Nas últimas décadas, os velocímetros mecánicos dos coches foron substituídos por sistemas electrónicos de medición de velocidade, nos que os sensores de velocidade xogan un papel importante.Todo sobre os sensores de velocidade modernos, os seus tipos, deseño e funcionamento, así como a súa correcta elección e substitución - lea neste artigo.
Que é un sensor de velocidade
O sensor de velocidade (sensor de velocidade do vehículo, DSA) é un elemento sensible do sistema electrónico de medición da velocidade do vehículo;Un sensor de contacto ou sen contacto que mide a velocidade angular do eixe na caixa de cambios ou na caixa de cambios do eixe motriz e transmite os resultados da medición ao controlador de velocidade ou ao velocímetro do vehículo.
Teña en conta: o artigo só trata o DSA para medir a velocidade dun coche.Sobre os sensores de velocidade das rodas que funcionan como parte dos sistemas de seguridade activa (ABS e outros), descritos noutros artigos do noso sitio web.
Os sensores de velocidade poden formar parte de varios sistemas dun vehículo moderno:
● Velocímetro - para medir e indicar a velocidade actual de movemento e a distancia percorrida (usando un odómetro);
● Sistemas de inxección, ignición e outros motores: para corrixir os modos de funcionamento da unidade de potencia, dependendo da velocidade do coche e dos seus cambios (durante a aceleración e a freada);
● Seguridade activa e sistemas de alarma: para corrixir a velocidade e a traxectoria do coche en varios modos, avisar de situacións potencialmente perigosas, etc.;
● Nalgúns coches: dirección asistida e sistemas de confort.
O DSA, do mesmo xeito que a transmisión por cable tradicional do velocímetro, está montado na caixa de cambios, caixa de transferencia ou caixa de cambios do eixe motriz, seguindo a velocidade angular do eixe secundario ou intermedio.A información recibida do sensor en forma de sinais eléctricos envíase ao controlador de velocidade ou directamente ao velocímetro.As características dos sinais xerados e os métodos de conexión/integración de sensores coa electrónica do vehículo dependen do seu tipo, deseño e principio de funcionamento.Isto debe describirse con máis detalle.
Funcionalidade, tipos, deseño e principio de funcionamento dos sensores de velocidade
Os sensores de velocidade, independentemente do tipo e deseño, xeran sinais que poden enviarse directamente ao velocímetro ou ao controlador do motor e ás unidades electrónicas de control asociadas.No primeiro caso, o sensor úsase só para determinar visualmente a velocidade do vehículo.No segundo caso, os datos son utilizados pola electrónica do automóbil para controlar o motor e outros sistemas, e o sinal ao velocímetro envíase desde o controlador.Nos vehículos modernos, o segundo método de conexión úsase cada vez máis.
Medir a velocidade con DSA é bastante sinxelo.O sensor xera un sinal de pulso (normalmente de forma rectangular), no que a taxa de repetición do pulso depende da velocidade de rotación do eixe e, en consecuencia, da velocidade do coche.A maioría dos sensores modernos producen de 2000 a 25000 pulsos por quilómetro, pero o estándar máis utilizado é 6000 pulsos por quilómetro (para sensores de contacto: 6 pulsos por revolución do seu rotor).Así, a medida da velocidade redúcese ao cálculo polo controlador da taxa de repetición dos pulsos procedentes do DSA por unidade de tempo, e a tradución deste valor en km/h é comprensible para nós.
Os sensores de velocidade divídense en dous grandes grupos:
● Directamente impulsado polo eixe, ou contacto;
● Sen contacto.
Instalación dun sensor de velocidade de contacto na caixa de cambios
O primeiro grupo inclúe sensores aos que se transmite o par desde o eixe da caixa de cambios, o eixe ou a caixa de transferencia mediante un engrenaxe motriz e un cable de aceiro flexible (ou un eixe ríxido curto).O sensor proporciona un dispositivo que le a rotación angular do eixe e convérteo en impulsos eléctricos.Os sensores deste tipo son moi utilizados, xa que poden instalarse en lugar da accionamento dun velocímetro mecánico (que permite actualizar os vehículos antigos sen custo adicional) e son altamente fiables.
Dial mestre do sensor de velocidade sen contacto
O segundo grupo inclúe sensores que non teñen contacto directo co eixe xiratorio.Para medir a velocidade destes sensores, no eixe está instalado un dispositivo auxiliar: un disco ou rotor mestre.Os dispositivos sen contacto son cada vez máis populares, están instalados en moitos modelos actuais de coches domésticos.
Todos os sensores funcionan con diferentes principios físicos.Nos dispositivos de contacto, o efecto Hall e o efecto magnetoresistivo (MRE), así como os optoacopladores (pares optoelectrónicos), úsanse con máis frecuencia.No corazón dos sensores sen contacto, o efecto Hall é o máis utilizado, e con moita menos frecuencia MRE.A continuación descríbese o deseño e o principio de funcionamento de cada tipo de sensor.
Sensores de contacto baseados no efecto Hall
Os sensores deste tipo baséanse no efecto Hall: se un condutor plano, por dous lados opostos dos cales pasa unha corrente continua, se coloca nun campo magnético, entón xorde unha tensión eléctrica nos seus outros lados opostos.No corazón do DSA hai un chip Hall, no que xa están integrados unha oblea (normalmente feita de permalloy) e un circuíto amplificador.Nos sensores, o microcircuíto e o imán permanecen estacionarios e o cambio no campo magnético realízase debido a unha "cortina" xiratoria: un anel con ranuras.O anel está conectado a un cable ou eixe de accionamento, desde o que recibe rotación.O sinal de saída do DSA envíase ao velocímetro ou ao controlador a través dun conector estándar, a través do cal se subministra enerxía ao chip Hall.
Sensores sen contacto baseados no efecto Hall
O DSA sen contacto baséase no mesmo efecto, pero non hai partes móbiles nel; en cambio, no eixe da unidade (caixa de cambios, caixa de cambios do eixe) sitúase un rotor ou disco de pulso con seccións magnetizadas.Hai un pequeno espazo entre a parte sensible do sensor (cun chip Hall) e o rotor, cando o rotor xira, xérase un sinal de pulso no microcircuíto, que se envía ao controlador a través dun conector estándar.
Esquema de funcionamento dun sensor de velocidade sen contacto
Sensores de contacto baseados no efecto magnetoresistivo
Deseño do sensor de velocidade con elemento magnetoresistivo
Este tipo de DSA baséase no efecto magnetoresistivo, a propiedade dalgúns materiais de cambiar a súa resistencia eléctrica cando se colocan nun campo magnético.Estes sensores son similares aos sensores Hall, pero usan chips cun elemento magnetoresistivo integrado (MRE) baseado en materiais semicondutores.Na maioría das veces, estes sensores teñen un accionamento directo, o cambio no campo magnético realízase xirando o imán multipolar do anel, o sinal xerado entrégase ao controlador a través dun conector estándar (a través do cal a fonte de alimentación do microcircuíto con se proporciona MRE).
Sensores de contacto optoelectrónicos
Estes DSA son os máis sinxelos no deseño, pero son menos sensibles e máis inerciales que os descritos anteriormente.O sensor está baseado nun optoacoplador: un LED e un fototransistor, entre os cales hai un disco con ranuras conectadas ao eixe motriz.Cando o disco xira, o fluxo luminoso entre o LED e o fototransistor é interrompido periódicamente, estas interrupcións son amplificadas e enviadas ao controlador en forma de sinal de pulso.
Deseño do sensor de velocidade optoelectrónico
Como elixir e substituír o sensor de velocidade correcto
Un sensor de velocidade defectuoso nun vehículo moderno pode ser unha fonte de varios problemas: desde a perda de datos sobre a velocidade de movemento e a distancia percorrida (o velocímetro e o odómetro deixan de funcionar), ata a interrupción da unidade de potencia (ralentí inestable, aumento do consumo de combustible, perda de potencia), dirección asistida e sistemas de seguridade.Polo tanto, se o DSA se avaria, debería substituílo canto antes.
Para a substitución, debes levar só o sensor que estaba no coche antes ou usar dispositivos de entre os recomendados polo fabricante.Nalgúns casos, é posible seleccionar un DSA "non nativo", pero a maioría das veces isto é imposible: o sensor non se coloca no seu lugar ou dá lecturas incorrectas durante a instalación.Polo tanto, os experimentos coa selección de DSA só se deben recorrer en casos extremos.
A substitución do sensor realízase de acordo coas instrucións para este vehículo en particular (ou caixa de cambios, eixe ou caixa de transferencia).Os DSA de transmisión directa adoitan ter rosca e hexágono chave en man (pero non sempre: algúns produtos teñen un anel con ondulación transversal), polo que substituílos redúcese a apagar o dispositivo antigo e atornillar un novo.Os sensores sen contacto adoitan estar unidos con un ou dous parafusos (parafusos) enroscados a través dun orificio na brida.En todos os casos, todo o traballo debe realizarse co terminal retirado da batería, antes de desmontar o sensor, é necesario desconectar o conector eléctrico e, antes de instalar un novo, limpar o lugar da súa instalación.
É máis difícil substituír o rotor de sensores sen contacto - para iso é necesario desmontar parcialmente a unidade (caixa, ponte) e despois realizar traballos de reparación de acordo coas instrucións.
Coa correcta selección e substitución do sensor de velocidade, o velocímetro e varios sistemas do coche (incluído o motor) comezan a funcionar inmediatamente.No futuro, DSA garantirá un funcionamento seguro e cómodo do vehículo.
Hora de publicación: 12-Xul-2023