Sensores: Componentes Clave en la Detección

Sensor PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo)

El sensor PTC está compuesto por un material cuya resistencia es directamente proporcional a la temperatura a la que se encuentre. Su resistencia (R) es directamente proporcional a la temperatura (T) en grados Kelvin, con un coeficiente de temperatura positivo.

Características Principales

• Tienen una gran sensibilidad y pueden detectar incluso pequeñas variaciones de temperatura.
• Debido a esta gran sensibilidad, los sensores incorporan una electrónica de control muy precisa.
• La incorporación de esta electrónica de control hace inviable la comprobación directa de la resistencia interna.

Los sensores PTC se suelen utilizar como medidores de caudal de aire espirado por el motor.

Sensor NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo)

El sensor NTC es un material no metálico cuya resistencia es inversamente proporcional a la temperatura a la que se encuentre. kn es la constante de proporcionalidad, R es la resistencia y T es la temperatura.

Aplicaciones Comunes

• En el motor: Se emplean para saber la temperatura del líquido refrigerante (antes y después del radiador, etc.).
• En la transmisión automática: Para conocer la temperatura del aceite, embragues y frenos internos.
• En la climatización: Para medir la temperatura del aire mezclado y del interior del habitáculo.

Puede haber muchos más sistemas que incorporen sensores de temperatura para controlar el sobrecalentamiento.

Piezorresistencia

La piezorresistencia es un material dotado de cierta elasticidad que, al ser deformado por la presión exterior, varía su resistencia eléctrica. Utiliza láminas de grafito sobre soportes de silicio.

Usos Frecuentes

• Medición de la presión del aire del colector de admisión.
• Presión del turbocompresor.
• Presión del aire exterior.
• Presión del fluido refrigerante.
• Presión del combustible.
• Presión de aceite y embragues de las cajas de cambios automáticas.
• Sensores de ocupación de asientos.

Sensor Piezoeléctrico

El sensor piezoeléctrico está basado en la propiedad que presentan materiales como el cuarzo, bario, titanato o turmalina. Consiste en la aparición de una diferencia de potencial entre sus extremos cuando estos materiales están sometidos a una presión externa.

Ejemplos de Aplicación

• Sensor de picado de biela.
• Presión de inyección.
• Sensor de líquido de freno en sistemas de ESP.
• Sensor de impacto.

Manocontacto

El manocontacto es un interruptor que se activa cuando se alcanza un determinado valor de presión.

Áreas de Uso

• En el motor: Como sensor de presión de aceite.
• En transmisiones automáticas: Como sensor de presión del líquido hidráulico.
• En el aire acondicionado.

Sensores Electromagnéticos

Inductivo

El sensor inductivo provoca una variación de flujo magnético para generar una corriente eléctrica en una bobina.

Aplicaciones

• En el motor: Como sensor de giro y posición de cigüeñal, y también como sensores de la base del árbol de levas.
• En los frenos: Como sensor de velocidad de cada rueda.
• En los embragues pilotados: Como sensor de giro (entrada y salida).
• En transmisiones automáticas: Como sensor de giro de cada velocidad.

Sensor Hall

El sensor Hall está basado en la aparición de una diferencia de potencial eléctrico en ciertos materiales que se encuentran bajo la influencia de un campo magnético a través de los cuales circula una corriente eléctrica. Son especialmente indicados para la alimentación de un transistor NPN que suministra una señal binaria en dos estados.

Usos del Sensor Hall

• Sensor de velocidad angular y posición en motores térmicos.
• Sensor de fase de árbol de levas.
• Sensor de giro.
• Sensores de ruedas.
• Aceleración.
• Posición de motores eléctricos de tracción y un amplio surtido de aplicaciones.

Sensor Reed

El sensor Reed consiste en un interruptor que se cierra en presencia de un campo magnético. Para ello, es necesario que el interruptor esté fabricado con material ferromagnético. Generalmente están protegidos por una cápsula de vidrio para evitar su oxidación.

Aplicaciones del Sensor Reed

• Sensor de nivel de aceite.
• Sensor de nivel de líquido de frenos.
• Sensor de vuelco.
• Sensor de marcha puesta.

Sensor Capacitivo

El sensor capacitivo consiste en un condensador de láminas paralelas. El material dieléctrico de las capas es un elemento del cual se desea medir sus propiedades.

Ámbitos de Aplicación

• En climatizadores: Sensor de humedad.
• Sensores de pureza del aire.
• Sensores de calidad del aceite.
• Sensores de detección del tipo de combustible.

Sensores de Posición

Divisor de Tensión

El divisor de tensión es una resistencia variable en la que uno de sus extremos está conectado a una tensión y el otro a masa. Al variar la posición del cursor, obtenemos una señal de tensión variable.

Aplicaciones Típicas

• Sensor de posición de mariposa.
• Sensor de posición de chapaletas.
• Medidores de caudal.
• Sensores de posición de trampillas.
• Sensor de posición del acelerador.
• Para conocer la posición actual del elemento móvil.

Sensor de PWM (Modulación por Ancho de Pulso)

El sensor de PWM consiste en un circuito electrónico que incluye una resistencia variable que proporciona una señal de dos valores, cuya anchura varía con la posición de la resistencia.

Sensor de Oxígeno

El sensor de oxígeno es un generador de tensión que está basado en la diferencia de contenido de oxígeno entre dos fluidos. La más importante es la sonda Lambda, que verifica la composición de los gases de escape.

Sensores de Ultrasonidos

Los sensores de ultrasonidos utilizan ondas sonoras de frecuencia no audible para detectar la presencia de objetos o personas.

Sensor de Distancia

El sensor de distancia es un elemento muy utilizado como ayuda al aparcamiento. No solamente evita molestos golpes contra otros vehículos, sino que también es un elemento de seguridad al evitar atropellos.

Tipos de Señales de Sensores

Tensión Analógica

Consiste en una tensión variable que oscila, dependiendo del valor que se desea transmitir, entre dos valores de tensión. Ejemplos: polímetro, NTC, PTC, piezorresistencia, divisor de tensión, sensor de oxígeno, óptico.

Tensión Alterna

El valor de tensión y el de la frecuencia. Ejemplos: osciloscopio, piezoeléctrico, inductivo, capacitivo, ultrasonido, radiofrecuencia.

Tensión Digital

Se caracteriza por tener solamente dos estados (valor alto, valor bajo). Ejemplos: osciloscopio (en caso de que cambie el valor), polímetro, PTC (bimetal), manocontacto, Hall, Reed, PWM, interruptor automático y manual.

Actuadores: Transformando Señales en Acción

Actuadores Electromagnéticos

Los actuadores electromagnéticos son aquellos elementos que reciben una señal eléctrica para realizar un movimiento motivado por la acción de un campo magnético. Incluyen actuadores deslizantes, rotativos y relés.

Actuadores Deslizantes

Aprovechan la acción de un campo magnético sobre un material ferromagnético para provocar un movimiento lineal. Están producidos por dos electroimanes.

Aplicaciones

• Inyectores.
• Actuador del ralentí.
• Posición de árbol de levas.
• Electroválvulas de sistema antibloqueo de frenos (ABS).
• Acoplamiento de electroválvula de marcha en cajas de cambios automáticas.
• Trampillla de direccionamiento del aire.

Actuador Rotativo

Manda una rotación de un motor eléctrico que gira completamente o un cuarto de vuelta.

El Relé

El relé es un interruptor accionado por un campo magnético provocado por una bobina. Cuando pasa corriente por la bobina, esta crea un campo magnético que activa un interruptor interno y permite el paso de corriente a través de los contactos.

Motores Eléctricos

Los motores eléctricos son elementos que utilizan la fuerte atracción y repulsión de campos magnéticos para generar movimiento de rotación.

Motor de Corriente Eléctrica Continua (DC)

Es un tipo de motor que en su interior alberga campos magnéticos (uno fijo y otro móvil).

Usos

• Bombas eléctricas de combustible.
• Elevalunas eléctricos.
• Bloqueo de puertas.
• Apertura de techo, etcétera.

Motor Paso a Paso

Aprovecha las propiedades de un material ferromagnético que se imanta y se alinea cuando se somete a un campo magnético.

Calefactores

Los calefactores son actuadores basados en el efecto Joule. Cuando pasa corriente eléctrica por un material, este experimenta un calentamiento producido por la colisión de las cargas eléctricas en los átomos.