Tipos De Sensores Automotrices

¡Bienvenido al curso UniTrain-I dedicado a los sensores del automóvil!

El personal de LUCAS-NÜLLE le desea mucho esparcimiento durante el trabajo con los temas del curso al igual que éxito durante la ejecución de los experimentos. En las siguientes páginas encontrará un resumen sinóptico acerca de los contenidos del curso y de los materiales requeridos.

El curso se compone de nueve capítulos, cada uno de ellos dedicado a un sensor determinado. Todos estos sensores son utilizados por las correspondientes unidades de control de los vehículos, para garantizar la marcha óptima del motor. Aunque el fallo o un defecto presente en un sensor sean señalados por la unidad de control, el técnico en automóviles tiene que identificar por sí mismo la verdadera causa del desperfecto.

Contenidos de aprendizaje

• Descripción de los principios físicos de los sensores

• Descripción del lugar del montaje en el automóvil

• Descripción de la función en el control del motor

• Determinación de las conexiones a partir de los diagramas de circuito

• Verificación y enlace de las conexiones

• Prueba de funcionamiento de los sensores

• Registro de las curvas características

• Localización de fallos

Condiciones previas

Para trabajar exitosamente los temas de este curso se requiere:

• Conocimientos básicos de electrotecnia y electrónica

• Nociones de manejo del multímetro para mediciones de corriente, tensión y resistencia

• Nociones de la utilización de un osciloscopio

• Lectura de diagramas de circuito

SO4203-2A Interfaz UniTrain-I

SO4203-4V Módulo UniTrain-I de sensores del automóvil

SO4203-2J Accesorios de medición UniTrain-I

SO4203-2D Fuente ampliada de tensión

SO4203-2B Experimentador UniTrain-I como estación de acoplamiento, opcional

LM2321 Multímetro MetraHit, opcional

Bomba de mano, opcional

• Para algunas animaciones se necesita la previa instalación de Flash-Player. Si éste no es el caso, puede descargar en cualquier momento la última versión de Adobe.

Puesta en servicio del módulo de sensores

El módulo SO4203-4V "Sensores del automóvil" contiene 9 sensores diferentes.

Cada uno de ellos, al igual que sus conexiones, es de libre de acceso. Para los experimentos, los sensores deben estar conectados con las fuentes de tensión y los instrumentos de medición.

Al pasar el puntero del ratón sobre la imagen podrá leer más detalles acera de los componentes individuales del módulo.

Para que el tablero se alimente de tensión, deberá realizar los siguientes ajustes:

• En el menú "Instrumentos" seleccione la entrada "DC Supply" (alimentación de corriente continua)

• Active la tecla POWER (se enciende el color rojo)

Las salidas "12V", "5V" y "GND" del módulo SO4203-4V están ahora activadas y se pueden utilizar en los diferentes experimentos.

Datos técnicos:

• Alimentación de tensión de 12 V y 5 V a través de la interfaz

• 560 x 268 mm (ancho x altura)

Indicaciones de alarma:

¡La calefacción para las resistencias PTC y NTC puede calentarse excesivamente y producir quemaduras!

¡Si el motor está en movimiento, mientras se determina la velocidad con el sensor inductivo o el de efecto Hall, se debe tener cuidado de que los cables de medición no se enreden con el disco en rotación!

Consideraciones teóricas preliminares

Dicho sencillamente, un sensor no es sino una sonda de medición. En este caso, suministra información a la unidad de mando del motor, para que calcule el punto de encendido o las dosis necesarias de inyección de combustible.

Existen, naturalmente, otros sensores necesarios para otros circuitos y bucles de control. Por supuesto, los principios físicos de funcionamiento son, en muchos casos, los mismos. Por eso, nos concentraremos aquí en los fundamentos físicos de operación más importantes teniendo como punto de referencia el control automático del motor.

Los sensores detectan, por ejemplo, el número de revoluciones, la posición del árbol de levas, la temperatura del refrigerante o la presión negativa del tubo de aspiración.

Al pasar el puntero del ratón sobre la imagen podrá identificar los diferentes sensores.

En este curso se utilizarán y estudiarán los siguientes sensores:

• Resistencia NTC

• Resistencia PTC

• Sensor de picado

• Sensor de presión del tubo de admisión

• Sensor de efecto Hall

• Sensor inductivo

• Interruptor de mariposa

• Potenciómetro de mariposa

• Medidor de la masa de aire

Sensor de temperatura NTC

• Un cliente tiene en su vehículo el problema de que el indicador de temperatura del refrigerante no funciona. Se trata de un coche antiguo. Uno de sus colegas ya realizó un primer diagnóstico. La unidad de mando del motor ha indicado el siguiente código de error: "Tensión demasiado baja en el circuito de corriente del sensor de temperatura del refrigerante". Su tarea consiste en verificar el funcionamiento del sensor de temperatura del refrigerante.

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• A continuación nos familiarizaremos con el funcionamiento de este tipo de sensor y con el circuito del vehículo para, posteriormente, comprobar el funcionamiento del sensor.

Teoría acerca del sensor NTC

• Las resistencias NTC son aquellas que presentan cambios en función del calor. Su valor se vuelve cada vez más pequeño si aumenta la temperatura. Por lo tanto, con ellas se obtiene una mejor respuesta de conducción en caliente que en frío. Por esto se las conoce también como termorresistencias o termistores. La denominación NTC no es sino la abreviatura de Negative Temperature Coefficient, con lo que se quiere indicar que la resistencia es inversamente proporcional a la temperatura.

Resistencia NTC como sensor de temperatura del refrigerante, montada en la caja del termostato

Pin 1 Señal Símbolo

Pin 2 Señal

• El parámetro más importante de un sensor NTC es su valor de resistencia a 20°C (R20), esto es, la resistencia de este componente en frío.

Dado que los valores en cuestión dependen de la temperatura, estos no se calculan, sino que se leen directamente de las curvas características que aparecen en las fichas técnicas.

• Las dos flechas que señalan diferentes direcciones en el símbolo gráfico indican que la resistencia disminuye cuando la temperatura del sensor se eleva.

• Los termistores NTC disminuyen su valor de resistencia al elevarse la temperatura y mejoran así su conductibilidad. Esto se debe a que, si el calor aumenta, se desprenden más electrones de la red cristalina y sirven así a la conducción de corriente.

• Las resistencias NTC se utilizan muy frecuentemente en los automóviles para la medición de la temperatura, por ejemplo, en forma de:

• • sensor de la temperatura del refrigerante

• • sensor de la temperatura del aceite

• • sensor de temperatura exterior

• • sensor de temperatura de la salida del acondicionador de aire.

• • sensor de la temperatura del combustible (en los motores a diesel con sistema "common rail").

Característica de la resistencia NTC

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• ¿En dónde se encuentra la resistencia NTC en este circuito?

La resistencia NTC está conectada entre los terminales y

¡Correcto!

• Realice el siguiente montaje de experimentación:

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• ¡No olvide conectar la alimentación del módulo (véase la página dedicada a la puesta en servicio)!

• Conexiones:

Desde Hacia

Multímetro Ohm NTC, pin 1

Multímetro GND NTC, pin 2

• Mida con el multímetro la resistencia del sensor NTC a temperatura del ambiente:

R = kohmios

• Encienda la calefacción con el interruptor basculante que se encuentra a la izquierda de la resistencia NTC y observe ahora el resultado de la medición del multímetro. Registre cada 30 segundos el valor de la resistencia y anótelo en la tabla de valores.

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• ¡Apague la calefacción al terminar las mediciones!

• ¿Cómo reacciona la resistencia del sensor NTC al calentamiento?

Si aumenta la temperatura, el valor de la resistencia NTC

¡Correcto!

Cableado de la resistencia NTC

• Ahora sabemos cómo verificar si el sensor de temperatura del refrigerante funciona, sirviéndonos de la medición de su resistencia. Posiblemente, el fallo no esté en el sensor, sino en el cableado realizado entre la unidad de control del motor y el sensor conectado a ella.

• Por tanto, observemos la conexión con la que un sensor NTC de temperatura se integra al control del motor:

En la unidad de control del motor se encuentra una resistencia conectada en serie de valor fijo, mientras que la del sensor NTC, montado en el motor, cambia de valor en función de la temperatura del refrigerante.

• La unidad de control evalúa la caída de tensión en esta

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