1 (2017-06-05 12:41:56 отредактировано Mechatronica)

Тема: Почему мы используем в расходомерах датчики Холла, а не герконы?

Датчик Холла — датчик магнитного поля. В отличие от геркона, имеет непрерывную характеристику сигнала в зависимости от величины магнитного поля. Использовать непрерывность можно, например, для определения направления движения проходящего мимо датчика магнита. Таким образом для расходомера можно создать алгоритм компенсации неравномерностей течения топлива, которые заставляют измерительное кольцо двигаться в обратную сторону. (В датчиках расхода, построенных на герконах, они ложно учитываются как нормальный поток). На практике такой алгоритм построить сложно, но наши исследований по амплитуде и частоте пульсаций потока в топливной системе автомобилей позволили создать стенд для имитации неравномерностей потока. Дальнейшие исследования показали, что для надежной работы расходомера на датчике Холла, одного датчика недостаточно и было принято решение применить 3 датчика Холла. Это усложнило алгоритмы, но позволило избавится от целого ряда проблем и сделать систему универсальной.

Датчик Холла, как и геркон, регистрирует воздействие внешнего магнитного поля и расходомеры с такими датчиками не могут производить измерения при поднесении к нему сильного магнита. Это в теории. На практике ситуация следующая: геркон может показать только 2 состояния – есть воздействие магнитного поля или его нет и блокировать его работу даже относительно слабым внешним магнитом не составляет труда. Сигнал же с датчика Холла несет информацию о напряженности магнитного поля и воздействие на него даже сильным редкоземельным магнитом только смещает сигнал, что легко компенсируется алгоритмически и не нарушает работоспособности расходомера.

Сложность алгоритмов и обеспечение необходимого быстродействия обусловили применение в расходомерах ЗАО «Мехатроника» быстродействующих 32 разрядных микроконтроллеров с ядром ARM работающих на частоте 72 МГц. Микроконтроллеры семейства STM32 компании ST, являются не только высокопроизводительными, но и очень надежными, помехоустойчивыми решениями, что еще больше повысило надежность расходомеров.
Высокая устойчивость датчиков Холла к помехам бортовой сети автомобиля, и их высокая перегрузочная способность позволила создать на их базе линейку дешёвых расходомеров без цифровой обработки сигнала. Производство расходомеров на герконах без цифровой обработки сигнала, из-за явления дребезга его контактов и слабой защищенности от внешнего магнитного воздействия, было прекращено.

По сравнению с герконом датчик Холла имеет такой недостаток как высокое энергопотребление, что делает невозможным работу расходомера от встроенной батарейки. Поэтому, линейки автономных расходомеров Direct A и Delta A все же используют детектор на герконе.

2 (2017-06-04 12:11:59 отредактировано Mechatronica)

Re: Почему мы используем в расходомерах датчики Холла, а не герконы?

К сожалению, вынуждены доказывать, что белое - это белое.

Некоторые наши покупатели получают вот такой опус, составленный одним из известных производителей похожей продукции:

Почему Т. использует в расходомерах герконы, а не датчики Холла ? Датчик Холла - датчик магнитного поля. В отличие от геркона, имеет непрерывную характеристику сигнала в зависимости от величины магнитного поля. использовать непрерывность можно, например, для определения направления движения проходящего мимо датчика магнита. Таким образом для расходомера можно создать алгоритм фильтрации сильных гидроударов, которые заставляют измерительное кольцо двигаться в обратную сторону и приводят к ложным сработкам геркона. Это в теории. На практике такой алгоритм построить сложно, поскольку не существуют исследований по амплитуде и частоте гидроударов в топливной системе автомобиля. соответственно невозможно создать стенд для имитации гидроударов. То есть проверить и отладить алгоритм не на чем. отладка на конкретном автомобиле даст алгоритм фильтрации именно на этом автомобиле, который не будет актуален для другого. Датчик Холла, как и геркон, подвержен воздействию внешнего магнитного поля и расходомер с таким датчиком не может производить измерения при поднесении к нему сильного магнита. По сравнению с герконом датчик Холла имеет два недостатка: 1. Чувствительность к помехам в бортовой сети автомобиля. Следствием является снижение точности вследствие искажений сигнала а также выход датчика из строя. 2 Высокое энергопотребление датчика Холла делает невозможным работу расходомера в отсутствие питания, от встроенной батарейки. При включении зажигания расходомер начинает работать начиная с последнего значения, записанного во флэш - память. Ресурс флэш ограничен, запись ведется с периодом 1 раз в несколько минут, то есть каждое включение зажигания дает ошибку измерения в несколько сотен миллилитров. И главное: невозможность промежуточного хранения данных приводит к ненадежности встроенной программы расходомера. Симптомы: "слеты" настроек, сбои, зависания. На датчике Холла также невозможно сделать автономный расходомер. Т. в 2012-13гг проводил исследования по применению датчиков Холла и пришел к отрицательным выводам.

Попробуем вытащить глобус из совы и спасти несчастное животное.

3

Re: Почему мы используем в расходомерах датчики Холла, а не герконы?

Это в теории. На практике такой алгоритм построить сложно, поскольку не существуют исследований по амплитуде и частоте гидроударов в топливной системе автомобиля. соответственно невозможно создать стенд для имитации гидроударов. То есть проверить и отладить алгоритм не на чем. отладка на конкретном автомобиле даст алгоритм фильтрации именно на этом автомобиле, который не будет актуален для другого.

Мы "гидроударами" не занимаемся. Мы отслеживаем направление движения кольца в измерительной камере. Если основное направление вращения - по часовой стрелке (скажем так для простоты), то мы отслеживаем моменты его обратного движения (против часовой стрелки). Других направлений часовых стрелок не бывает, потому алгоритм работает на любом автомобиле. Вероятно, автор опуса хотел намекнуть на то, что частота этих событий неизвестна.  Это так, потому мы применили мощный микропроцессор, чтобы быть готовыми ко всему.
Добавим, что установка обратного клапана в топливной системе, которую требуют расходомеры с герконом, также никем не исследована. Все ли "гидроудары" он гасит? И его влияние на топливную аппаратуру.

4 (2017-06-04 12:28:44 отредактировано Mechatronica)

Re: Почему мы используем в расходомерах датчики Холла, а не герконы?

Датчик Холла, как и геркон, подвержен воздействию внешнего магнитного поля и расходомер с таким датчиком не может производить измерения при поднесении к нему сильного магнита.

Формально верно, но если для геркона "сильным" магнитом является тот, которым водитель крепит бумаги в кабине, то для датчика Холла это магнит на сотню килограмм подъемной силы. А его достаточно сложно потом "отодрать" от двигателя smile

5

Re: Почему мы используем в расходомерах датчики Холла, а не герконы?

По сравнению с герконом датчик Холла имеет два недостатка: 1. Чувствительность к помехам в бортовой сети автомобиля. Следствием является снижение точности вследствие искажений сигнала а также выход датчика из строя.

Ведущие производители автокомпонентов в шоке. Десятки лет в автомобилях  применяются неправильные датчики Холла. Безусловно, датчики ABS должны быть основаны на высоконадежных герконах, ведь лучше заменить пару раз выработавший свой ресурс геркон, чем переживать постоянно за возможные искажения сигнала smile

6

Re: Почему мы используем в расходомерах датчики Холла, а не герконы?

Высокое энергопотребление датчика Холла делает невозможным работу расходомера в отсутствие питания, от встроенной батарейки.

Это чистая правда, полностью автономный расходомер мы вынуждены делать на базе геркона. Подчеркиваем - вынужденно.
Высокое энергопотребление - миллиамперы, так что при эксплуатации в составе ГЛОНАСС мониторинга на фоне потребления трекера - незаметно.

7 (2017-06-04 12:46:28 отредактировано Mechatronica)

Re: Почему мы используем в расходомерах датчики Холла, а не герконы?

При включении зажигания расходомер начинает работать начиная с последнего значения, записанного во флэш - память. Ресурс флэш ограничен, запись ведется с периодом 1 раз в несколько минут, то есть каждое включение зажигания дает ошибку измерения в несколько сотен миллилитров. И главное: невозможность промежуточного хранения данных приводит к ненадежности встроенной программы расходомера. Симптомы: "слеты" настроек, сбои, зависания.

Этот кусок текста содержит хаотические тезисы для запугивания потребителей и не имеет никакого отношения к датчикам Холла.
Во флеш-память записываются только энергонезависимые счетчики.  Это базовый функционал всех расходомеров ВСЕХ производителей.  При выключении питания (не зажигания)  не происходит ничего нового – благодаря 3-м датчикам Холла нет необходимости накапливать в памяти какие-либо значения, которые могут потеряться.  Мы просто определяем направление потока и все.  Последние 2 предложения нам сложно прокомментировать – там выражена мысль, что если программисты неквалифицированые, то будут проблемы. С этим тезисом сложно спорить smile