INSTRUMENTACIÓN EN MOTORES ELECTRÓNICOS

Tipos de sensores

• Presión

• Temperatura

• Posición

• Velocidad

ANALÓGICO DIGITAL0... 5...5´01...5´2 ...10 1

D1 D2 D3Sobrevelocidad

1111

1111

1111

19002000210022002300240025002600

VALORES INTERMEDIOS

2 VALORES: /1, V/F, SI/NO Aplicación:

Codificación de datos para una alarma:Tabla de conversión de un sensor analógico:

T(ºC)

Tensión (V)

5 V

0 V0,2 V

4,8 V

0 ºC 120 ºC34 ºC

1,9 V

A (Alimentación)

B (Retorno Analógico)

C (Señal)

Se suelen alimentar a 5 voltios desde el ECM. Tienen tres líneas: Señal, Alimentación y Retorno. La señal que proporcionan varía suavemente en el tiempo y de forma proporcional a la magnitud medida. El valor de la señal es generalmente una tensión continua (DC) de valor entre 0,2 y 4,8 voltios.

AUTODIAGNÓSTICO

Tiempo

Tensión (DC)

4,8 V

0,2 V

5 V

SEÑAL

Paceite

Sensores de

Presión

Sensor de Presión de TurboSensor de Presión Atmosférica

Sensor de Presión de aceite del motor

Fallo del circuito del sensor de presión:- ABIERTO: La señal de voltaje es igual o superior a la de alimentación- CORTO: La señal de voltaje es cero voltios

Todos los sensores se autocalibran al dar alimentación durante 5 seg.

Presión AdmisiónPresión Aceite (Filtrado)Presión Aceite (No Filtrado)Presión Fuel (Filtrado)Presión Fuel (No Filtrado)Presión CárterPresión Entrada Turbo Izq.Presión Entrada Turbo Der.

Calibración de Sensores de PresiónActúa como la REFERENCIA a la que se calibran los otros sensores.

100 kPa

Antes

100 kPa

Después

FUNCIONES del sensor de Presión Atmosférica

FUNCIONES del sensor de Presión Atmosférica

1 atm

PPA

GAPAbs

AP

aAfmosféricP

Pabs = PAtmosférica + PManométrica

Cálculo de presiones Absolutas y Manométricas

Detaración por ALTITUD

Alarma de restricción de filtros de aire

Mapa de DETARACIÓN por altitud% CARGA

PRESIÓN ATMOSFÉRICA EN kPa

Altitud en pies

Presión (kPa)

Tensión (V)

5 V

0 V0,2 V

4,8 V

0 kPa 500 kPa180 kPa

1,7 V

OIL

PR

ESS

UR

E IN

kP

a

OIL

PR

ESS

UR

E IN

PSI

OIL

PR

ESS

UR

E IN

kP

a

600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 180060

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

ENGINE RPM

1900

320

340

8.7

11.6

14.5

17.4

20.3

23.2

26.1

29

31.9

34.8

37.7

40.6

43.5

46.4

49.3

OIL

PR

ESS

UR

E IN

PSI

kPa x 0.145 = PSI

2000

Sensores de Temperatur

aSensor de Temperatura de RefrigeranteSensor de Temperatura de Aire de AdmisiónSensor de Temperatura de CombustibleBásicamente se emplean dos

tipos:

- RTDs

- Termopares

PT-100

NTC: Negative Temperature Coefficient

PTC: Positive Temperature Coefficient (PT-100)

RTD: Resistance Temperature Detector

Fallo del circuito del sensor de temperatura:- ABIERTO: La señal de resistencia es muy alta- CORTO: La señal de resistencia es cercana a cero

RTDs - 2 CablesRTDs - 2 CablesRTDs - 3 CablesRTDs - 3 Cables

RTDs - 4 CablesRTDs - 4 Cables

RTDsRTDsNormalmente se emplean RTDs de 3 cables (el tercero es para compensación de la resistencia de los cables).

Curvas:Americana: = 0,00392 ohm/ºCEuropea: = 0,00385 ohm/ºC

RTDRR seRTD

returnRTD sen

Se suelen alimentar a 8 voltios desde el ECM. Tienen tres líneas: Señal, Alimentación y Retorno. La señal que proporcionan es un tren de pulsos de onda cuadrada en los que se mantiene la frecuencia y varía el ciclo de trabajo. Para Autodiagnóstico se reservan los intervalos (0%-5%) y (95%-100%) de ciclo de trabajo.

(Alimentación) A(Masa) B (Señal) C

SENSOR DIGITAL: Señal PWM (Pulse Width Modulation)

Modulación en Anchura de Pulso

1 2 3 4 5 6 7

Tensión

Tiempo

Ciclo de trabajo (Duty Cycle): Anchura de pulso activo

50% 5% 95%Mínimo ciclo de trabajo Máximo ciclo de trabajo

Los sensores de acelerador (Throttle) trabajan con señales PWM de frecuencia 485 HzAlimentados a 24 V o 8 V (3500)

Sensores de efecto HALLEl efecto Hall relaciona la tensión entre dos puntos de un material conductor o semiconductor con un campo magnético a través del material.

Se hace circular una corriente por el material conductor y se acerca un imán. Entonces aparece una tensión entre dos puntos transversales del cable.

CORRIENTE

CONDUCTOR

CAMPO MAGNÉTICO

+ + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - -

TENSIÓN

IMÁN

FuncionamientoLa tensión obtenida (V), una vez tratada y amplificada corresponde con un nivel alto (de 5 a 12 voltios).Cuando un objeto (ferromagnético) se aproxima al sensor, el campo provocado por el imán en el elemento se debilita. Obtenemos entonces un nivel bajo (de 0 a 0,5 voltios).Si intercalamos distintos objetos (dientes) obtendremos una señal digital.

+

-V

Se suelen alimentar a 12,5 voltios desde el ECM. Tienen tres líneas: Señal, Alimentación y Retorno. La señal que proporcionan cumple:

— Es un tren de pulsos de onda cuadrada copia del patrón de dientes labrados en la rueda de vel./avance. El ECM la usa para determinar el sentido de rotación y la posición del cigüeñal (PMS de cada cilindro, a efectos de calcular el AVANCE)— El ECM calcula la frecuencia de la señal para controlar la velocidad (modulación en frecuencia)

La célula sensora trabaja por efecto HALL.

(Alimentación) A(Masa) BC (Señal)

Velocidad-Avance

CAT está empezando a montar, en los motores más modernos, un pack de dos pick-up magnéticos, de forma que ambas señales se complementan y el ECM recibe completa y precisa información sobre la velocidad y el PMS de cada cilindro en cualquier situación de trabajo del motor. Esto sustituye a los tradicionales sensores digitales de V/A.

Se tiende a eliminar los sensores digitales.

Empleados para medir velocidad. Tienen dos líneas: Señal y Retorno. Genera una señal de alterna. Tensión proporcional a la velocidad. Frecuencia exactamente proporcional a la velocidad.

NORTE

SUR

+ Señal

- Retorno

Generación de las líneas de Campo

Magnético

Tensión (AC)

Tiempo

SUR

NORTE

+

_

Generación del pulso de señal

El montaje del pick-up exige dejar un entre-hierro adecuado(entre la cabeza sensora y los dientes del volante o rueda dentada)

Entre hierroAjustable

Blockingscrew

Magnet icpick up

Neededgap

Clear ( ig al

el

Entre hierro necesario

Línea de señal

Aislamiento eléctrico

Contra-tuerca

Entre hierro ajustable

Pick Up Magnético

Líneas de campo magnéticoImán permanente

Rueda dentada (material ferroso)

Tensión (AC)

Tiempo

Muy poco entre-hierroDemasiado entre-hierro

Sensor de velocidad: Pick Up magnético

Ejemplo MOTOR C-9 (3306)Analógicos:

5 ± 0,5 voltios

ALIMENTACIÓN

Digitales:8 ± 0,5 voltios

Ejemplo MOTOR C-9

ALIMENTACIÓN

Señal

Alimentación +V

Tierra

5V 1V

6V

Tensión de desconexión

Sirve para localizar averías en las líneas que van desde el conector hasta el mazo de pines del ECM. La TENSIÓN de DESCONEXIÓN debe ser aproximadamente la tensión de alimentación del sensor + 1V. No está pensada para sensores de frecuencia o velocidad.