Funcionamiento y Tipos de Sensores Automotrices: Temperatura y Presión

Función de los Sensores y Actuadores en el Vehículo

Los sensores son componentes esenciales cuya función principal es convertir el valor de una magnitud física (como temperatura, presión o velocidad) en una señal eléctrica. Esta señal es enviada a la UCE (Unidad de Control Electrónico), que procesa esta información y establece los valores adecuados para que los actuadores funcionen correctamente.

Ejemplos de Sensores y Actuadores

• Sensores: Miden magnitudes como Temperatura, Presión (absoluta, del turbo), Velocidad.
• Actuadores: Ejecutan acciones como controlar el Ralentí, operar los Inyectores, ajustar la presión del turbo.
• UCE (Unidad de Control Electrónico): Recibe datos de los sensores y envía comandos a los actuadores.

Clasificación de Sensores según su Principio de Funcionamiento

Sensores de Temperatura

También llamados termistores, son elementos que envían una señal eléctrica en función de la temperatura a la que están sometidos.

Sensor PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo)

Compuesto por un material cuya resistencia eléctrica es directamente proporcional a la temperatura a la que se encuentra. Suelen ser metálicos.

Características y Usos:

• Muy sensibles, pueden detectar pequeñas variaciones de temperatura.
• Requieren una electrónica de control precisa que amplifica la variación de resistencia.
• Se utilizan comúnmente en el caudalímetro (sensor de flujo de masa de aire).

Sensor NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo)

Su resistencia eléctrica es inversamente proporcional a la temperatura a la que se encuentra. Generalmente no son metálicos.

Características y Usos:

• Medición de temperatura del líquido refrigerante.
• Medición de temperatura del aceite del motor.
• Medición de temperatura del combustible.
• En transmisiones automáticas: temperatura del aceite de embragues y frenos internos.
• En sistemas de climatización: temperatura del aire exterior e interior.
• Control de sobrecalentamiento en componentes como frenos o amplificadores.

Bimetal o Termocontacto

Consiste en la unión física (a menudo por soldadura) de dos láminas de metales diferentes. A baja temperatura, ambas láminas mantienen la misma longitud. Al calentarse, uno de los metales se dilata más que el otro, provocando que el conjunto se curve hacia el metal de menor longitud. Esta curvatura puede hacer contacto con un terminal, cerrando un circuito eléctrico.

Uso Común:

• Activación de electroventiladores del radiador.

Sensores de Presión

Son elementos que producen o modifican una señal eléctrica en función de la presión a la que están sometidos.

Sensor Piezorresistivo

Fabricado con un material semiconductor dotado de elasticidad. Al ser deformado por la presión exterior, su resistencia eléctrica varía.

Tipos de Circuito Eléctrico:

• Divisor de tensión: Configuración simple para medir la resistencia variable.
• Puente de Wheatstone: Se utiliza cuando se requiere medir la diferencia de presión entre dos puntos (presión diferencial). El sensor MAP (Manifold Absolute Pressure) es un ejemplo que a menudo utiliza esta configuración.

Usos Principales:

• Medición de la presión del turbocompresor.
• Medición de la presión del combustible.
• Sensor MAP (presión absoluta del colector de admisión).

Sensor Piezoeléctrico

Utiliza materiales (cristales) que generan una carga eléctrica cuando se someten a presión o deformación mecánica. Cuando no está sometido a presión, adopta una estructura cristalina con cargas positivas y negativas distribuidas uniformemente. Al aplicar presión, las cargas se desplazan, creando una pequeña diferencia de potencial eléctrico en cada átomo. La suma de estas pequeñas diferencias a través del cristal genera un voltaje apreciable.

Usos Comunes:

• Sensor de picado de biela (detección de detonaciones en el motor).
• Sensor de presión del líquido de frenos.
• Sensores de impacto (para sistemas de airbag).

Manocontacto (Interruptor de Presión)

Es básicamente un interruptor que se activa o desactiva automáticamente al alcanzar una presión determinada (umbral).

Funcionamiento:

Consta de una membrana o diafragma y un muelle. A baja presión, el muelle mantiene la membrana alejada de los contactos eléctricos (circuito abierto). Cuando la presión del fluido alcanza el valor umbral, vence la resistencia del muelle, la membrana se mueve y cierra el circuito eléctrico al tocar los contactos.

Usos Comunes:

• Indicador de baja presión de aceite del motor (luz testigo en el tablero).
• Sensor de presión del líquido hidráulico en transmisiones automáticas.
• Sensor de presión del refrigerante en el circuito de aire acondicionado.