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COMPONENTES DE CENSADO(CENSORES)
Censor de temperatura (Fig. 4)
Uno de los componentes de censado ms comnmente utilizado en
aplicaciones en el
automotor es el Censor de Temperatura.
Circuitos de censores de temperatura son utilizados en distintos
sistemas electrnicos paracontrolar la temperatura de varios
componentes, fluidos e incluso la del aire.
El Control Electrnico de Motor, Control Electrnico de la
Transmisin y laInstrumentacin Electrnica, son ejemplos de sistemas
que contienen circuitos concensores de temperatura.
El circuito electrnico empleado para censar la temperatura, es
bsicamente el mismopara cualquiera de los tres sistemas
citados.
El circuito est compuesto por un Mdulo de Control Electrnico, un
Censor de
Temperatura, conductores y conectores.El Mdulo de Control
Electrnico contiene un Regulador de Tensin (+ 5 Volt),
unResistor
Limitador de Corriente, y un Circuito electrnico de
Procesamiento de laInformacin,
circuito este que acta en forma similar a un voltmetro.
ElRegulador de Tensin alimenta al circuito con un nivel de
tensin constante.
ElMdulo de Control Electrnico interpreta cualquier variacin de
tensin que se produzca
en el Punto Mcomo un cambio en la resistencia del censor, cambio
que debera producirsepor un cambio en la temperatura. Debido a esta
condicin de medicin del sistema es que el
nivel de tensin con que se alimenta al circuito debe ser preciso
y constante (regulado).
ElResistor Limitador de Corriente es unResistor Fijo que protege
al circuito evitando unasobrecarga por intensidad de corriente.
Este resistor limita a un mximo la intensidad de
corriente demandada al regulador si por algn accidente se
produce un cortocircuito a masa en
el conexionado que une el mdulo de control y el censor de
temperatura.
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El Circuito Procesador de la Informacin, ubicado en elMdulo de
Control, mide el nivelde tensin presente en cada momento en el
Punto M. Este nivel de tensin depende de la
resistencia que tenga en cada instante el Censor de Temperatura
y ese valor resistivodepende del nivel de temperatura a que est
expuesto dicho censor.
El Censor de Temperatura es un Resistor Variable en Funcin de la
Temperatura del
medio al que est expuesto y que est censando.En este tipo de
censor, su valor resistivo aumentaa medida que la temperatura
delmedio que est censando decrecey por el contrario, su valor
resistivo decrece amedida que la temperatura del medio aumenta.
Estos censores, en los que suresistencia vara en funcin de la
temperatura a que estn expuestos, son denominadosThermistores. En
este caso en particular, se est haciendo referencia a un
thermistordel Tipo NTC(Coeficiente deTemperatura Negativo.
Existen thermistores del Tipo PTC(Coeficiente de Temperatura
Positivo).Estos tipos de thermistores trabajan exactamente al revs
que los descriptosanteriormente, cuando la temperatura aumenta, su
valor resistivo aumenta. Cuando
la temperatura decrecesu valor resistivo decrece.
El circuito del sensor de temperatura est conformado como un
Circuito Divisor deTensin (Fig. 4). En este circuito la resistencia
limitadora de corriente (R1) seencuentra dispuesta en serie con un
resistor variable (R2). Con esta configuracin de
circuito, se genera una cada de tensin a travs de los extremos
del termistor que esdirectamente proporcional al valor de
resistencia que adopte en cadainstante el censor(valor producto de
la temperatura que est soportando).
La frmula utilizada para determinar el nivel de tensin en el
punto M (cada de tensin atravs del censor) es:
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Si la temperatura desciende el valor resistivo del censor (R2)
se incrementar,supongamos que
su valor alcanza los 3 K. Ahora en el punto M el nivel de tensin
ser:
Si el nivel de temperatura aumenta, el valor resistivo de R2
disminuir, supongamos que
alcanza un valor de 270 . Ahora en el punto M el nivel de tensin
ser:
Durante la operacin normal del sistema, cuando la temperatura a
ser censada comienza a
aumentar, la resistencia del censor comienza a decrecer y por lo
tanto el nivel de tensin en el
punto M tambin decrecer. Por el contrario, si la temperatura
decrece, la resistencia delcensor aumentar y por lo tanto el nivel
de tensin en el punto M aumentar tambin.
El mdulo de control utiliza los niveles de tensin presentes en
el punto M como una entradade informacin para determinar que tipo
de cambios se estn sucediendo en el sistema.
Este circuito produce una seal de tensin anloga que puede variar
aproximadamente en un
rango comprendido entre algo ms que 0 Volt y algo menos que 5
Volt.
Durante condiciones anormales del circuito, tales como circuito
abierto o cortocircuito, este
no puede proveer una medicin representativa de la temperatura
para la cual est diseadocensar. Asimismo, cualquier valor de
resistencia del censor que exceda los parmetros del
diseo afectar el nivel de la tensin presente en el punto M,
dando as al mdulo de control
una informacin incorrecta de la temperatura real censada.
La apertura del circuito entre el mdulo de control y el censor
de temperatura, o elcensor de temperatura y masa, dar como
resultado una lectura de 5 Volt en elpunto M.Un corto circuito a
masa en el circuito entre el mdulo de control y el censor
detemperatura resultar en una lectura cercana a 0 Volt en el punto
M.Un nivel de tensin en el punto M ms elevado que el mximo que el
circuito puedeproducir (este mximo se dara con temperaturas
inferiores a 0 C), puede suceder si segeneran resistencias de
contacto elevadas entre el mdulo de control y elcensor
detemperatura o entre este y masa.
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Circuito Censor de Posicin
Muchos sistemas controlados electrnicamente requieren de un
componente que pueda
monitorear el desplazamiento y recorrido de un elemento mecnico,
de modo que el circuito
de control pueda estar informado permanentemente de la posicin
en que se encuentra dichoelemento.
El circuito elctrico de un Censor de Posicin es muy similar al
de un censor de temperatura.
El circuito elctrico est conformado (Fig. 5) por unMdulo de
Control, un Censor de
Posicin (potencimetro), conductores elctricos y conectores.El
Mdulo de Controlcontiene un Regulador de Tensin, una Resistencia
Limitadora de
Corriente y un Circuito Procesador de Informacin.
Aunque el Censor de Posicin es una resistencia variable, su
operacin es diferente a la de unCensor de Temperatura. En este
ltimo la resistencia del censor, como ya se explico, vara
con la temperatura, en el Censor de Posicin la resistencia es
variada mecnicamente.
El censor de posicin (potencimetro) consiste en un resistor fijo
(comprendido entre A y B)sobre el que se desliza un patn (cursor)
estableciendo contacto sobre l (Fig. 6).
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El patn o cursor es mecnicamente solidario con el componente que
debe ser monitoreado,
por ejemplo el eje de la mariposa de la garganta de admisin,
movida por el sistema del
acelerador.
Cuando la posicin del componente mecnico cambia, la resistencia
del sensor de posicincambia. El mdulo de control, determina en cada
instante la posicin adoptada por el
componente mecnico censado, leyendo por medio de su circuito
procesador de informacinel nivel de tensin presente en el Punto M
(Fig. 5).El circuito de este censor est tambin conformado como un
divisor de tensin, pero a
diferencia del censor de temperatura, el circuito procesador de
informacin monitorea el nivel
de la tensin de informacin entregada por el censor, a travs de
una lnea de retorno.Conexin entre el Punto M y el Circuito
Procesador de Informacin.
A pesar que los circuitos del censor de temperatura y del censor
de posicin estn ambos
diseados comocircuitos divisores de tensin, la resistencia total
del censor deposicin no
vara (mientras en el censor de temperatura si), por lo tanto el
mtodo de clculo paradeterminar el nivel de tensin de informacin
difiere ligeramente del estudiado anteriormente.
La frmula utilizada para determinar el nivel de tensin en el
Punto M es ahora:
Por ejemplo si nos remitimos a la Figura 5:
Supongamos ahora que el cursor debido al movimiento del eje del
componente se mueve
hacia el Punto A hasta alcanzar el 85% del recorrido total, el
valor de la resistencia entre losPuntos M y B ser ahora de (Fig.
7):
Los dems parmetros no varan debido a que son constantes.
El nivel de la tensin de informacin leda en el Punto M ser
ahora:
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Consideremos que ahora el eje del componente censado gira en el
sentido opuesto alanterior. Ahora el cursor se deslizar hacia el
Punto B y asumimos que alcance un valor igual
al 10% del recorrido total, el valor de la resistencia entre los
puntos M y B ser ahora de
(Fig. 8):
Los dems parmetros como ya se vio anteriormente no varan.
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El nivel de tensin de informacin ser en este caso:
Durante la operacin normal del sistema, cuando la posicin del
componente comienza a ser
censada en su movimiento hacia un extremo de su recorrido, la
resistencia del censor de
posicin aumentar o disminuir, dependiendo de cmo se haya diseado
el circuito. Elmdulo de control electrnico utiliza el nivel de
tensin monitoreada para determinar que
tipos de cambios estn ocurriendo en el sistema.
Si la resistencia del censor de posicin aumenta, el nivel de
tensin monitoreado aumentar.Si la resistencia del censor de posicin
disminuye, el nivel de tensin monitoreado disminuir.
El circuito del censor de posicin, produce una seal de
informacin que consiste en una
tensin analgica (nivel de tensin monitoreado por el mdulo),
normalmente el rango devariacin de dicha tensin se encuentra
aproximadamente entre 0,5 Volt y 4,5
Volt. Esta condicin se cumple siempre que la resistencia del
censor sea la que corresponda aldiseo del circuito, cualquier valor
de resistencia que se encuentre fuera de los lmites del
diseo, podr dar informaciones errneas de la real posicin en la
que se encuentra el censor.
Si se produce una apertura del circuito entre el mdulo de
control y el Punto A del censorde posicin o entre el Punto M del
censor y el mdulo de control, dar como resultado una
lectura de 0 Volt en la lnea de informacin.
El mismo nivel de informacin se producir si se abre el censor
propiamente dicho, en elextremo donde recibe la tensin de
referencia, o si se abre el cursor.
Si la apertura del circuito se produce en el censor propiamente
dicho en su extremo que vaconectado a masa, o en la lnea que
conecta este extremo con masa, en la lnea de informacin
se tendr presente un nivel de tensin de informacin de 5 Volt. Un
corto circuito a masa en la lnea que alimenta con la tensin de
referencia al censor o enla que conecta la salida de informacin con
el mdulo, dar como resultado un nivel de
tensin de informacin de 0 Volt.
Si la lnea que conecta el retorno del censor con la masa del
mdulo es corto circuitada amasa, el nivel de la seal de entrada no
se ver afectado.
Una resistencia mayor que lo normal insertada en cualquiera de
las conexiones del censorcon el mdulo (por ejemplo resistencia de
contacto en los conectores), producir un nivel de
informacin errneo.Si dicha resistencia est insertada en la lnea
por la que el censor recibe la tensin de
referencia, el nivel de tensin de informacin ser menor al real
de acuerdo a la posicin que
el componente tiene en ese momento.Si dicha resistencia se
encuentra presente en la lnea de conexin del censor con el mdulo,
el
nivel de la tensin de informacin ser mayor al real, de acuerdo a
la posicin que el
componente tiene en ese momento.
