Cómo funciona el sensor de par

En los años 60, los automóviles sólo tenían sensores de presión de aceite, sensores de cantidad de aceite y sensores de temperatura del agua, que estaban conectados a instrumentos o luces indicadoras. En la década de 1970, para controlar las emisiones, se agregaron algunos sensores para ayudar a controlar el sistema de energía del automóvil, porque los convertidores catalíticos, los dispositivos de encendido electrónico y de inyección de combustible que aparecieron en el mismo período requerían estos sensores para mantener un cierto nivel de aire-combustible. proporción para controlar las emisiones. En la década de 1980, los frenos antibloqueo y las bolsas de aire mejoraron la seguridad de los automóviles. Hoy en día, los sensores están en todas partes. En el sistema de energía, hay sensores que se utilizan para medir la temperatura y la presión de varios fluidos (como la temperatura del aire de admisión, la presión de las vías respiratorias, la temperatura del agua de refrigeración, la presión de inyección de combustible, etc.); de cada parte (como la velocidad del vehículo, la apertura del acelerador, el árbol de levas, el cigüeñal, el ángulo y la velocidad de la transmisión, la posición de EGR, etc.) también se utilizan sensores para medir la carga del motor, los golpes, las fallas de encendido y el contenido de oxígeno en los gases de escape; determinar la posición del asiento en los sistemas de frenos antibloqueo y controles de suspensión para medir la velocidad de las ruedas, la diferencia de altura de la carretera y la presión de los neumáticos para proteger a los pasajeros de los asientos delanteros no solo requieren más sensores de choque y aceleración, sino también sensores como los de la posición del pasajero. y el peso son necesarios para garantizar un trabajo oportuno y preciso. Frente al volumen lateral del fabricante, los airbags de techo y los airbags laterales para la cabeza más sofisticados, hay que añadir sensores. A medida que los investigadores utilizan sensores anticolisión (radar de alcance u otros sensores de alcance) para determinar y controlar la aceleración lateral del automóvil, la velocidad instantánea de cada rueda y el par requerido, el sistema de frenos se ha convertido en una parte integral del sistema de control de estabilidad del automóvil. . En resumen, el antiguo sensor de presión de aceite y el sensor de temperatura del agua son independientes entre sí y, en realidad, algunos son equivalentes a interruptores porque tienen valores máximos o mínimos claros. A medida que se desarrollen la electrónica y los sensores digitales, sus valores de salida serán más relevantes. Para ello, los fabricantes están desarrollando y produciendo mejores sensores. Aquí hay algunos productos nuevos en este espacio.

Sistema de detección de iones

Mitsubishi Electronics está desarrollando un sistema de detección de iones para vehículos. Este sistema puede monitorear las condiciones de combustión de cada cilindro del motor mediante la detección de iones. A medida que la mezcla combustible continúa ardiendo, se produce ionización cerca del pico de combustión. Al colocar una sonda polarizada en el cilindro, la corriente iónica se puede medir en relación con las condiciones de ionización.

El sistema de control de información puede reflejar diversas condiciones de combustión del motor y consta de una bujía con una sonda, una bobina de encendido con accesorios de prueba y un conjunto de módulos electrónicos que procesan señales de flujo de iones. Se pueden juzgar las condiciones de encendido, combustión y detonación de cada cilindro. Una función adicional será monitorear el estado de la mezcla del motor, es decir, controlar la relación aire-combustible de cada cilindro en función de las condiciones de combustión mostradas por el flujo de iones.

Arrancar rápidamente el sensor de oxígeno

Cuando el coche está frío, el motor emite la mayor cantidad de CO y HC, lo que requiere que el sensor de oxígeno arranque lo antes posible y entre en la zona cerrada. estado de control del bucle. NGK Spark Plug Co., Ltd. ha desarrollado un nuevo tipo de sensor de oxígeno que puede lograr un control de circuito cerrado en 15 segundos. Se ha mejorado el dispositivo de calentamiento del sensor reduciendo el área de calentamiento y la impedancia. Gracias al uso de nuevos materiales y un nuevo sistema de control de temperatura, la vida útil del calentador es similar a la de los tipos existentes y se han mejorado sus características de baja temperatura.

Sensor de deslizamiento lateral

Bosch ha desarrollado un sensor bidireccional compuesto por un acelerómetro lineal que utiliza un cristal piezoeléctrico. Esta combinación facilita la configuración del sensor, el procesamiento de señales y el empaquetado. Este sensor tiene dos generadores de señales micromecanizados correspondientes a un plano de referencia en la dirección de la aceleración medida. La fuerza correspondiente se puede medir mediante una señal independiente correspondiente a un plano de referencia. Sin embargo, el alto factor de calidad Q permite empaquetar el sensor bajo presión normal.

Sensor de velocidad angular resonante piezoeléctrico

El sensor desarrollado por Mitsubishi Electronics es una estructura de vidrio-silicio-vidrio, y su parte resonante es un haz de silicio fabricado mediante grabado. Excitado por un oscilador externo, su frecuencia de resonancia es de aproximadamente 4 KHz. El espesor del haz es el mismo que el de la oblea de silicio, y su anchura y longitud se determinan mediante grabado. La conexión entre el haz de silicio y el soporte de vidrio adopta un proceso de soldadura anódica al vacío para garantizar que su frecuencia natural no cambie mucho.

El cambio en la velocidad angular se puede medir basándose en el cambio en la capacitancia entre los electrodos metálicos en los soportes de vidrio en ambos lados del haz de silicio causado por cambios en la frecuencia de vibración. El circuito del sensor consta de un convertidor de capacitancia a voltaje (C-V) y un demodulador síncrono. Un convertidor C-V es un comparador de conmutación de condensadores (ASIC). Cuando el rango de medición es 200°/s, la no linealidad es 65438±0%.

Sensor de alto voltaje

Denso Corporation ha desarrollado un sensor de inmersión de alto voltaje. Estos sensores se pueden utilizar para detectar la presión del aceite del motor, sistemas hidráulicos, gasolina y refrigerante del aire acondicionado, como el sistema de control hidráulico del freno, compresor y bomba de dirección asistida del aire acondicionado al ralentí, el sistema de control de combustible, sistema de control de suspensión y presión hidráulica de la transmisión automática. Las presiones de estos sistemas oscilan entre 2 MPa y 20 MPa, mientras que los sensores pueden soportar 38 MPa.

Este tipo de sensor está encapsulado con pegamento de resina en lugar del metal y vidrio habituales, formando así un canal de molécula de aceite lo suficientemente grande como para lograr un diseño óptimo de forma y tamaño de sellado entre los componentes. Todos los componentes, incluido el elemento sensor de presión y el circuito amplificador, están integrados en un solo chip.

Dispositivo de detección de calentamiento directo

El Centro de I+D de General Motors está intentando utilizar un sistema de detección de calentamiento directo para inhibir el despliegue de las bolsas de aire laterales de los asientos traseros para adultos (RFIS). La temperatura de la superficie del asiento del pasajero se compara con la temperatura de funcionamiento del asiento del conductor y, si difieren de los valores predeterminados, se inhibe el despliegue del airbag. La temperatura del asiento del pasajero se mide mediante un termistor instalado en la superficie del asiento, ya sea un termistor de calentamiento directo o un termistor de calentamiento indirecto.

De hecho, este sistema de supresión puede utilizar una variedad de métodos de detección. Cuando los detectores térmicos directos no funcionan de manera suficientemente confiable, se pueden usar otros métodos para mejorar la confiabilidad del sistema. Se han propuesto otros sensores, como el uso de luz ultrasónica, de microondas, óptica e infrarroja para medir el peso, la capacitancia y la vibración. También se recomienda que el sistema de supresión esté equipado con una variedad de dispositivos de detección para que funcione de manera más confiable.

Sensor de viscosidad del aceite

El momento de cambiar el aceite generalmente se basa en el tiempo o kilometraje especificado por el fabricante. Algunos fabricantes adoptan un enfoque más avanzado y calculan los intervalos de cambio de aceite registrando la velocidad y la temperatura del motor. Lucas Varity está desarrollando un sensor de viscosidad de vibración piezoeléctrico que funciona de manera similar a un viscosímetro de vibración: cuando un vibrador (bola, placa o varilla) se amortigua viscosamente, su frecuencia de vibración se atenúa. Por tanto, se pueden utilizar vibradores de diferentes formas para medir algunos parámetros de viscosidad y densidad. El vibrador de un viscosímetro vibratorio es una varilla sensible al tiempo que puede excitarse para producir vibraciones torsionales. Midiendo la amplitud y el ancho de banda de resonancia correspondientes a la viscosidad del líquido, se puede determinar la viscosidad (con precisión, debe ser el valor combinado de viscosidad y densidad). Se puede ver que un viscosímetro de vibración es un dispositivo que determina la viscosidad midiendo la forma de onda de corte transmitida por un líquido. Sin embargo, debido a la distorsión de la forma de onda de corte en el punto de contacto entre el sensor y el líquido, la correspondencia entre el valor de prueba y el líquido es deficiente.

Los sensores de viscosidad proporcionan una interfaz para mejorar la relación de contacto entre el elemento sensor y el líquido, similar en principio a los conocidos transductores ultrasónicos utilizados en biomedicina y embarcaciones marinas.

El núcleo del sensor es un transductor piezoeléctrico que produce un movimiento tangencial cuando se le aplica voltaje. Los electrodos se colocan en la superficie del cristal piezoeléctrico mediante deposición por evaporación del metal y luego todo el cuerpo se recubre con una capa aislante.

El escáner de frecuencia determina la frecuencia de resonancia del elemento sensor a partir del voltaje de CA generado por el oscilador. Porque en resonancia, la resistencia del elemento sensor alcanza el valor máximo y, a medida que cambia la viscosidad del líquido, el valor pico también cambia en consecuencia y se convierte en una señal de voltaje a través del circuito de detección de pico.

El espesor de la capa aislante se determina en función del rango de viscosidad medido. Debido a que la onda de corte reflejada desde la interfaz líquida debe ser absorbida completamente por la capa aislante, el espesor de la capa aislante es aproximadamente uno. cuarto de longitud de onda.

Sensor de velocidad magnético

SST Technology Co., Ltd. ha desarrollado un sensor integrado, que es un sensor de velocidad magnético que integra materiales de alta magnetorresistencia (GMR) y dispositivos semiconductores. Los materiales de alta magnetorresistencia se caracterizan por un valor de resistencia que cambia con los cambios en el campo magnético. Este dispositivo semiconductor consta de un procesador de señal y un regulador de voltaje fabricados en la misma placa de circuito BICMOS. Primero, el material de alta magnetorresistencia se rocía sobre el sustrato BICMOS y la resistencia se fabrica mediante fotolitografía y procesos de grabado. Está conectado al circuito BICMOS mediante papel de aluminio, que luego se recubre con una aleación a su alrededor para concentrar las líneas del campo magnético.

El sensor tiene una estructura bipolar y emite una señal de pulso de onda cuadrada a través de conversión de nivel. Su frecuencia de salida es la misma que la de los dientes del engranaje de señal magnética suave, y el mecanismo de excitación es un imán permanente. Debido a que el circuito de procesamiento de señales del sensor está acoplado a CC, puede manejar condiciones de velocidad cero. Y su alta sensibilidad le permite trabajar en un espacio de aire más grande.

El sensor ABS que utiliza la tecnología anterior tiene las características de procesamiento de velocidad cero, una estructura bipolar en la que la señal de salida cambia entre dos niveles y la frecuencia del pulso es la misma que la frecuencia de rotación de la señal. dientes de engranajes o polos magnéticos. Cuando la relación de ancho de banda es (50 · 10)% y el módulo de dientes del engranaje es 2,5, las características del entrehierro pueden alcanzar 3 mm dentro del rango de temperatura y frecuencia de funcionamiento permitido.