SENSORES YACTUADORES             CETa             Tech Training
Los sistemas controlados por computadormonitorean continuamente la condición deoperación en los vehículos modernos. A trav...
• La señal digital es la más fácil de       entender por parte del   computador, ya que lee la señal  como un 0 o como un ...
CETaTech Training
ENTRADAS                          SALIDAS1. Power supply(B+)2. Main Relay(B+)              1. Injectors3. IG power        ...
Calculo de la cantidad de Aire – combustible             Sensores que intervienenRPM se miden con el CKP o CMPLa densidad ...
CompensacionesArranque: Se cambia la relación en 2 puntoenriqueciéndola (12,5 a 1).Sensor usado: RPM, MAP y IATArranque en...
CompensacionesMarcha normal: Lazo abiertoEn frió habrá compensación por temperaturahasta alcanzar los 80°C donde la relaci...
CompensacionesPotencia: Si mantengo presionado el pedaldel acelerador por encima de un valordeterminado (> al 80%) la rela...
CompensacionesCorrección por voltaje de batería: Como lacapacidad del campo magnético que actúaen el inyector depende de l...
CompensacionesMarcha mínima.Condiciones:3. Relación aire combustible4. RPM predeterminadasElementos a tener en cuenta:6. B...
Características básicas de los sensoresProcesos de medida Error máximo esperado.    Precisión     Offset         Desviació...
Tipos de sensores  Activos y                 Activos: Generan una señal eléctrica.   pasivos                            Pa...
   Un transductor es un elemento que convierte una    magnitud física en otra.        Ejemplo: Un termómetro de mercurio ...
Sensores de presiónSe puede dividir en 5 áreas básicas•   Presión manométrica•   Presión absoluta•   Presión diferencial• ...
Aplicaciones•   Multiple, Barométrica y Refuerzo•   Tanque de combustible•   Presión de aceite•   A/C•   Presión de inflad...
TECNOLOGIA•   DIAFRAGMA Y POTENCIOMETRO•   TRANSF. LINEAL DIFF. VARIABLE•   ANAEROIDE•   CAPACITOR CERAMICO O SILICIO•   G...
Sensores de presión                      CETa                      Tech Training
Presión Manométrica• Generalmente indicado por psig• Es aquella cuyo cero no se ve afectado  por condiciones atmosféricas•...
psi     In H2O In Hg Kpascal milibar cm H2O mm Hgpsi        1      27,68   2,03   6,89    68,94   70,38   51,71In H2O    0...
Presión absolutaEs realizada con                 El chip de silicón flecta con losrespecto a una                   cambios...
Sensor de presión                                                         Chip silicon                        Chip silicon...
El sensor MAP• El sensor MAP utiliza un perfecto vacío  como presión de referencia. La diferencia  entre la presión de vac...
Sensor MAPCuando la presión en elmúltiple incrementa, el voltajede salida aumenta                                  Presión...
Diagnóstico sensor MAP• El sensor MAP puede originar una variedad de problemas de  manejabilidad, ya que es un sensor impo...
Sensor de presión barométrica• El sensor de presión barométrica, algunas veces  llamado un Compensador de altitud (HAC), m...
Sensor de presión de vapor• El sensor de presión de vapor (VPS) mide la  presión de vapor en el sistema de control de  eva...
VPSLa presión dentro de la cámarade referencia cambia con lapresión atmosférica, esto haceque la presión de referenciaincr...
Sensor piezoeléctrico                        CETa                        Tech Training
Sensor Piezoeléctrico• Produce un cambio en la corriente  eléctrica cuando una carga es aplicada en  una de las caras de u...
Interruptor por presión• Es logrado montando un contacto  eléctrico sobre un diafragma de material  flexible, la aplicació...
Sensores de posición• Pueden ser agrupados en dos categorías  básicas:• Incrementales o absolutos• De contacto o proximida...
Sensor de posición                 • TECNOLOGIA- Micro interruptores    - Ópticos- Potenciómetros         - Magnéticos- Ef...
Micro interruptores• La forma mas simple de un sensor de  contacto es un interruptor• Una característica indeseable de est...
Ópticos• Codificadores ópticos para detectar la posición  angular, son construidos de un disco con  sectores, opacos y tra...
Potenciómetros• Son ampliamente usados como sensores  de posición, tales como posición de  acelerador y posición de pedal....
Potenciómetros• Son usados como divisores de voltaje• Un voltaje de referencia es aplicado al  elemento resistivo• Y la ca...
Potenciómetros• Están sujetos a errores, de los cuales la  linealidad es el más importante.• Es la diferencia entre la fun...
Sensores de posición            Magnéticos• Tienen algunas ventajas sobre otros tipos  de Sensores• Este tipo de Sensores ...
Sensores de posición              Magnéticos•   Se pueden clasificar en•   Reluctancia variable•   Efecto Hall•   Inductiv...
Reluctancia variable• Operan sensando los cambios de  reluctancia en un campo magnético• En alguna casos el cambio de relu...
Reluctancia variable• Son usados para detectar la posición y la  velocidad de una rueda dentada.• Esta formado por un núcl...
Reluctancia variable• Son susceptibles a fuentes de error• Vibraciones o resonancia producidas por  las fuerzas de atracci...
Reluctancia variable                  • Ventajas•   Construcción simple•   Bajo costo•   Amplio rango de temperatura de op...
CMP      CETa      Tech Training
CARACTERISTICAS• El voltaje generado puede depender de  muchos factores• La velocidad de rotación• La proximidad del senso...
EFECTO HALL              CETa              Tech Training
EFECTO HALL              CETa              Tech Training
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Sensor de desplazamiento        inductivo                           CETa                           Tech Training
• Consiste de un núcleo en forma de E con  una bobina en la terminal central de la E• Esta bobina es excitada con corrient...
Sensor de desplazamiento             inductivo• Este anillo tiene un efecto de sombra,  evitando que haya un acoplamiento ...
LVDT• Sensor inductivo de desplazamiento lineal• Linear variable displacement transformer• Son fuertes, confiables y capac...
LVDT• Esta formado por una bobina primaria montada  centralmente sobre un cilindro• Dos bobinas secundarias, idénticas son...
LVDT• Con esta conexión, cuando el núcleo es  movido desde un extremo pasando por  cero hasta el otro extremo, la señal de...
LVDT• Están diseñados para dar una respuesta  lineal dentro de alguna tolerancia ± 0,25%• La distribución de la vueltas de...
Magnetoresistivo• Un interesante grupo de sensores utiliza  la propiedad de algunas aleaciones de  FeNi• Su resistividad e...
Magnetoresistivo• La relación entre campo magnético y  resistividad no es lineal• Son sensores de alta sensibilidad• Pero ...
Magnetostrictivo• Es una propiedad de los materiales que responde a un  cambio de flujo magnético, desarrollando una  defo...
Sensor de flujo• La medición del flujo de aire es importante  para optimizar el desempeño de muchos  puntos claves de cont...
Sensor de flujo•   Esto es necesario para saber:•    cuanto combustible ha de ser inyectado•    avance de encendido•   mom...
Clasificacion• Se pueden clasificar en:• Aditivos o extractores de energía• Medidores de masa o volumen de flujo          ...
Aditivos• El paso de un fluido posee energía, tanto  potencial como cinética• Un sistema de medición extrae energía  del f...
Masa o Volumen• La presión y la temperatura del aire deben  ser medidos para calcular la masa de un  volumen medido.      ...
• La densidad es calculada así:              • ρ = P/(ZRaTa)• Donde: P = presión del aire         Z = factor de compresibi...
Tecnología• Cortina• Térmico• Presión diferencial• Turbina• vortice                        CETa                        Tec...
Cortina             deslizante                         potenciómetro            resorte                           Plato de...
Cortina• Consiste de una cortina la cual esta  localizada en el ducto del flujo y es  retenida por un resorte, para bloque...
Cortina          CETa          Tech Training
Cortina          CETa          Tech Training
Cortina• Problemas;• Generalmente presenta una reducción de  la eficiencia volumétrica• Fue utilizado en los primeros sist...
TERMICO• Dependiendo del diseño, provee un  medición directa del flujo de aire muy  acertada que simplifica las estrategia...
Hilo Caliente• La idea básica es calentar un hilo muy  fino, entonces el aire que pasa por este  remueve calor por convecc...
MAF• Los principales componentes del MAF  son:• Termistor• Alambre de platino• Circuito de control electrónico            ...
• El termistor mide la temperatura del aire que  entra• El hilo caliente es mantenido a una temperatura  constante en rela...
• El circuito de control electrónico  simultáneamente mide la corriente y envía una  señal de voltaje proporcional al fluj...
• Algunos sistemas incorporan un canal de  desviación o implementan un ciclo de  quemado en el momento de inicio.• Otros s...
FUNCION DE TRANSFERENCIA                           CETa                           Tech Training
PRESION DIFERENCIAL• Una manera simple de medir el flujo volumétrico  es colocando una obstrucción en el canal de  flujo y...
TURBINA• Una turbina instalada en el canal del flujo  ofrece baja resistencia a este, midiendo la  velocidad de rotación s...
Vortex• Oscilaciones pueden ser inducidas en un  fluido, colocando una obstrucción en el  camino del fluido.• Las oscilaci...
Vortex         CETa         Tech Training
Temperatura, Calor, Humedad• Teniendo en cuenta los efectos de la  temperatura en el desempeño y fiabilidad  de los compon...
Conducción, Convección y           Radicación• La energía calórica es transferida con sus  correspondientes cambios de  te...
Fuentes de calor• Además del aumento de temperatura que  puede ser generada por la luz solar sobre  el metal y vidrio que ...
Sensores de temperatura• Adicionalmente a los rangos de temperatura a  medir se deben tomar en consideración otros  factor...
Sensores de temperaturaTécnica          Rango de temperatura`                                         CETa                ...
Sensores de temperaturaTermómetros resistivos   PRT (Platinum Resistence Thermometer)                         NTC (Negativ...
Termómetros resistivos    PRT (Platinum Resistence Thermometer)    Se basan en la variación de resistencia con la temperat...
RTDs• Un Detector Resistivo de Temperatura,  fabricado de platino, es el sensor de mayor  precisión• Una corriente constan...
Termistores• Es una clase especial de resistencia  sensible a la temperatura, basado en un  tipo de material semiconductor...
Termistores         Tienen coeficientes más altos, aunque con peor linealidadNTC (Negative temperature coefficient)   PTC ...
Termistores• Como se puede observar, su respuesta es  no lineal, pero esto puede ser soportado  en muchas aplicaciones aut...
Termopares• Se usan con frecuencia en la fase de  desarrollo del vehículo por su bajo costo• Tienen un amplio rango de med...
Termopares o Termocuplas                  Se basan en el efecto “Seebeck”:     “Si dos metales distintos se unen por los p...
Bimetálico• El interruptor bimetálico utiliza dos tiras de  metal con diferentes coeficientes de  expansión lineal, que se...
Bimetálico• El uso de interruptores no requiere  conversión A/D en sistemas de control  con microcontroladores• Provee inf...
Potenciómetro• Un actuador bimetálico puede ser  combinado con un potenciómetro de alta  resolución• El movimiento lineal ...
Semiconductores• Muchos parámetros de los  semiconductores varían linealmente sobre  el rango de temperatura de operación•...
Semiconductores  En un diodo, con una corriente fija, la tensión entre los terminales varía                        2mV/°C ...
Semiconductores• La precisión esta entre ±3mv• Una corriente constante (colector) de 0,1  mA, pasa a través del dispositiv...
Termostato• Sensor mecánico de temperatura• El método mas antiguo de regulación de  temperatura usado en los vehículos y  ...
Fibra Óptica• Sensores de alta temperatura, capaces de medir  hasta 1800˚C• Tiempo de respuesta del orden de 500ms• La pre...
Indicadores de Temp.• Materiales diseñados con puntos de  fusión que pueden ser calibrados a ±1˚C• Cuando la temperatura d...
Infrarrojo• La emisión de los cuerpos negros es la  base de la termometría IR• Objetos a temp. superiores a -273˚C  emiten...
Infrarrojo• La característica primaria, es el campo de  visión, el cual permite un objetivo  especifico a una distancia pr...
Humedad• Sensores de humedad son ampliamente  usados durante la fase desarrollo• El desempeño del motor puede ser  afectad...
Humedad• La técnica mas conocida es la lectura de  termómetro de bulbo seco y húmedo  interpretada por el cuadro sicrométr...
Capacitivo• La constante dieléctrica de delgadas  películas de polímero cambian  linealmente con los cambios en la  humeda...
Resistivo• En una película gruesa de polímero, hay  movimiento de iones con la variación de la  HR, resultando en un cambi...
Oxido de silicio• Un sensor de tipo capacitivo ha sido  desarrollado utilizando OPS, como un  dieléctrico absorbente de hu...
Oxido de silicio• El silicio es oxidado por medio de un  proceso a alta temperatura en presencia  de oxigeno o de vapor• E...
Oxido de silicio• La respuesta de un sensor típico,  incrementa 800% cuando es expuesto a  un cambio de HR entre 1 y 40%  ...
Sensor G• Los sensores de aceleración varían  ampliamente en su fabricación y  operación• Los hay mecanicos• Piezoelectric...
Mecánicos• El interruptor mecánico es un dispositivo  que contiene  un resorte  una esfera metálica  y un contacto eléctri...
Mecánicosaceleración              CETa              Tech Training
Piezoeléctrico     Masa sísmicaElemento                             salidapiezoeléctrico                    soporte       ...
Piezoeléctrico• Son efectivos en algunas aplicaciones, pero no  son capaces de sensar 0 o bajas frecuencias  de aceleració...
Capacitivo• Tiene grandes ventajas con respecto a  otros métodos• Fácil implementación de auto prueba• Insensible a la tem...
Capacitivo• Se puede aplicar voltaje a sus placas para  producir cargas electrostáticas y  balancear el sistema en acelera...
Aplicación• Como sensor de impacto en Air Bag• Suspensión inteligente• ABS• Control de tracción                           ...
Air Bag• Los interruptores mecánicos se deben  localizar a ±40 cm del punto de impacto• Por lo cual se deben usar múltiple...
Air Bag• A 48 KPH, el sensor tiene 20ms para  detectar un impacto y disparar la bolsa de  aire• Esto resulta en una activa...
Air Bag• Los sensores centrales tienen ventajas  sobre su contraparte mecánica• Menos sensores, por lo cual menor costo• M...
Suspensión inteligente• Se puede tener suspensión activa,  semiactiva y adaptativa• Los resortes son remplazados por  esta...
Suspensión inteligente• La adaptativa es una alternativa de la  anterior• La información de las ruedas delanteras  es util...
Suspensión inteligente• Utiliza los siguientes sensores•   Acelerómetros (2g)•   Sensor de velocidad de rueda•   Distancia...
Detonación• 2khz a 17khz• La ubicación depende de cada diseño de  motor• Los primeros usados fueron jerk• Tienen muchos co...
Detonación•   Piezoeléctricos•   El cristal seleccionado es el cuarzo•   La señal se puede contaminar fácilmente•   Piezoc...
Detonación• Silicio• No es un piezoeléctrico, pero con micro  maquinado se puede fabricar un  acelerómetro• Reemplaza a lo...
ION sensor             CETa             Tech Training
ION sensor             CETa             Tech Training
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ION sensor             CETa             Tech Training
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• Hidrofono• Como las ondas de la detonación se  trasmiten a todas las partes de motor,  entonces se instalaron micrófonos...
Gas de escape• Los productos de una combustión  completa son sustancias no toxicas, como  dióxido de carbono y agua• Los r...
ZrO2• Un elemento cerámico consistente de  ZrO2 y oxido de yitrium es empleado como  un electrolito sólido impermeable a g...
Semiconductor• TiO2 y SrTiO3 adquieren un rápido  equilibrio a temperaturas relativamente  bajas• Al cambiar las concentra...
Principio de operación• Un voltaje es aplicado a la resistencia RT  TiO2, instalada en serie con otra de  referencia• La c...
Factores que afectan• Debido a la capa porosa protectora  alrededor del electrodo, que se puede  saturar, la curva del sen...
Factores que afectan• Fracturas de la capa protectora disminuyen el  tiempo de respuesta del sensor llevando su  curva car...
Factores que afectan• Tensión mecánica producida por vibración  por la pulsación de los gases, golpes de  piedras y tensió...
Sensores de luz   Los Sensores que miden la intensidad de la luz se pueden clasificar en                                do...
FotovoltaicosAl incidir luz sobre una unión PNse genera una tensión eléctricaque es función de la intensidad   de la radia...
Opto interruptoresDispositivo para medir otras magnitudes (longitudes, ángulos, etc) o para              detectar la prese...
Fotoconductores Al incidir luz sobre ellos , cambian sus propiedades de conducción                                eléctric...
Sensores de fuerza Galga extensiométrica: Miden deformaciones variando su resistenciaDispositivos piezoeléctricos: Se usan...
Sensores de desplazamientoPotenciómetros : Producen una señal eléctrica proporcional a su                         posición...
Sensores de velocidadInductivos : La inductancia de una bobina se ve afectada por la           presencia de un material fe...
Generadores de voltaje•   Piezo eléctricos•   Dióxido de zirconio•   Inductancia magnética                             CET...
Resistivos           e tr os         ci óm      en ores   ot st P        i      rm tivos   Te sis     zo reP ie           ...
InterruptoresFototransistores y LEDsSensores de velocidadSensores G                          CETa                         ...
Actuadores•   MOTORES PASO A PASO•   MOTORES D.C.•   SOLENOIDES•   RELES•   BIMETALICOS•   PIEZOACTUADORES•   ELECTROSTATI...
Señal Análoga                CETa                Tech Training
Señal Digital                CETa                Tech Training
LEDs y Fototransistores• Un fototransistor es un transistor que se activa con luz. Cuando se  combina con un LED y entre e...
FOTOTRANSISTORRueda ranurada                                           Cable de velocimetro       led          fotoacoplad...
FOTOTRANSISTORES• Este tipo de sensor se usa también como un  sensor G o de desaceleración en vehículos con  ABS. Este sen...
Procesos de medida   En un proceso puede haber errores: diferencias entre el resultado obtenido y el    valor real.   La...
LVDT• Uno de los primeros sensores utilizados para los  sistemas de control                                               ...
Sensor capacitivo de silicio                               CETa                           Tech Training
Piezoresistivo                 CETa                 Tech Training
Interruptores de láminas• Son habitualmente usados como sensores de posición o  velocidad. Consisten de un conjunto de con...
REED SWITCH              CETa              Tech Training
Piezoelectrico                 CETa                 Tech Training
Piezoelectrico                 CETa                 Tech Training
CETaTech Training
Filtro de                           aire                         De                         De                         Air...
El actuador• Es un mecanismo electromecánico tal  como un relé, solenoide o un motor.• Un actuador puede ajustar la veloci...
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Chevrotronica iii

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Chevrotronica iii

  1. 1. SENSORES YACTUADORES CETa Tech Training
  2. 2. Los sistemas controlados por computadormonitorean continuamente la condición deoperación en los vehículos modernos. A travésde sensores, el computador recibe informaciónvital sobre un numero de condiciones,permitiendo que se hagan ajustes menores másrápidamente y más precisamente que en lossistemas mecánicos. Los sensores conviertentemperatura, presión, velocidad, posición y otrosdatos en señales eléctricas digitales y análogas. CETa Tech Training
  3. 3. • La señal digital es la más fácil de entender por parte del computador, ya que lee la señal como un 0 o como un 1. La señal análoga debe ser condicionada o convertida a digital , para que el computador la pueda entender CETa Tech Training
  4. 4. CETaTech Training
  5. 5. ENTRADAS SALIDAS1. Power supply(B+)2. Main Relay(B+) 1. Injectors3. IG power 2. Spark timing4. MAP 3. MTIA motor5. TPS (MTIA)6. Motor position sensor 4. A/C clutch relay (MTIA) E 5. Fuel pump relay7. Idle switch (MTIA) 6. MIL8. ECT9. O2 sensor 7. Cooling fan(HI, LOW)10. IAT C 8. Canister purge solenoid11. ACP 9. EGR solenoid12. VSS (M/T)13. CKP 10. VGIS14. CMP M 11. Fuel gage (PWM)15. Knock sensor 12. Tachometer16. Fuel level sensor17. Octane select 13 Coolant Temp gage18. A/C request signal 14. Serial data (DLC)19. Power steering S/W 15. CAN (Hi & Lo)20. Ground CETa Tech Training
  6. 6. Calculo de la cantidad de Aire – combustible Sensores que intervienenRPM se miden con el CKP o CMPLa densidad depende de la Presión yde la temperaturaLa presión se mide con el MAPLa temperatura del aire con el IATEstos sensores son los básicos parael cálculo inicial CETa Tech Training
  7. 7. CompensacionesArranque: Se cambia la relación en 2 puntoenriqueciéndola (12,5 a 1).Sensor usado: RPM, MAP y IATArranque en frió: Se cambia la relación en 2punto enriqueciéndola, mas la compensaciónpor temperatura ( A 20°C es de 7,0 a 1 ), entotal el quedaría a 20°C en 5,0 a 1.Sensor usado: RPM, MAP, IAT y ECTArranque ahogado: Esta condición se da sitratamos de arrancar el vehículo con elacelerador presionado y el TPS indica masdel 80%, entonces la relación airecombustible se colocara en 20,0 a 1Sensores utilizados: RPM, MAP, IAT y TPS CETa Tech Training
  8. 8. CompensacionesMarcha normal: Lazo abiertoEn frió habrá compensación por temperaturahasta alcanzar los 80°C donde la relaciónserá 14,7 a 1Sensores usados: RPM, MAP, IAT y ECTLazo cerrado: Si el vehículo cuenta con cerradosensor de oxigeno este empezara a actuarcuando este caliente alcanzado la relación14,7 a 1 incluso antes de alcanzar los 80°CSensores usados: RPM, MAP, IAT , ECT y O2Aceleración: Solo cuando hay un incrementoen la aceleración (voltaje del TPS aumenta)y dependiendo de la velocidad con que seincremente el voltaje, va a cambiar larelación aire combustible (Entre 12.5 a 14.7a 1)Sensor usado: RPM, MAP, IAT , ECT y TPS CETa Tech Training
  9. 9. CompensacionesPotencia: Si mantengo presionado el pedaldel acelerador por encima de un valordeterminado (> al 80%) la relación airecombustible se mantendrá rica (12.5 a 1)Sensor usado: RPM, MAP, IAT , TPS y ECTCorte de combustible: Esta condición se dacuando el TPS registra un cierre total, perolas revoluciones en el motor son superiores a1500 RPMSensores usados: RPM y TPSDesaceleración: Solo cuando hay undecrecimiento en la aceleración (voltaje delTPS disminuye). La relación se mantendrá en16.5 a 1 siempre y cuando el valor del TPSno llegue al mínimo, o si esto pasara las RPMdeberán estar entre la mínima y 1500.Sensor usado: RPM, MAP, IAT y TPS CETa Tech Training
  10. 10. CompensacionesCorrección por voltaje de batería: Como lacapacidad del campo magnético que actúaen el inyector depende de la corriente quecircula por la bobina de este, y de estacapacidad del campo depende la velocidadcon que abre el inyector, un cambio en elvoltaje traerá como consecuencia un cambioen el amperaje y por tanto en el campo.Si se incrementa el campo entonces habrámas entrega de combustible. Por lo tantodeberá haber una compensación a loscambios de voltajeSensor usado: RPM, MAP, IAT , TPS, voltajey ECT CETa Tech Training
  11. 11. CompensacionesMarcha mínima.Condiciones:3. Relación aire combustible4. RPM predeterminadasElementos a tener en cuenta:6. Básicos: RPM, TPS, IAT7. Complementarios:• ECT porque las RPM pueden variar dependiendo de la temperatura.• TPS es el elemento que nos indica si debemos controlar o no la IAC y el valor de RPM que se van a fijar.• O2 para mantener la relación aire/combustible en 14.7:1• VSS determina los pasos de la IAC acorde con la velocidad.• RPM se requiere un valor mínimo para iniciar control.• A/C genera carga de motor en marcha mínima y debe ser compensada aumentando los pasos de la IAC.• Carga Eléctrica: luces, desempañador trasero, ventilador del calefactor, otros con alto consumo.• PSPS para compensar la carga generada por la bomba hidráulica. CETa Tech Training
  12. 12. Características básicas de los sensoresProcesos de medida Error máximo esperado. Precisión Offset Desviación del cero. Linealidad Desviación respecto de una línea recta en la curva de respuesta. Sensibilidad Variación de la magnitud de salida al variar la magnitud a medir. Margen de Rango de variación de la magnitud a medir en el que se asegura una cierta medida precisión. Resolución Mínima variación de la magnitud de entrada que puede apreciarse a la salida. Rapidez de Capacidad del sistema de medida para seguir las variaciones de la magnitud de respuesta entrada. Histeresis Las medidas pueden ser diferentes en avance que en retroceso Repetitividad Error esperado al repetir varias veces la misma medida. CETa Tech Training
  13. 13. Tipos de sensores Activos y Activos: Generan una señal eléctrica. pasivos Pasivos: Modifican una característica eléctrica (interruptor, capacidad, resistencia,etc) Directos y de Directos: La magnitud de salida se obtieneaccionamiento directamente. intermedio Con accionamiento intermedio: La magnitud de entrada se convierte en otra que es medida directamente. Analógicos: Devuelven una señal de tipoAnalógicos y continuo. Digitales Digitales: Devuelven una señal de tipo discreto CETa Tech Training
  14. 14.  Un transductor es un elemento que convierte una magnitud física en otra. Ejemplo: Un termómetro de mercurio es un transductor que da una desplazamiento proporcional a la temperatura. Un sensor es un tipo de transductor que convierte la magnitud a medir en una característica eléctrica. CETa Tech Training
  15. 15. Sensores de presiónSe puede dividir en 5 áreas básicas• Presión manométrica• Presión absoluta• Presión diferencial• Nivel de líquido• Interruptor de presión CETa Tech Training
  16. 16. Aplicaciones• Multiple, Barométrica y Refuerzo• Tanque de combustible• Presión de aceite• A/C• Presión de inflado• EGR• Cabina CETa Tech Training
  17. 17. TECNOLOGIA• DIAFRAGMA Y POTENCIOMETRO• TRANSF. LINEAL DIFF. VARIABLE• ANAEROIDE• CAPACITOR CERAMICO O SILICIO• GALGA PIEZOELECTRICA• CERAMICA O PELICULA PIEZOE.• CAMBIO DE FASE OPTICO CETa Tech Training
  18. 18. Sensores de presión CETa Tech Training
  19. 19. Presión Manométrica• Generalmente indicado por psig• Es aquella cuyo cero no se ve afectado por condiciones atmosféricas• Es la que utilizamos cuando vamos a tomar por ejemplo la presión de aceite o la de la bomba de combustible. CETa Tech Training
  20. 20. psi In H2O In Hg Kpascal milibar cm H2O mm Hgpsi 1 27,68 2,03 6,89 68,94 70,38 51,71In H2O 0,03 1 0,07 0,24 2,49 2,54 1,86In Hg 0,49 13,59 1 3,38 33,86 34,53 25,4Kpascal 0,14 4,01 0,29 1 10,0 10,19 7,5milibar 0,014 0,40 0,02 0,1 1 1,01 0,75cm H2O 0,014 0,39 0,02 0,098 0,98 1 0,73mm Hg 0,019 0,53 0,03 0,13 1,33 1,35 1 CETa Tech Training
  21. 21. Presión absolutaEs realizada con El chip de silicón flecta con losrespecto a una cambios de presión, esto determina el nivel de voltaje de salidareferencia fija(usualmente vacío),sellada dentro delsensor.La presión absoluta es indicada en psia CETa Tech Training
  22. 22. Sensor de presión Chip silicon Chip silicon Cámara de vacío filtroCámara de vacío Presión de admisión Presión de admisión CETa Tech Training
  23. 23. El sensor MAP• El sensor MAP utiliza un perfecto vacío como presión de referencia. La diferencia entre la presión de vacío y la presión de admisión, cambia la señal de voltaje. El sensor MAP convierte la presión de admisión en una señal de voltaje. CETa Tech Training
  24. 24. Sensor MAPCuando la presión en elmúltiple incrementa, el voltajede salida aumenta Presión en el múltiple de admisión CETa Tech Training
  25. 25. Diagnóstico sensor MAP• El sensor MAP puede originar una variedad de problemas de manejabilidad, ya que es un sensor importante para determinar la inyección de combustible y el tiempo de encendido.• Revisar visualmente los sensores, conexiones y mangueras de vacío. La manguera de vacío no debe tener grietas, obstrucciones y conectada al puerto apropiado.• El sensor necesita un voltaje aproximadamente 5 voltios y el cable de tierra no debe tener resistencia.• La calibración del sensor y su desempeño deben ser chequeados aplicando diferentes presiones y comparándolas con las caídas de voltaje especificadas. CETa Tech Training
  26. 26. Sensor de presión barométrica• El sensor de presión barométrica, algunas veces llamado un Compensador de altitud (HAC), mide la presión atmosférica. La presión atmosférica varía con el clima y con la altitud. A grandes elevaciones el aire es menos denso, por lo tanto, hay menos presión. Este sensor opera de la misma manera que el MAP excepto que mide presión atmosférica. Se localiza generalmente dentro del ECM. Si se daña, el módulo completo debe ser reemplazado. CETa Tech Training
  27. 27. Sensor de presión de vapor• El sensor de presión de vapor (VPS) mide la presión de vapor en el sistema de control de evaporaciones EVAP. Puede estar localizado en el tanque de combustible, cerca al canister o en una posición remota CETa Tech Training
  28. 28. VPSLa presión dentro de la cámarade referencia cambia con lapresión atmosférica, esto haceque la presión de referenciaincremente con un incremento enla presión atmosférica.Es extremamente sensible acambios en la presión CETa Tech Training
  29. 29. Sensor piezoeléctrico CETa Tech Training
  30. 30. Sensor Piezoeléctrico• Produce un cambio en la corriente eléctrica cuando una carga es aplicada en una de las caras de un cristal o una película piezoeléctrica• su inherente habilidad para sensar vibraciones ha sido tenida en cuenta para diseñar los nuevos sensores• Se utilizan para sensar presión en A/C CETa Tech Training
  31. 31. Interruptor por presión• Es logrado montando un contacto eléctrico sobre un diafragma de material flexible, la aplicación de suficiente presión sobre un lado del diafragma hace que los contactos se unan y cierren el circuito.• O también con las técnicas anteriormente descritas CETa Tech Training
  32. 32. Sensores de posición• Pueden ser agrupados en dos categorías básicas:• Incrementales o absolutos• De contacto o proximidad CETa Tech Training
  33. 33. Sensor de posición • TECNOLOGIA- Micro interruptores - Ópticos- Potenciómetros - Magnéticos- Efecto Hall - Inductivos- Magneto resistivo - Magnetostrictivo CETa Tech Training
  34. 34. Micro interruptores• La forma mas simple de un sensor de contacto es un interruptor• Una característica indeseable de estos es su tendencia a rebotar CETa Tech Training
  35. 35. Ópticos• Codificadores ópticos para detectar la posición angular, son construidos de un disco con sectores, opacos y transparentes igualmente espaciados• Este disco puede ser construido de vidrio para aplicaciones de gran precisión• Película de Mylar y metal ofrecen rangos de alta y media resolución, respectivamente CETa Tech Training
  36. 36. Potenciómetros• Son ampliamente usados como sensores de posición, tales como posición de acelerador y posición de pedal.• La industria del automóvil demanda sensores de bajo costo.• Esto ha resultado en el desarrollo de potenciómetros que tienen un promedio de vida mayor que la del mismo vehículo CETa Tech Training
  37. 37. Potenciómetros• Son usados como divisores de voltaje• Un voltaje de referencia es aplicado al elemento resistivo• Y la caída de tensión es usada como una medida de la posición absoluta• Tienen restricción de 355 grados• Ratiometricidad: es una característica deseable cuando es usado con CA/D CETa Tech Training
  38. 38. Potenciómetros• Están sujetos a errores, de los cuales la linealidad es el más importante.• Es la diferencia entre la función de transferencia actual y la ideal• Ratiometricidad, linealidad y Offset pueden ser causador por carga inapropiada sobre la escobilla del sensor• El máximo error se encuentra en el centro del recorrido CETa Tech Training
  39. 39. Sensores de posición Magnéticos• Tienen algunas ventajas sobre otros tipos de Sensores• Este tipo de Sensores responde a cambios en la posición relativa de un componente en un circuito magnético• Los componentes están separados por aire y no sufren a desgaste por fricción CETa Tech Training
  40. 40. Sensores de posición Magnéticos• Se pueden clasificar en• Reluctancia variable• Efecto Hall• Inductivos• Magnetoresistivos• Magnetostrictivo• Otros CETa Tech Training
  41. 41. Reluctancia variable• Operan sensando los cambios de reluctancia en un campo magnético• En alguna casos el cambio de reluctancia se causa por cambios en la longitud del calibre de aire• El cambio en la reluctancia causa una variación en el flujo magnético, el cual induce un voltaje en una bobina de salida CETa Tech Training
  42. 42. Reluctancia variable• Son usados para detectar la posición y la velocidad de una rueda dentada.• Esta formado por un núcleo magnético con una bobina enrollada• La terminación sensora es colocada muy cerca del diente de la rueda• El cambio de flujo magnético que ocurre cuando un diente pasa, induce un voltaje en la bobina CETa Tech Training
  43. 43. Reluctancia variable• Son susceptibles a fuentes de error• Vibraciones o resonancia producidas por las fuerzas de atracción entre el sensor y el objetivo pueden degenerar la señal a ruido• Corrientes parásitas pueden ser generadas por el movimiento de la rueda dentro del campo magnético del sensor CETa Tech Training
  44. 44. Reluctancia variable • Ventajas• Construcción simple• Bajo costo• Amplio rango de temperatura de operación• Requiere solo dos cables• Pueden ser usados como sensores de inductancia variable CETa Tech Training
  45. 45. CMP CETa Tech Training
  46. 46. CARACTERISTICAS• El voltaje generado puede depender de muchos factores• La velocidad de rotación• La proximidad del sensor• La fuerza del campo magnético• La característica de un buen sensor, es la onda seno que incrementa en magnitud con la velocidad CETa Tech Training
  47. 47. EFECTO HALL CETa Tech Training
  48. 48. EFECTO HALL CETa Tech Training
  49. 49. EFECTO HALL CETa Tech Training
  50. 50. EFECTO HALL CETa Tech Training
  51. 51. EFECTO HALL CETa Tech Training
  52. 52. EFECTO HALL CETa Tech Training
  53. 53. EFECTO HALL CETa Tech Training
  54. 54. EFECTO HALL CETa Tech Training
  55. 55. Sensor de desplazamiento inductivo CETa Tech Training
  56. 56. • Consiste de un núcleo en forma de E con una bobina en la terminal central de la E• Esta bobina es excitada con corriente alterna de alta frecuencia• Un anillo de material conductor (Al, Cu), se desliza en la terminal central de la E, permitiendo tener un aislante de aire• Este anillo se une al componente al cual se le quiere conocer su posición CETa Tech Training
  57. 57. Sensor de desplazamiento inductivo• Este anillo tiene un efecto de sombra, evitando que haya un acoplamiento de flujo entre las terminales del núcleo, desde esta posición y la terminal central del núcleo• Un cambio en la inductancia puede ser medido en los terminales de excitación de la bobina CETa Tech Training
  58. 58. LVDT• Sensor inductivo de desplazamiento lineal• Linear variable displacement transformer• Son fuertes, confiables y capacitados para trabajar en ambientes hostiles• Apropiado para aplicaciones automotrices, incluyendo montajes dentro de cilindros hidráulicos, en sistemas de control de suspensión CETa Tech Training
  59. 59. LVDT• Esta formado por una bobina primaria montada centralmente sobre un cilindro• Dos bobinas secundarias, idénticas son posicionadas a cada lado de la primaria• Las bobinas tienen un núcleo común el cual se puede desplazar libremente dentro del cilindro• Las bobinas secundarias son conectadas en serie, con fases opuestas, tal que con el núcleo posicionado en el centro, el voltaje en el nodo común sea cero CETa Tech Training
  60. 60. LVDT• Con esta conexión, cuando el núcleo es movido desde un extremo pasando por cero hasta el otro extremo, la señal de salida puede variar desde un máximo valor en fase con la excitación pasando por cero hasta un máximo valor en contra fase con la excitación CETa Tech Training
  61. 61. LVDT• Están diseñados para dar una respuesta lineal dentro de alguna tolerancia ± 0,25%• La distribución de la vueltas del secundario debe ser arreglada muy cuidadosamente para maximizar la linealidad sobre un amplio rango• El rango de excitación del primario puede ser desde 20Hz hasta 20KHz CETa Tech Training
  62. 62. Magnetoresistivo• Un interesante grupo de sensores utiliza la propiedad de algunas aleaciones de FeNi• Su resistividad es fuertemente afectada por la presencia de un campo magnético• Permalloy compuesto de 81%Ni y 19%Fe• La resistencia disminuye con el incremento del campo magnético CETa Tech Training
  63. 63. Magnetoresistivo• La relación entre campo magnético y resistividad no es lineal• Son sensores de alta sensibilidad• Pero son muy sensibles a interferencias por otros campos no deseados• Por lo cual son inadecuados para algunas aplicaciones CETa Tech Training
  64. 64. Magnetostrictivo• Es una propiedad de los materiales que responde a un cambio de flujo magnético, desarrollando una deformación elástica de su estructura cristalina• El sensor envía una onda usando un medio electromagnético, usualmente un pulso de corriente• La onda pasa a un anillo magnético móvil distante del anillo receptor• La onda viaja aprox. a 2800m/s generando un cambio de flujo magnético, induciendo un pulso de voltaje en la bobina sensora CETa Tech Training
  65. 65. Sensor de flujo• La medición del flujo de aire es importante para optimizar el desempeño de muchos puntos claves de control de subsistemas del motor• estos reemplazan la medición indirecta de la masa de aire, mejorando el desempeño, manejabilidad y economía• el ECM necesita conocer el volumen de aire para saber la carga sobre el motor CETa Tech Training
  66. 66. Sensor de flujo• Esto es necesario para saber:• cuanto combustible ha de ser inyectado• avance de encendido• momento de realizar el cambio en la transmisión se encuentra ubicado entre el filtro de aire y el cuerpo de aceleración CETa Tech Training
  67. 67. Clasificacion• Se pueden clasificar en:• Aditivos o extractores de energía• Medidores de masa o volumen de flujo CETa Tech Training
  68. 68. Aditivos• El paso de un fluido posee energía, tanto potencial como cinética• Un sistema de medición extrae energía del fluido• De otra forma, energía puede ser adicionada al flujo y observar su efecto• La energía adicionada no debe ser intrusiva, tal que el acto de medir no afecte el proceso CETa Tech Training
  69. 69. Masa o Volumen• La presión y la temperatura del aire deben ser medidos para calcular la masa de un volumen medido. • ma = Va ρ• Donde: ρ = densidad del aire Va = rata de flujo volumétrico CETa Tech Training
  70. 70. • La densidad es calculada así: • ρ = P/(ZRaTa)• Donde: P = presión del aire Z = factor de compresibilidad Ra = constante del gas para el aire Ta = temperatura del aire CETa Tech Training
  71. 71. Tecnología• Cortina• Térmico• Presión diferencial• Turbina• vortice CETa Tech Training
  72. 72. Cortina deslizante potenciómetro resorte Plato de compensación Cuerpo aceleración IAT Ajuste de ralentiFiltro de aire Passaje bypass Plato de medición CETa Tech Training
  73. 73. Cortina• Consiste de una cortina la cual esta localizada en el ducto del flujo y es retenida por un resorte, para bloquear el paso del aire• La deflexión de la cortina es proporcional al flujo• La deflexión es leída por un potenciómetro CETa Tech Training
  74. 74. Cortina CETa Tech Training
  75. 75. Cortina CETa Tech Training
  76. 76. Cortina• Problemas;• Generalmente presenta una reducción de la eficiencia volumétrica• Fue utilizado en los primeros sistemas de control, ahora ha sido reemplazado por otras tecnologías que ofrecen menor caída de presión CETa Tech Training
  77. 77. TERMICO• Dependiendo del diseño, provee un medición directa del flujo de aire muy acertada que simplifica las estrategias de control del motor• Existe una gran variedad de diseños desde el de hilo caliente hasta esquemas mas complejos CETa Tech Training
  78. 78. Hilo Caliente• La idea básica es calentar un hilo muy fino, entonces el aire que pasa por este remueve calor por conveccion.• La cantidad de calor removido puede ser medido con un circuito electrónico y es proporcional a la rata de masa de flujo de aire CETa Tech Training
  79. 79. MAF• Los principales componentes del MAF son:• Termistor• Alambre de platino• Circuito de control electrónico CETa Tech Training
  80. 80. • El termistor mide la temperatura del aire que entra• El hilo caliente es mantenido a una temperatura constante en relación con el termistor por medio de un circuito de control• Un incremento en el flujo de aire produce una perdida de calor, al pasar aire por el hilo caliente este pierde calor rápidamente, el circuito electrónico trata de compensar esto enviando mayor cantidad de corriente al alambre CETa Tech Training
  81. 81. • El circuito de control electrónico simultáneamente mide la corriente y envía una señal de voltaje proporcional al flujo de corriente• uno de los problemas con estos sensores es que pequeñas partículas de polvo pasan a través del filtro aire adhiriéndose al hilo perdiendo eficiencia, en WOT, la velocidad de las partículas puede romper el hilo CETa Tech Training
  82. 82. • Algunos sistemas incorporan un canal de desviación o implementan un ciclo de quemado en el momento de inicio.• Otros sistemas utilizan un alambre de platino recubierto en vidrio para aislarlo de las partículas de polvo• Otros utilizan una malla para direccionar el flujo CETa Tech Training
  83. 83. FUNCION DE TRANSFERENCIA CETa Tech Training
  84. 84. PRESION DIFERENCIAL• Una manera simple de medir el flujo volumétrico es colocando una obstrucción en el canal de flujo y medir la presión diferencial• El flujo es proporcional a la raíz cuadrada de la presión diferencial• Para aplicaciones automotrices es supremamente costoso• Un gran ventaja es su resistencia a la contaminación CETa Tech Training
  85. 85. TURBINA• Una turbina instalada en el canal del flujo ofrece baja resistencia a este, midiendo la velocidad de rotación se puede medir el flujo.• Es muy susceptible al desgaste• Se utiliza para medir el flujo de combustible CETa Tech Training
  86. 86. Vortex• Oscilaciones pueden ser inducidas en un fluido, colocando una obstrucción en el camino del fluido.• Las oscilación puede ser medida térmicamente, por cambios de presión o por ultrasonido.• No trabajan bien en flujos bajos, debido a la inestabilidad del mecanismo CETa Tech Training
  87. 87. Vortex CETa Tech Training
  88. 88. Temperatura, Calor, Humedad• Teniendo en cuenta los efectos de la temperatura en el desempeño y fiabilidad de los componentes del automóvil, son muy importantes los componentes que están encargados de medir y controlar la temperatura en el automóvil CETa Tech Training
  89. 89. Conducción, Convección y Radicación• La energía calórica es transferida con sus correspondientes cambios de temperatura.• Conducción ocurre por difusión a través de materiales sólidos o en líquidos y gases estacionarios• Convección envuelve el movimiento de un liquido o gas entre dos puntos• La radiación ocurre por medio de ondas electromagnéticas CETa Tech Training
  90. 90. Fuentes de calor• Además del aumento de temperatura que puede ser generada por la luz solar sobre el metal y vidrio que forman la carrocería del vehículo, existen una gran variedad de generadores de calor, pero la principal fuente es el motor de combustión, el cual puede llegar a temperaturas superiores a los 1000 ˚C en la cámara de combustión CETa Tech Training
  91. 91. Sensores de temperatura• Adicionalmente a los rangos de temperatura a medir se deben tomar en consideración otros factores de selección, tales como linealidad, tiempo de respuesta, presentación, confiabilidad y costos.• Los sensores pueden ser tan simples como un termómetro de mercurio o tan complejos como sensores infrarrojos usados en visión nocturna CETa Tech Training
  92. 92. Sensores de temperaturaTécnica Rango de temperatura` CETa Tech Training
  93. 93. Sensores de temperaturaTermómetros resistivos PRT (Platinum Resistence Thermometer) NTC (Negative Temperature Coefficient) Termistores PTC (Positive Temperature Coefficient) Termopares Se basan en el efecto Seebeck Semiconductores Económicos CETa Tech Training
  94. 94. Termómetros resistivos PRT (Platinum Resistence Thermometer) Se basan en la variación de resistencia con la temperaturaMargen de medida -200°C hasta 850°C Tienen problemas de sensibilidad Son muy precisas Son costosos Características Tienen buena linealidad, fáciles de calibrar Alto margen de medida Bajas derivas CETa Tech Training
  95. 95. RTDs• Un Detector Resistivo de Temperatura, fabricado de platino, es el sensor de mayor precisión• Una corriente constante es aplicada al RTD para obtener un voltaje de salida, sobre un rango de -200˚C a 850˚C• la linealidad puede estar dentro del 3.6%• Ni, Ni-Fe, Cu, Al• Delgadas películas pueden ser aplicadas a sustratos de cerámica o Silicio CETa Tech Training
  96. 96. Termistores• Es una clase especial de resistencia sensible a la temperatura, basado en un tipo de material semiconductor que exhibe un amplio rango de coeficiente de temperatura• La resistividad depende del material del que esta construido el termistor• Se puede tener NTC y PTC CETa Tech Training
  97. 97. Termistores Tienen coeficientes más altos, aunque con peor linealidadNTC (Negative temperature coefficient) PTC (Positive temperature coefficient) CETa Tech Training
  98. 98. Termistores• Como se puede observar, su respuesta es no lineal, pero esto puede ser soportado en muchas aplicaciones automotrices o corregidas por un circuito.• Por ejemplo la resistencia del termistor se hace coincidir con el punto de operación normal del medidor• El rango va desde -250˚C hasta 650˚C CETa Tech Training
  99. 99. Termopares• Se usan con frecuencia en la fase de desarrollo del vehículo por su bajo costo• Tienen un amplio rango de medición de temperaturas que son posibles desde una simple termocupla de Hierro-Constantan, fácilmente extiende el rango con otros materiales.• Formas pequeñas CETa Tech Training
  100. 100. Termopares o Termocuplas Se basan en el efecto “Seebeck”: “Si dos metales distintos se unen por los puntos a diferentes temperaturas, se produce una circulación de corriente eléctrica” Si se abre el circuito por uno de los metales, se tendrá una tensiónproporcional a la diferencia de temperaturas (potencial termoeléctrico) CETa Tech Training
  101. 101. Bimetálico• El interruptor bimetálico utiliza dos tiras de metal con diferentes coeficientes de expansión lineal, que se encuentran soldados juntos• El punto de interrupción puede ser establecido por una calibración inicial que indica que una temperatura crítica ha sido alcanzada y da una entrada a una unidad de control o una lampara CETa Tech Training
  102. 102. Bimetálico• El uso de interruptores no requiere conversión A/D en sistemas de control con microcontroladores• Provee información limitada del sistema• Los primeros sistemas usaron bimetálico en la carcaza del filtro de aire para indicar temperaturas inferiores a 13˚C CETa Tech Training
  103. 103. Potenciómetro• Un actuador bimetálico puede ser combinado con un potenciómetro de alta resolución• El movimiento lineal de una pila bimetálica es transmitida por tubo de acero y medida como una distancia, dando una indicación lineal de temperaturas hasta de 650˚C CETa Tech Training
  104. 104. Semiconductores• Muchos parámetros de los semiconductores varían linealmente sobre el rango de temperatura de operación• El más común factor de referencia es la relación Temperatura vs. VBE• Un sensor que utiliza este efecto tiene una salida nominal de 730mv a -40˚C y de 300mv a 150˚C CETa Tech Training
  105. 105. Semiconductores En un diodo, con una corriente fija, la tensión entre los terminales varía 2mV/°C aproximadamente. Son baratos y fáciles de usarCaracterísticas Tienen un margen de medida bajo (-50° 150°C CETa Tech Training
  106. 106. Semiconductores• La precisión esta entre ±3mv• Una corriente constante (colector) de 0,1 mA, pasa a través del dispositivo para minimizar el efecto de auto calentamiento de la unión• El coeficiente de un diodo es de 1,9mV/˚C, diodos en serie aumentan la salida• El tiempo de respuesta de un diodo es menor de 100μs CETa Tech Training
  107. 107. Termostato• Sensor mecánico de temperatura• El método mas antiguo de regulación de temperatura usado en los vehículos y usado aun es el termostato CETa Tech Training
  108. 108. Fibra Óptica• Sensores de alta temperatura, capaces de medir hasta 1800˚C• Tiempo de respuesta del orden de 500ms• La precisión esta dentro del ±0,5%• Sensor de no contacto• Diámetro de salida de 0,5 a 1mm• Soporta hasta 4000˚C• Se ha utilizado para detectar detonación y estudiar el frente de llama CETa Tech Training
  109. 109. Indicadores de Temp.• Materiales diseñados con puntos de fusión que pueden ser calibrados a ±1˚C• Cuando la temperatura del dispositivo se excede, ocurre un cambio de fase y el material cambia de color• El material esta disponible en pintura, parches, barras de aplicación• En rangos desde 38˚C hasta 1371˚C CETa Tech Training
  110. 110. Infrarrojo• La emisión de los cuerpos negros es la base de la termometría IR• Objetos a temp. superiores a -273˚C emiten energia radiante la cual es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura• Un sensor IR consiste de una colección de lentes o fibra óptica, filtro espectral y un detector CETa Tech Training
  111. 111. Infrarrojo• La característica primaria, es el campo de visión, el cual permite un objetivo especifico a una distancia prescrita• Sensores IR usan las variaciones de temperatura para producir una imagen monocromática en sistemas de visión nocturna• Identifican potenciales puntos de falla CETa Tech Training
  112. 112. Humedad• Sensores de humedad son ampliamente usados durante la fase desarrollo• El desempeño del motor puede ser afectado por la humedad• El sistema HVAC puede ser muy beneficiado con esta medición• No son utilizados en los vehículos producidos en la actualidad CETa Tech Training
  113. 113. Humedad• La técnica mas conocida es la lectura de termómetro de bulbo seco y húmedo interpretada por el cuadro sicrométrico• Tres técnicas tienen potencial aplicación en el futuro• Capacitiva• Resistiva• Oxido de Silicio poroso CETa Tech Training
  114. 114. Capacitivo• La constante dieléctrica de delgadas películas de polímero cambian linealmente con los cambios en la humedad relativa en la atmósfera CETa Tech Training
  115. 115. Resistivo• En una película gruesa de polímero, hay movimiento de iones con la variación de la HR, resultando en un cambio de la resistividad• Un diodo compensador de temperatura es usado para mejorar la precisión• Con una excitación de AC a 1 kHz, un cambio de 10 a 100% de HR produce una variación de 2*107 a 2*103 Ώ CETa Tech Training
  116. 116. Oxido de silicio• Un sensor de tipo capacitivo ha sido desarrollado utilizando OPS, como un dieléctrico absorbente de humedad, entre los electrodos de un capacitor• Un proceso de electrolisis ha sido usado para crear una delgada capa porosa sobre la parte superior de una galleta de silicio CETa Tech Training
  117. 117. Oxido de silicio• El silicio es oxidado por medio de un proceso a alta temperatura en presencia de oxigeno o de vapor• Electrodos metálicos son depositados en ambas caras del OPS para completar la estructura capacitiva• Cuando el vapor de agua contacta al sensor, este permea a través de la estructura porosa entre los electrodos. CETa Tech Training
  118. 118. Oxido de silicio• La respuesta de un sensor típico, incrementa 800% cuando es expuesto a un cambio de HR entre 1 y 40% CETa Tech Training
  119. 119. Sensor G• Los sensores de aceleración varían ampliamente en su fabricación y operación• Los hay mecanicos• Piezoelectricos• Piezoresistivos• Capacitivos CETa Tech Training
  120. 120. Mecánicos• El interruptor mecánico es un dispositivo que contiene un resorte una esfera metálica y un contacto eléctrico en un tubo tienen altas tolerancias de maquinado y dan amplia variación en el punto de disparo CETa Tech Training
  121. 121. Mecánicosaceleración CETa Tech Training
  122. 122. Piezoeléctrico Masa sísmicaElemento salidapiezoeléctrico soporte CETa Tech Training
  123. 123. Piezoeléctrico• Son efectivos en algunas aplicaciones, pero no son capaces de sensar 0 o bajas frecuencias de aceleración, menores de 5Hz y tienen efecto piro eléctrico.• Tienen una alta ganancia, bajo amortiguamiento y muy alta impedancia de salida, la gran ventaja es su amplio rango de temperatura (300˚C) y alta frecuencia de operacion (100Hz) CETa Tech Training
  124. 124. Capacitivo• Tiene grandes ventajas con respecto a otros métodos• Fácil implementación de auto prueba• Insensible a la temperatura• Tamaño reducido (500μ x 500μ )• Opera a bajas frecuencias CETa Tech Training
  125. 125. Capacitivo• Se puede aplicar voltaje a sus placas para producir cargas electrostáticas y balancear el sistema en aceleración• Espacio entre las placas de 2μ• Respuesta lineal• Buen amortiguamiento• micromaquinados CETa Tech Training
  126. 126. Aplicación• Como sensor de impacto en Air Bag• Suspensión inteligente• ABS• Control de tracción CETa Tech Training
  127. 127. Air Bag• Los interruptores mecánicos se deben localizar a ±40 cm del punto de impacto• Por lo cual se deben usar múltiples sensores (de 3 a 5)• Los sensores únicos localizados centralmente pueden ser PzE, PzR o Capacitivos CETa Tech Training
  128. 128. Air Bag• A 48 KPH, el sensor tiene 20ms para detectar un impacto y disparar la bolsa de aire• Esto resulta en una activación de la bolsa 50ms después del impacto• En este tiempo el ocupante se ha desplazado Aprx. 18 cm• Durante los 20ms iniciales se puede llegar a 20g pero el promedio es 5g CETa Tech Training
  129. 129. Air Bag• Los sensores centrales tienen ventajas sobre su contraparte mecánica• Menos sensores, por lo cual menor costo• Mejoramiento en sensado y precisión en el procesamiento de la señal• Mejor punto de disparo en diferentes tipos de chasis• Puede ser usado como bloqueo de cinturon CETa Tech Training
  130. 130. Suspensión inteligente• Se puede tener suspensión activa, semiactiva y adaptativa• Los resortes son remplazados por estaciones de rueda, las cuales están formadas por cilindros llenos de aceite, con un pistón que mantiene la distancia del chasis sobre los ejes• Detecta los incrementos de carga CETa Tech Training
  131. 131. Suspensión inteligente• La adaptativa es una alternativa de la anterior• La información de las ruedas delanteras es utilizada para predecir las condiciones del terreno y controlar la suspensión trasera• Usa menos sensores que la activa CETa Tech Training
  132. 132. Suspensión inteligente• Utiliza los siguientes sensores• Acelerómetros (2g)• Sensor de velocidad de rueda• Distancia de chasis a tierra• Recorrido de pistón CETa Tech Training
  133. 133. Detonación• 2khz a 17khz• La ubicación depende de cada diseño de motor• Los primeros usados fueron jerk• Tienen muchos componentes para ser economicos• pasoaltos CETa Tech Training
  134. 134. Detonación• Piezoeléctricos• El cristal seleccionado es el cuarzo• La señal se puede contaminar fácilmente• Piezocerámico• Plomo – Zirconio – Titanio• Cuando se encuentran en temperatura de fusión, se hacer pasar una corriente a través de los electrodos, y se polarizan CETa Tech Training
  135. 135. Detonación• Silicio• No es un piezoeléctrico, pero con micro maquinado se puede fabricar un acelerómetro• Reemplaza a los piezoceramicos, todo es cuestión de costos CETa Tech Training
  136. 136. ION sensor CETa Tech Training
  137. 137. ION sensor CETa Tech Training
  138. 138. ION sensor CETa Tech Training
  139. 139. ION sensor CETa Tech Training
  140. 140. ION sensor CETa Tech Training
  141. 141. ION sensor CETa Tech Training
  142. 142. ION sensor CETa Tech Training
  143. 143. • Hidrofono• Como las ondas de la detonación se trasmiten a todas las partes de motor, entonces se instalaron micrófonos en el refrigerante, usando esto como sensor de detonación. CETa Tech Training
  144. 144. Gas de escape• Los productos de una combustión completa son sustancias no toxicas, como dióxido de carbono y agua• Los requerimientos teóricos de aire son de aproximadamente 10m3 por litro de combustible • λ = AF/14.7 • λ< 1 exceso de combustible CETa Tech Training
  145. 145. ZrO2• Un elemento cerámico consistente de ZrO2 y oxido de yitrium es empleado como un electrolito sólido impermeable a gas• Esta mezcla de óxidos son más o menos perfectos conductores de iones de oxigeno sobre un amplio rango de temperaturas• sensor CETa Tech Training
  146. 146. Semiconductor• TiO2 y SrTiO3 adquieren un rápido equilibrio a temperaturas relativamente bajas• Al cambiar las concentraciones de oxigeno, cambia la conductividad• La resistencia eléctrica y el tiempo de respuesta son inversamente a la temperatura CETa Tech Training
  147. 147. Principio de operación• Un voltaje es aplicado a la resistencia RT TiO2, instalada en serie con otra de referencia• La caída de tensión sobre la serie depende de RT, respectivamente λ• En versiones de tres terminales el voltaje es tomado del calentador CETa Tech Training
  148. 148. Factores que afectan• Debido a la capa porosa protectora alrededor del electrodo, que se puede saturar, la curva del sensor se puede desplazar hacia el rango de pobreza• Este desplazamiento se pude deber a depósitos de aceite y SiO2, los cuales taponan parcialmente los poros de la capa protectora y reducen la temperatura del sensor CETa Tech Training
  149. 149. Factores que afectan• Fracturas de la capa protectora disminuyen el tiempo de respuesta del sensor llevando su curva característica hacia riqueza• La desactivación del electrodo debido a contaminación con plomo, puede producir una respuesta muy plana• Un efecto similar se presenta cuando la referencia atmosférica se contamina con agua o gases CETa Tech Training
  150. 150. Factores que afectan• Tensión mecánica producida por vibración por la pulsación de los gases, golpes de piedras y tensión del cable• El cable del sensor debe estar sellado para prevenir penetración de agua en su interior, causando distorsión de la referencia, al mismo tiempo este sello debe ser flexible. CETa Tech Training
  151. 151. Sensores de luz Los Sensores que miden la intensidad de la luz se pueden clasificar en dos tipos: •Los que generan electricidad al recibir iluminación. •Los que cambian alguna de sus propiedades al ser iluminados. Fotovoltaicos Opto interruptor reflexivoOpto interruptores Opto interruptor ranurado FotodiodoFotoconductores LDR (Light dependent resistor) CETa Tech Training
  152. 152. FotovoltaicosAl incidir luz sobre una unión PNse genera una tensión eléctricaque es función de la intensidad de la radiación (principio de celdas solares) CETa Tech Training
  153. 153. Opto interruptoresDispositivo para medir otras magnitudes (longitudes, ángulos, etc) o para detectar la presencia o ausencia de un objetoConsiste en un sensor de luz (fototransistor) y una fuente de luz (LED) Reflexivo Ranurado CETa Tech Training
  154. 154. Fotoconductores Al incidir luz sobre ellos , cambian sus propiedades de conducción eléctrica Al incidir la luz sobre él, se producirá una circulación de corriente que es proporcional a la intensidad de la luz.Fotodiodo Su sensibilidad es baja. Se utilizan los fototransmisores para incrementarla. Velocidad de respuesta alta (1μs o menos) Dispositivo resistivo que disminuye el valor de su resistencia al incrementar la luz. Se hacen con sulfuro de cadmio (SCd) LDR Velocidad de respuesta baja (10 ms) Longitudes de onda entre 380 nm y 750 nm CETa Tech Training
  155. 155. Sensores de fuerza Galga extensiométrica: Miden deformaciones variando su resistenciaDispositivos piezoeléctricos: Se usan para medir fuerzas. Secaracterizan por generar una salida eléctrica al someterlos a un esfuerzomecánico CETa Tech Training
  156. 156. Sensores de desplazamientoPotenciómetros : Producen una señal eléctrica proporcional a su posición CETa Tech Training
  157. 157. Sensores de velocidadInductivos : La inductancia de una bobina se ve afectada por la presencia de un material ferromagnético. CETa Tech Training
  158. 158. Generadores de voltaje• Piezo eléctricos• Dióxido de zirconio• Inductancia magnética CETa Tech Training
  159. 159. Resistivos e tr os ci óm en ores ot st P i rm tivos Te sis zo reP ie CETa Tech Training
  160. 160. InterruptoresFototransistores y LEDsSensores de velocidadSensores G CETa Tech Training
  161. 161. Actuadores• MOTORES PASO A PASO• MOTORES D.C.• SOLENOIDES• RELES• BIMETALICOS• PIEZOACTUADORES• ELECTROSTATICOS• ELECTROELOHICAL (particulas, viscosidad) CETa Tech Training
  162. 162. Señal Análoga CETa Tech Training
  163. 163. Señal Digital CETa Tech Training
  164. 164. LEDs y Fototransistores• Un fototransistor es un transistor que se activa con luz. Cuando se combina con un LED y entre ellos se coloca una rueda ranurada en un sensor de velocidad, un fototransistor puede proveer datos al computador acerca de la velocidad del vehículo.• En este tipo de sensor el LED es apuntado al fototransistor. Cuando la rueda ranurada es girada por el cable del velocímetro, rompe el haz de luz.• El ECU suministra un voltaje de referencia al colector del fototransistor y el emisor es conectado a tierra. Cada vez que la luz actúa sobre el fototransistor se activa, como si fuese un interruptor de palanca. Cada vez que el fototransistor es encendido, la línea desde el ECU es puesta a tierra y el voltaje se cae a 0 voltios. El ECU puede contar estos pulsos y calcular la velocidad del vehículo. CETa Tech Training
  165. 165. FOTOTRANSISTORRueda ranurada Cable de velocimetro led fotoacoplador fototransistor CETa Tech Training
  166. 166. FOTOTRANSISTORES• Este tipo de sensor se usa también como un sensor G o de desaceleración en vehículos con ABS. Este sensor tiene dos LEDs apuntados a dos fototransistores que están separados por una placa ranurada sobre un eje de oscilación. Cuando el vehículo se desacelera, la placa pivota sobre el eje y las ranuras alinean, uno u otro o ambos LEDs y fototransistores dependiendo de la desaceleración. Estas señales son enviadas al computador para determinar el nivel de desaceleración para una correcta operación del ABS CETa Tech Training
  167. 167. Procesos de medida En un proceso puede haber errores: diferencias entre el resultado obtenido y el valor real. La linealidad refleja si hay o no una relación lineal entre el valor real y el medido. La no linealidad es difícil de corregir, y por tanto es un parámetro importante. El offset o desviación cero refleja el valor medido cuando el sensor debería volver a cero. Genera un error pero es más fácil de corregir CETa Tech Training
  168. 168. LVDT• Uno de los primeros sensores utilizados para los sistemas de control CETa Tech Training
  169. 169. Sensor capacitivo de silicio CETa Tech Training
  170. 170. Piezoresistivo CETa Tech Training
  171. 171. Interruptores de láminas• Son habitualmente usados como sensores de posición o velocidad. Consisten de un conjunto de contactos que abren, adyacente a un imán. En la aplicación del sensor de velocidad, el magneto es unido a un cable de velocímetro y gira con el cable. Cada vez que uno de los polos pasa, el contacto del interruptor abre o cierra. Un voltaje es suministrado a un contacto del interruptor y el otro contacto es puesto a tierra. Cada vez que el interruptor se cierra, el voltaje es aterrizado a 0 voltios, como el sensor de velocidad de fototransistor. CETa Tech Training
  172. 172. REED SWITCH CETa Tech Training
  173. 173. Piezoelectrico CETa Tech Training
  174. 174. Piezoelectrico CETa Tech Training
  175. 175. CETaTech Training
  176. 176. Filtro de aire De De Aire Flujo Sensor Cuerpo de aceleración Camara de aire Sensor MAF Multiple de admision cilindros CETaTech Training
  177. 177. El actuador• Es un mecanismo electromecánico tal como un relé, solenoide o un motor.• Un actuador puede ajustar la velocidad de ralentí del motor, cambiar la altura de la suspensión o regular la entrada de combustible al motor. CETa Tech Training
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