sensores

CAPITULO 1: SENSORES

ELECTRNICA AUTOMOTRIZ

Ing. Diego Valladolid, Msc.

Marzo-Agosto 20151

CONTENIDO

1.1. Concepto, definicin empleo en el automvil.

1.2. Clasificacin.

1.3. Sensores de Posicin.

1.3.1 Potencimetro de Plato Sonda

1.3.2 Sensor de Plato Sonda

1.3.3 Sensor de Posicin de la Mariposa de Aceleracin

2Ing. Diego Valladolid, Msc.

CONTENIDO

1.3.4 Sensor de Nivel de Combustible

1.3.5 Sensor de Posicin del Pedal del Acelerador

1.3.6 Sensor de Angulo del Volante de Direccin

1.5. Sensores de Presin

1.5.1 Sensores de Presin Micromecnicos


SENSOR:

Es un dispositivo diseado para recibir informacin de una magnitudfsica y transformarla en otra magnitud, generalmente elctrica.

Este dispositivo de componentes pasivos como : resistenciasvariables, PTC, NTC, LDR, etc. En general todos aquellos

componentes que varan su magnitud en funcin de algn fenmeno

fsico.

1.1 Concepto, definicin empleo en el automvil


ACTUADOR:

Es un dispositivo mecnico cuyafuncin es proporcionar:

movimiento o o fuerza hacia otros

sistemas, segn la seal captada

desde un sensor.

La fuerza que provoca el actuadorproviene de tres fuentes posibles:

Presin neumtica, presin

hidrulica, y fuerza motriz elctrica

(motor elctrico o solenoide).



Los sensores son los

dispositivos encarga dos

de monitorear las

condiciones de operacin

del vehculo, enviando

informacin a la ECU,

para activar actuadores

segn las condiciones del

motor.



1.2 Clasificacin.


1. Magntico

Este tipo de sensores basan su funcionamiento en el

fenmeno electromagntico, es decir, la relacin que existe

entre el magnetismo y la electricidad.

Aplicaciones de este tipo de sensor: Rgimen de velocidad

Aplicaciones de este tipo de sensor: contacto reed

Otras funciones.

Sensor de campo magntico (brjula) en sistemas de navegacin por

satlite (GPS

1.2 Clasificacin.


1.2 Clasificacin.


2.- Efecto Hall

Se basan en el denominado efecto hall que se produce cuando un

cierto tipo de semiconductor al ser recorrido por una corriente y

sometido a un campo magntico, genera en sus extremos una

diferencia de potencial.

Aplicaciones:

Transmisor de aceleracin transversal en el sistema electrnico de estabilidad programada (ESP);

Deteccin del nivel del vehculo para proceder a la nivelacin de altura;

Regulacin de la posicin de los faros de tipo Xenn;

1.2 Clasificacin.


Las cualidades del sensor hall posibilitan que pueda utilizarse para

un gran nmero de aplicaciones donde se requiere una respuesta

rpida y perfectamente cuadrada .

3.- Conductividad elctrica

La conductividad define la facilidad con que circula la corriente por

una sustancia cuando se halla sometida a determinadas condiciones

fsicas.

4.- Termoelctricos.

El aumento de temperatura dilata los cuerpos y, en el caso de los

metales, modifica su resistencia elctrica. Esta caracterstica es el

fundamento de las termorresistencias: sensores cuya variacin de

resistencia guarda proporcin con la temperatura a la que estn

sometidas.

1.2 Clasificacin.


5.- Fotoelctricos

Son varios tipos de elementos sensibles a diferentes formas de

radiacin luminosa: visible, infrarroja, ultravioleta, etc .

6.-Piezoelctricos

El efecto piezoelctrico consiste en la aparicin de una polarizacin

elctrica en un material al deformarse bajo la accin de una fuerza.

1.2 Clasificacin.


Determinados cristales naturales (cuarzo) o sintticos tienen una

disposicin atmica tal que cuando son sometidos a una fuerza de

compresin, su estructura se deforma de tal modo que las cargas

elctricas (electrones y protones) se desplazan en sentido opuesto,

perdiendo su equilibrio natural, lo que hace surgir una diferencia de

tensin entre una cara y otra.

1.2 Clasificacin.


7.- Ultrasonido

Los ultrasonidos se definen como los sonidos cuya frecuencia

de vibracin es superior al lmite perceptible por el odo humano.

Para generar ultrasonidos se utiliza un transmisor, que resuena a

una elevada frecuencia (por encima de los 40 kHz) y cuando el

receptor capta la vibracin, emite seales elctricas.

1.2 Clasificacin.


SENSOR DE POSICIN DEL CIGEAL o CRANKSHAFT

POSITION (CKP). SENSOR DE POSICIN DEL RBOL DE

LEVAS (CMP)

Indican la posicin del cigeal o rbol de levas al mdulo de

control. Esta informacin es usada para el tiempo de apertura

de los inyectores y el tiempo de encendido.

1.3.- Sensores de Posicin.


SENSOR CKP CMP:

Este sensor lee las ranuras hechas

en el engrane deleje de levas para

que la computadora identifique la

posicin de los cilindros y

sincronice la activacin secuencial

de los inyectores



SENSOR CMP

Es un dispositivo de efecto Hall que registra la posicin del rbol de

levas y que auxilia al CKP en la sincronizacin y la identificacin de

cilindros. La computadora utiliza esta informacin para ajustar el pulso

de inyeccin y la sincronizacin de la chispa.



Sntomas de falla del sensor CKP

Cuando el sensor CKP falla, provoca lo siguiente:

El motor no enciende

Se enciende la luz Check Engine

El tacmetro cae sbitamente

Cuando el sensor CMP falla, provoca lo siguiente:

Explosiones en el arranque.

El motor no enciende.

Se enciende la luz Check Engine.



Formas de onda del sensor CKP y CMP



1.3.1 Potencimetro de Plato Sonda (Acelerador)


Un potencimetro detecta la posicin (ngulo de giro) del plato

sonda en el caudalimetro del sistema de inyeccin electromecnico de

gasolina . El movimiento de este plato sonda, que slo sufre un retardo

insignificante en relacin con el movimiento de la mariposa,

determina la velocidad de aceleracin. Esta seal, que corresponde a la

variacin de la cantidad de aire aspirado en funcin del tiempo, la

suministra el potencimetro del plato sonda a la unidad electrnica de

control.



Las seales que genera este sensor la computadora las usa

para modificar:

Regulacin del flujo de los gases de emisiones del escape a travs

de la vlvula EGR.

La relacin de la mezcla-aire combustible.

Corte del aire acondicionado por mxima aceleracin.

SENSOR DE MARIPOSA (TPS)

El sensor TPS es un potencimetro rotatorio que le enva a la

computadora una seal, la cual indica en qu posicin se encuentra

la mariposa de aceleracin.

El sensor TPS cuenta con un conector de 3 terminales, las cuales

son:

5V

Seal

Tierra



El sensor de nivel de combustible consiste: en un flotador, un brazo de flotador y una tarjeta de resistencia variable.

1.4.- Sensores de Nivel de Combustible


Investigar Sensor de ngulo del volante de direccin

La presin se miden directamente, por deformacin de una membrana o

por un sensor de fuerza, para las siguientes aplicaciones.

presin de admisin o de sobrealimentacin (1...5 bares), inyeccin de gasolina.

presin de frenado (10 bares), frenos electroneumticos.

presin de resorte neumtico (16 bares), vehculos de suspensin neumtica.

1.5.- Sensores de Presin




presin de neumticos (5 bares absoluta), sistema de control o de regulacin de la presin de inflado.

presin de alimentacin hidrulica (aprox. 200 bares), ABS, servodireccin.

presin de amortiguadores (+200 bares), sistemas de regulacin de la suspensin.

presin del agente frigorfico (35 bares), sistemas de aire acondicionado.

presin de modulacin (35 bares), cambios automticos

Presin de frenado en el cilindro principal y en los cilindros de freno de rueda (200 bares).

sobrepresin/depresin dentro del depsito de combustible (0,5 bares), "diagnosis de a bordo.

presin en la cmara de combustin (100 bares, dinmica), deteccin de fallos del encendido y de picado.

presin dentro de un elemento de bomba de inyeccin diesel (1000 bares, dinmica), regulacin electrnica diesel,

presin del combustible en sistemas "Common Rail" diesel (1500 1800 bares)



Sensor de Presin del mltiple (Mainfold Absolute Pressure).

Se encuentra localizado en el colector de admisin y transmite al la

unidad de control la depresin en el conducto, esta seal determina el

caudal inyectado y el avance de la inyeccin.



Sensor de Presin del mltiple (Mainfold Absolute Pressure).

Otras Aplicaciones:

Presin baromtrica.

Presin de combustible.

Presin de lubricantes etc.



Sensor de Presin BARO

Son utilizados para medir la presin ambiental. Muchas veces estn

incluidos en la central de control de sistema.

Se utilizan tambin para medir presin del combustible.

El sensor mide el vaco del mltiple de admisin, que vara en funcin

de cmo acelerador o desacelero esto se llama carga del motor



Sensor de detonacin o picado (Knock Sensor).

Esta situado en el bloque del motor, en el mltiple de admisin, o en la tapa de las vlvulas.

Monitorea las vibraciones o cabeceos del motor; y con la seal que le enva a la ECU, esta modifica el tiempo de encendido del motor, para

que no ocurran daos en tal elemento o dispositivo.

Controla la regulacin del tiempo, y atrasa el tiempo hasta un lmite que vara segn el fabricante (puede ser de 17 a 22 grados). Esto lo

hace a travs de un modulo externo llamado control electrnico de la

chispa.



Sensor de detonacin o picado (Knock Sensor).

Las vibraciones provenientes del motor cuando detona provocan que el elemento piezoelctrico genere voltaje. Este voltaje de salida del

sensor knock es ms alto justo en ese momento.





Investigar.- Sensores de Presin Micromecnicos

1.6.- Sensores OC (Occupant Classification)


Monitorea un asiento de coche para la ocupacin por medio de un sensor

de matriz sensible a la presin en el asiento.

El reconocimiento de patrones y parmetros antropomtricos clasifican el

ocupante e informan a la unidad de control del airbag si:

El asiento est vaco Ocupado por un asiento para nios Un nio o un adulto

Consecuencia de esto el airbag podr ser activado



La matriz de sensores OC se compone principalmente de una

disposicin de elementos resistivos en funcin de la presin

(FSR: Forc Sensitive Resistance).

La resistencia elctrica disminuye al aumentar la carga mecnica de un

elemento sensor.



El principio de medicin se basa en clasificar las personas enfuncin de su fisiologa (peso, tamao, etc.) Para realizar unaactivacin optimizada de los airbags.

El sensor MAF esta diseado para medir el flujo de aire que ingresa al

motor, este dato viaja hasta el PCM por medio de un cable el cual enva

una seal de voltaje que cambia de acuerdo al flujo..

Su seal es interpretada en gramos por segundo de caudal.

Al entrar un mayor flujo de aire al motor se aumentan las RPM.

1.7.-SENSOR MAF


El sensor MAF tiene 3 cables: el primero recibe el voltaje de

alimentacin a travs de un fusible en la caja de fusibles bajo el cofre, el

segundo est conectado a la tierra fsica (chasis) y el tercero va directo a

la computadora con el dato del caudal de aire

1.7.-SENSOR MAF


El sensor MAF mide el aire y la mezcla de combustible que es

enviado al motor.

La aparicin de humo negro por el escape es un sntoma de

problemas en el sensor MAF, as mismo si el motor se vuelve

inestable, se acelera o pierde potencia repentinamente.

Manejar con el Sensor MAF con problemas echa a perder las

bujas, las terminales presentan un color negro.

Revisar vlvula IAC

1.7.-SENSOR MAF


1.8.-SENSOR TPS


El sensor de posicin del acelerador (TPS) es un potencimetro (un

tipo de resistor variable) con una amplia variedad de modelos. La

computadora suministra voltaje y tierra al sensor. El sensor tiene una

pieza de tipo rotativo o de tipo lineal y si est montado en el motor la

pieza viene acoplada al acelerador de manera que se mueven juntos.

1.8.-SENSOR TPS dobles


La PCM usa ambas seales para detectar el cambio de la posicin de la vlvula papalote del cuerpo de aceleracin. Al tener dos sensores en uno solo, la PCM puede comparar voltajes y detectar problemas mas fcilmente.

1.8.-SENSOR DE OXIGENO


Uno de los sensores que con ms frecuencia repercute en el correctofuncionamiento del sistema de inyeccin electrnica y en la adecuadacomposicin de la mezcla, es el sensor de oxgeno o sonda lambda, esimportante conocer que este sensor tiene en su interior dos electrodos detitanio y un electrolito de oxido de zirconio que genera bajo ciertas condicionesuna seal de voltaje.

1.8.-SENSOR DE OXIGENO


Estequiometria se refiere a la perfeccin de la mezcla que es cuando tenemos 14.7partes de aire por 1 de combustible. Cuando la mezcla alcanza esa proporcinpodremos la seal de voltaje que el sensor de oxgeno produce 0.45 V.

1.9.-SENSOR ECT


El sensor de temperatura del refrigerante ECT o CTS mide la temperatura

del refrigerante del motor a travs de una resistencia, que provoca la

cada de voltaje a la computadora para que ajuste la mezcla aire

/combustible y la duracin de pulsos de los inyectores

1.10.-SENSOR VSS


El sensor VSS como su nombre lo indica permite a la computadora principal PCMconocer la velocidad del vehculo mediante la medicin de la velocidad de salida de laTransmisin o Transeje y la velocidad de la rueda. Genera 4 pulsos por revolucin.

TRABAJOS CAPITULO 2


1.- Modulacin PWM

Formas de onda, Ecuaciones y clculos. PWM de tensin y frecuencia,

Aplicaciones en el vehculo, simulaciones.

2.- El inversor de Corriente

Principios de funcionamiento, Diferentes configuraciones, regulacin de la salida

mediante PWM, Reduccin del contenido armnico, Aplicacin en el vehculo.

3.- El motor BLDC

Principios de funcionamiento, torque, aplicacin en vehculos hbridos y elctricos,

control de velocidad y torque.

4.- Sistemas de Freno ABS

Principios de funcionamiento, sistemas de antivuelco, grficos y animaciones,

diferencias entre ABS - ESP y EBD, componentes del sistema.

5.- Grupo Electrohidrulico

Principios de funcionamiento, direccin asistida, componentes del sistemas,

esquema y animaciones, sensores de ngulo de volante,

6.- AibagPrincipios de funcionamiento, generador de gas, tiempo de respuesta, sistemas alternativos

de seguridad, Airbag de volumen variable, esquemas y animaciones.

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