Los sensores de velocidad y posición del motor son componentes electrónicos encargados de proporcionar a la unidad de control del motor (ECU) información esencial para el funcionamiento del sistema de encendido y la inyección de combustible. Los más comunes en los vehículos actuales son el sensor de posición del árbol de levas y el sensor de cigüeñal, también conocidos como sensores de fase y de régimen, respectivamente.
Sensor de posición del cigüeñal (Sensor de régimen)
El sensor de posición del cigüeñal proporciona la información más crítica a la ECU, ya que mide la velocidad de rotación y la posición angular del cigüeñal, datos esenciales para que el motor arranque y funcione correctamente. Este sensor se instala en el bloque inferior del motor, cercano al cigüeñal, y detecta el giro mediante una rueda dentada o disco asociado al eje.
Existen sensores de cigüeñal inductivos y de efecto Hall:
- Sensores inductivos: Generan una señal de onda variable al girar el cigüeñal.
- Sensores de efecto Hall: Producen una señal cuadrada y permiten la detección incluso a baja velocidad o con el eje parado, ofreciendo mayor resistencia a las interferencias y condiciones ambientales adversas.
Un fallo completo del sensor de cigüeñal puede impedir el arranque del motor. Otros síntomas asociados son tirones, fallos de encendido, calado repentino y pérdida de potencia. Las causas más frecuentes son la presencia de agua o humedad, rotura de cables y desgaste por el uso.
Tecnologías de detección y sensores de posición
La detección de la presencia o ausencia de un objeto a distancia se denomina "detección de proximidad". A continuación, se detallan diversas tecnologías utilizadas en la industria y el control de tráfico:
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Tecnologías magnéticas y de contacto
- Captadores de reluctancia variable: Se construyen con ayuda de un imán permanente y una bobina enrollada en torno a un elemento ferromagnético. Estos sensores no necesitan alimentación externa.
- Interruptores magnéticos Reed: Se componen de una ampolla de vidrio herméticamente sellada que contiene dos "anclas" magnéticas.
- Captadores de efecto Hall: Utilizan el principio del mismo nombre para medir el campo magnético generado por un objeto. El circuito en puente de Wheatstone produce una señal de tensión proporcional al campo magnético presente.
- Sensores de final de carrera: Se asocian a un sensor de contacto que detecta el final del desplazamiento de un objeto móvil, siendo muy robustos para ambientes agresivos.
Tecnologías inductivas, capacitivas y ópticas
El sensor de proximidad inductivo se compone de un circuito oscilador LC, un rectificador y un comparador. Si a la bobina se le acerca un material ferromagnético, se inducen corrientes de Foucault que disminuyen la amplitud de oscilación, activando la salida. Por otro lado, los sensores capacitivos detectan tanto materiales metálicos como no metálicos al variar la capacidad de un condensador ante la presencia de un objeto en su campo electrostático.
En el ámbito óptico, las fotocélulas de reflexión utilizan un emisor y un receptor que, mediante un haz de luz, identifican la presencia de un objeto según se reciba o no la luz reflejada. Asimismo, los sensores ultrasónicos utilizan el efecto piezoeléctrico para detectar objetos y medir distancias mediante el eco emitido.
Aplicaciones en resolvers y codificadores
Los resolvers se utilizan en los servomotores para diferentes sectores industriales. El bobinado primario del estator está conectado a una señal sinusoidal de alta frecuencia; el campo magnético pulsante induce una tensión alterna en los bobinados de medición seno y coseno, permitiendo determinar la posición mecánica.
| Tecnología | Principio de funcionamiento | Uso principal |
|---|---|---|
| Inductiva | Corrientes de Foucault | Objetos metálicos, proximidad |
| Capacitiva | Campo electrostático | Materiales metálicos y no metálicos |
| Efecto Hall | Campo magnético | Posición del cigüeñal y árbol de levas |
| Resolvers | Transformador rotativo | Servo motores, robótica |
Tanto el sensor de árbol de levas como el de cigüeñal son esenciales para el correcto funcionamiento del sistema de gestión del motor. Un diagnóstico preciso con herramientas adecuadas, como el osciloscopio, es fundamental para garantizar una reparación eficaz y evitar fallos persistentes en la electrónica del motor.
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