线与ECU相连，ECM提供的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，无霍尔电压和霍尔传感器输出高电位（5V）；当信号盘轮齿通过探头时，磁路穿越霍尔元件和信号盘柴油发电机型号及规格，有霍尔电压，传感器输出低电位（OV）。

（1）霍尔转速传感器的稳定性好，抗外界干扰能力强，如抗错误的干扰信号等，因此，不易因环境的条件而发生误差。

（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，并且能在温度过高的环境中作业，普通霍尔速度探头的工作温度可以达到100℃。

   霍尔式转速探头是一种主用的速度传感器，通过检修霍尔效应来实现对速度的检测。以下是霍尔式转速探头的检修步骤：

      霍尔式速度探头需要经过校准才能准确测量速度。校准步骤一般为将传感器固定在一个已知转速的柴油机上，观察探头输出的脉冲数或电压值是否与柴油机转速相匹配，如果不匹配则需要进行校准。

      霍尔式速度探头也输出一个脉冲数，这个脉冲数与柴油机转速成反比。可以通过测定输出脉冲数来估算柴油机速度。

      可以使用比较器来比较传感器输出脉冲数和柴油机速度，从而估算柴油机转速。

      霍尔式转速传感器一般输出一个霍尔电压，这个电压与柴油机转速成正比。可以通过测量输出电压来估算柴油机转速。

      当上述验证程序证实传感器数据不匹配时，几乎可以断定其失效，因此，首先目视检修探头外观是否故障（组成如图5所示），装配是否到位，探头磁头及信号盘是否脏污，必要时重新安装或进行清理。

      首先需要检验霍尔式转速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，否则会影响传感器的工作效果。此外，还需要检验电路中的电阻、电容等元器件是否正常。

      霍尔式速度传感器的输出信号可以使用示波器或数字万用表等工具来进行测量。在测定时，需要让被检查的旋转物体以一定的速度旋转，并观察传感器的输出信号是否正常。步骤如下：

① 拆下传感器插接器，将专用于测试的抽头电缆跨接于速度传感器与传感器插接器之间，然后盘转柴油发柴油机，操作直流电压档检查信号电压。如果盘动过程中万用表的读数在0～5V间不断切换，则说明探头正常；如果恒为固定值，则说明探头有故障。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。如果输出信号异样，可以考虑更换探头或检修电路连接是否准确。

② 拆下探头插接器，将抽头电缆跨接于速度探头与探头插头之间。然后用示波器检测信号波形，如果能检查到矩形方波柴油发电机故障代码，则说明传感器及线）检测磁铁

      霍尔式速度传感器的工作原理是利用磁铁发生的磁场来检验旋转物体的转速。因此，磁铁的位置、磁场强度等因素都会危害传感器的工作效果。在检测传感器时，需要检修磁铁的位置是否准确，磁场强度是否足够。

      探头的安装位置也会影响其作业效果。在装配传感器时，需要注意传感器的位置、装配角度等要素。如果探头装配不正确，会致使探头输出信号不正确或完全无法检验到旋转物体的速度。

      最后还需要考虑环境因素对传感器的危害。例如，温度、湿度、电磁干扰等条件都会危害探头的工作效果。在操作传感器时，需要考虑这些要素，并选用相应的措施，以确保探头正常作业。

     霍尔探头的检查步骤包括检查电路连接、检测输出信号、检验磁铁、检测探头安装和检查环境要素等方面。只有在对探头进行全面的检查和调试之后，才能确保其正常工作，并为柴油机产供应可靠的数据支持。