Sensores: Aliados de la performance

Como bien sabemos, la tecnología actual nos ha permitido obtener mucha información de muchos elementos dentro de nuestro auto de calle. Desde un medidor de temperatura de ambiente, hasta un sensor de estacionamiento, los sensores están presentes en muchos sectores de los automóviles, siendo algunos, de vital importancia para la vida de nuestros queridos autos. Pasando a la competición, el número se reduce, porque claro está que un auto de carrera no necesita un sensor de estacionamiento u otro sensor para la comodidad de los pasajeros, lo veremos a continuación.

Como decíamos al principio de la nota, los sensores de los autos de calle están diseñados para diferentes motivos, ellos pueden ser: Comodidad del conductor, información para los pasajeros, facilitar el manejo del auto, obtener información necesaria, etc. Pero en la competición, los sensores se utilizan para un único motivo: Medir. ¿Y para qué queremos medir? Simple, para mejorar nuestro auto de competición en sus distintas áreas: aerodinámica, motor, transmisión, suspensión, frenos, neumáticos.

Veamos a continuación los diferentes sensores que podemos encontrar en un auto de competición.

Sensores de rotación – Inductivos y de efecto Hall

El sensor de rotación tiene la finalidad de enviar al módulo de inyección una señal eléctrica que posibilita la sincronización del sistema: tiempo de inyección, avance de ignición, punto muerto superior del motor, etc. 

El conjunto del sensor de rotación está formado básicamente por la rueda dentada o fónica, imán permanente, núcleo ferromagnético, bobina, cables de la bobina, malla de blindaje y conector del sensor.

El cable del sensor está completamente envuelto por una malla metálica denominada malla de blindaje. Esa malla se conecta a una línea a tierra y su función es evitar que las interferencias electromagnéticas compliquen el patrón de pulsos emitidos por el sensor.

Algunos sensores de rotación se encuentran delante del motor, en la polea, y otros son montados sobre el volante del motor. Este tipo de sensor también se utiliza para la adquisición de datos, midiendo las vueltas de un eje en la rueda y enviando esa información al Data Logger para obtener la velocidad del vehículo.

Estos sensores como dijimos se dividen en dos grupos: Inductivos y de efecto Hall, los primeros no necesitan alimentación, ya que trabajan a través de una variación en su campo magnético generada por la falta de un diente en la polea o rueda de sincronismo. En cambio los de efecto Hall necesitan de alimentación, para generar una variación de voltaje mediante la rueda de sincronismo o corona dentada, esta variación de voltaje es la información que se genera para enviarla a la Ecu o Data Logger.

Sensores potenciométricos – Lineales y giratorios

Estos tipos de sensores son los que en más áreas del auto se utilizan. Los sensores de desplazamiento potenciométricos, más comúnmente denominados potenciómetros, disponen de una pista híbrida conductiva que permite ofrecer sensores de resolución infinita y con un ciclo de vida muy elevado. Un potenciómetro tiene un funcionamiento sencillo, tiene una resistencia variable en cada extremo y una tercera conexión hacia un control deslizante, el cual nos permitirá aumentar o disminuir la resistencia propiamente. El propósito de esto es conseguir un valor variable entre las conexiones.

Sensores potenciométricos lineales.

Conociendo ya su principio de funcionamiento, los sensores lineales se pueden utilizar para medir: Recorrido de la suspensión y movimiento de los pedales (acelerador y freno). Para conocer el recorrido de la suspensión mediante este tipo de sensores, se coloca un sensor por cada suspensión, es decir, nuestro auto tendrá 4 sensores, que a través de su variación de resistencia generado por el movimiento de la suspensión, podremos obtener diferentes variables como, la altura del auto, la carga aerodinámica, el valor de frecuencia natural de suspensión, el rolido, la transferencia de pesos, Etc.

Sensores potenciométricos giratorios

Utilizando el mismo principio de funcionamiento que los lineales, los potenciómetros giratorios pueden venir en varias versiones: 

• Rotatorios: Su eje principal que varía el valor de resistencia, se comunica directamente con el elemento a medir. Utilizado como sensor de cambios en cajas de velocidades, movimiento de pedales, ejes de mariposa en carburadores y mariposa de admisión en motores de inyección electrónica (En estos últimos dos se utiliza para saber el valor de aceleración).

• De hilo: A diferencia del rotativo, el sensor giratorio de hilo funciona, como lo indica su nombre, con un hilo que se conecta en su extremo al elemento que queremos medir. Cuando este elemento gira o realiza su trabajo específico, tira del hilo y produce la variación de resistencia del sensor, ahí se genera la información. Este tipo de sensor se utiliza para la medición de la actividad de volante y movimiento de pedales.

Sensores infrarrojos.

 Los sensores infrarrojos, son  sensores pirométricos (medición de temperatura sin contacto), basados en la relación de la temperatura de un cuerpo y la radiación que este emite en el espectro infrarrojo (longitud de onda de 5 a 20 micrómetros). Esta medida está afectada por el coeficiente de emisividad del cuerpo (en el neumático prácticamente es 1). El punto de medición se proyecta ópticamente sobre elementos termosensibles, el pequeño calentamiento de estos elementos permite medir la temperatura del cuerpo en +- 0,5ºC. Este tipo de sensor se utiliza para la medición de temperaturas de neumáticos y frenos.

Termistores.

Un termistor es un elemento de detección de temperatura compuesto por material semiconductor sinterizado que presenta un gran cambio en la resistencia en proporción a un cambio pequeño en la temperatura. En general, los termistores tienen coeficientes de temperatura negativos, lo que significa que la resistencia del termistor disminuye a medida que aumenta la temperatura. Estos sensores se dividen en dos grupos:

• Termistores NTC: Un termistor NTC es un sensor de temperatura por resistencia, que varía su valor con la temperatura con un coeficiente negativo. La forma de la curva característica de esta resistencia no es lineal, sino en forma de curva por la variación de la temperatura.
• Termistores PTC: O también llamados Termistores de Coeficiente de Temperatura Positivos son aquellos que aumentan la resistencia cuanta más temperatura alcance el elemento. El aumento de la resistencia y de la temperatura, por lo tanto, son proporcionales y siguen una línea positiva similar.

Estos dos tipos de sensores también se utilizan en muchos elementos de un auto de competición, como por ejemplo: La temperatura de aceite del motor, temperatura del refrigerante, temperatura de líquido de freno, entre otros.

Sensores de aceleración.

Cuando algo se acelera, la propiedad de la masa, que es su inercia, genera una fuerza que se opone al movimiento. Esto lo sentimos en el cuerpo en infinidad de ocasiones, y lo vemos en otros ejemplos a diario. En un sensor de aceleración, se usa el mismo principio físico, y se mide la fuerza que actúa sobre una masa, o se mide el desplazamiento a la que se ve sometida dicha masa, por acción de esta fuerza “inercial”. Estos sensores también los conocemos por “Acelerómetros”.

Existen diferentes tipos de acelerómetros: Bi-axiales y Tri-axiales.

• Bi-axiales: Miden la aceleración en dos ejes, es decir,  X e Y. Utilizado para medir aceleraciones longitudinales y laterales.
• Tri-axiales: Miden la aceleración en 3 ejes, es decir, X, Y, Z. Además de medir aceleraciones laterales y longitudinales como el Bi-axial, este acelerómetro puede medir el giro.

Sensor de oxígeno – Sonda Lambda.

El sensor de oxígeno, también llamado Sonda Lambda, tiene la misión de medir la concentración de oxígeno en los gases de escape para que el motor adapte la mezcla de aire-combustible, consiguiendo con esto, que la combustión interna del motor sea la correcta.

Autor: Nelson Vigliani  

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