Sensor de efecto Hall
Funcionamiento de un sensor de efecto Hall.
Transmisión con un sensor Hall.
El sensor de efecto Hall o simplemente sensor Hall o sonda Hall (denominado segúnEdwin Herbert Hall) se sirve del efecto Hall para la medición de campos magnéticos ocorrientes o para la determinación de la posición.
Si fluye corriente por un sensor Hall y se aproxima a un campo magnético que fluye en dirección vertical al sensor, entonces el sensor crea un voltaje saliente proporcional al producto de la fuerza del campo magnético y de la corriente. Si se conoce el valor de la corriente, entonces se puede calcular la fuerza del campo magnético; si se crea el campo magnético por medio de corriente que circula por una bobina o un conductor, entonces se puede medir el valor de la corriente en el conductor o bobina.
Si tanto la fuerza del campo magnético como la corriente son conocidos, entonces se puede usar el sensor Hall como detector de metales.
Aplicaciones de los sensores Hall [editar]
· Mediciones de campos magnéticos (Densidad de flujo magnético)
· Mediciones de corriente sin potencial (Sensor de corriente)
· Emisor de señales sin contacto
· Aparatos de medida del espesor de materiales
Como sensor de posición o detector para componentes magnéticos los sensores Hall son especialmente ventajosos si la variación del campo magnético es comparativamente lenta o nula. En estos casos el inductor usado como sensor no provee un voltaje de inducciónrelevante.
En la industria del automóvil el sensor Hall se utiliza de forma frecuente, ej. en sensores de posición del cigüeñal (CKP) en el cierre del cinturón de seguridad, en sistemas de cierres de puertas, para el reconocimiento de posición del pedal o del asiento, el cambio detransmisión y para el reconocimiento del momento de arranque del motor. La gran ventaja es la invariabilidad frente a suciedad (no magnética) y agua.
Además puede encontrarse este sensor en circuitos integrados, en impresoras láser donde controlan la sincronización del motor del espejo, en disqueteras de ordenador así como en motores de corriente continua sin escobillas, ej. en ventiladores de PC. Ha llegado a haber incluso teclados con sensores Hall bajo cada tecla.
Los sensores Hall se utilizan en señales salientes análogas para campos magnéticos muy débiles (campo magnético terrestre), ej.brújula en un sistema de navegación.
Como sensores de corriente se usan como bobinas, recorridas con una corriente por medir situadas en la separación del núcleo de hierro. Estos sensores de corriente se comercializan como componentes íntegros, son muy rápidos, se pueden usar para la medición de corrientes continuas (a diferencia de los transformadores de corriente) y proveen una separación de potencial entre circuitos de rendimiento y la electrónica de control.
Como sensor de reconocimiento de posición o tecla a distancia trabajan en conexión con imanes permanentes y disponen de uninterruptor de límite integrado.
Formato de los sensores Hall [editar]
Los sensores Hall se producen a partir de finas placas de semiconductores, ya que en ella la densidad de los portadores de carga es reducida y por ello la velocidad de los electrones es elevada, para conseguir un alto voltaje de Hall. Los formatos típicos son:
· Forma rectangular
· Forma de mariposa
· Forma de cruz
Los elementos del sensor Hall se integran generalmente en un circuito integrado en el que se amplifica la señal y se compensa latemperatura.
Datos de los sensores Hall [editar]
La sensibilidad se mide normalmente en Milivolt por Gauß (mV/G).
Donde: 1 Tesla = 10000 Gauß (1 G = 10-4 T).
Donde: 1 Tesla = 10000 Gauß (1 G = 10-4 T).
Sensor inductivo
Elementos de un sensor inductivo básico.
1. Sensor de campo
2. Oscilador
3. Demodulador
4. Flip-flop
5. Salida
1. Sensor de campo
2. Oscilador
3. Demodulador
4. Flip-flop
5. Salida
Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirven para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metálicos en un determinado contexto: detección de paso, de atasco, de codificación y de conteo.
[editar]Conceptos teóricos
Una corriente (i) que circula a través de un hilo conductor, genera un campo magnético que está asociado a ella.
Los sensores de proximidad inductivos contienen un devanado interno. Cuando una corriente circula por el mismo, un campo magnético es generado, que tiene la dirección de las flechas anaranjadas. Cuando un metal es acercado al campo magnético generado por el sensor de proximidad, éste es detectado.
La bobina, o devanado, del sensor inductivo induce corrientes de Foucault en el material por detectar. Estas, a su vez, generan un campo magnético que se opone al de la bobina del sensor, causando una reducción en la inductancia de la misma. Esta reducción en la inductancia de la bobina interna del sensor, trae aparejado una disminución en la impedancia de ésta.
La inductancia es un valor intrínseco de las bobinas o inductores, que depende del diámetro de las espiras y el número de ellas. En sistemas de corriente alterna, la reactancia inductiva se opone al cambio del sentido de la corriente y se calcula de la siguiente manera:
Donde:
El oscilador podrá generar nuevamente el campo magnético con su amplitud normal. Es en este momento en que el circuito detector nuevamente detecta este cambio de impedancia y envía una señal al amplificador de salida para que sea éste quien, nuevamente, restituya el estado de la salida del sensor.
Si el sensor tiene una configuración “Normal Abierta”, este activará la salida cuando el metal a detectar ingrese en la zona de detección. Lo opuesto ocurre cuando el sensor tiene una configuración "Normal Cerrada". Estos cambios de estado son evaluados por unidades externas tales como: PLCss, relés, PCs, etc.
[editar]Constitución fisica
Estos son los bloques que habitualmente constituyen un sensor inductivo, aunque en algunos modelos el amplificador de salida puede estar implementado en otro dispositivo con carcasa independiente, para reducir el tamaño del sensor.
[editar]Estados de un sensor inductivo
En función de la distancia entre el sensor y el objeto, el primero mantendrá una señal de salida (ver figura inferior):
1.- Objeto a detectar ausente:
· amplitud de oscilación al máximo, sobre el nivel de operación;
· la salida se mantiene inactiva (OFF).
2.- Objeto a detectar acercándose a la zona de detección:
· se producen corrientes de Foucault, por tanto hay una “transferencia de energía”;
· el circuito de detección detecta una disminución de la amplitud, la cual cae por debajo del nivel de operación;
· la salida es activada (ON).
3.- Objeto a detectar se retira de la zona de detección:
· eliminación de corrientes de Foucault;
· el circuito de detección detecta el incremento de la amplitud de oscilación;
· como la salida alcanza el nivel de operación, la misma se desactiva (OFF).
· asi es
[editar]Sensores blindados y no blindados
SENSOR BLINDADO
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SENSOR NO BLINDADO
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Los blindados tienen un agregado al núcleo y un blindaje metálico que limita el campo magnético al frente del sensor.
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Los no blindados no tienen blindaje extra, resultando en un área de sensado mayor.
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Características:
· Enrasables.
· Especiales para posicionamiento.
· Distancias más cortas de detección.
· Sensado limitado al frente del sensor.
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Características:
· No enrasables.
· Detección de presencia.
· Distancias más grandes de detección.
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Los sensores blindados, al tener todo el cuerpo roscado son más resistentes a los golpes que los no blindados y además permiten el enrasado si bien su zona de muestreo se limita al frontal del sensor.
[editar]Histéresis
Se denomina histéresis a la diferencia entre la distancia de activación y desactivación. Cuando un objeto metálico se acerca al sensor inductivo, éste lo detecta a la "distancia de detección" o "distancia de sensado". Cuando el mismo objeto es alejado, el sensor no lo deja de detectar inmediatamente, sino cuando alcanza la "distancia de reset" o "distancia de restablecimiento", que es igual a la "distancia de detección" más la histéresis propia del sensor.
[editar]Distancia de sensado
La distancia de sensado (Sn) especificada en la hoja de datos de un sensor inductivo está basada en un objeto de estándar con medidas de 1" x 1" de hierro dulce. Este valor variará sensiblemente si se quiere detectar otros tipos de metales, incluso con materiales ferrosos como el acero inoxidable (SS). Para otros no ferroros, como el aluminio, pueden ser detectados, pero a menores distancias.
En el siguiente gráfico se puede ver como varía la distancia de detección en función del material a detectar y el tamaño del mismo.
[editar]Consideraciones generales
· La superficie del objeto a detectar no debe ser menor que el diámetro del sensor de proximidad (preferentemente 2 veces más grande que el tamaño o diámetro del sensor). Si fuera menor que el 50% del diámetro del sensor, la distancia de detección disminuye sustancialmente.
· Debido a las limitaciones de los campos magnéticos, los sensores inductivos tienen una distancia de detección pequeña comparados con otros tipos de sensores. Esta distancia puede variar, en función del tipo de sensor inductivo, desde fracciones de milímetros hasta 40 mm en promedio.
· Para compensar el limitado rango de detección, existe una extensa variedad de formatos de sensores inductivos: cilíndricos, chatos, rectangulares, etc.
· Los sensores inductivos cilíndricos son los más usuales en las aplicaciones presentes en la industria.
· Posibilidad de montar los sensores tanto enrasados como no enrasados.
· Gracias a no poseer partes móviles los sensores de proximidad no sufren en exceso el desgaste.
· Gracias a las especiales consideraciones en el diseño, y al grado de protección IP67, muchos sensores inductivos pueden trabajar en ambientes adversos, con fluidos corrosivos, aceites, etc., sin perder operatividad.
[editar]Terminologia
Alcance nominal (Sn): Alcance convencional que sirve para designar el aparato. No tiene en cuenta las dispersiones (fabricación, temperatura, tensión). Alcance real (Sr): El alcance real se mide con la tensión de alimentación asignada (Un) y a la temperatura ambiente asignada (Tn). Debe estar comprendida entre el 90% y el 110% del alcance real (Sn): 0,9Sn < Sr < 1,1Sn Alcance útil (Su): El alcance útil se mide dentro de los límites admisibles de la temperatura ambiente (Ta) y de la tensión de la alimentación (Ub). Debe estar comprendida entre el 90% y el 110% del alcance real: 0,9Sr < Su < 1,1Sr Alcance de trabajo (Sa): Es el campo de funcionamiento del aparato. Está comprendido entre el 0 y el 81% del alcance nominal (Sn): 0 < Sa < 0,9Sn
[editar]Normativa
4.2.6. Normativa
Las normas referentes a los tipos o grados de protección son:
NEMA
TIPO 1: Propósito general. Envolvente destinada a prevenir de contactos accidentales con los aparatos.
TIPO 2: Hermético a gotas. Previene contra contactos accidentales que pueden producirse por condensación de gotas o salpicaduras.
TIPO 3: Resistencia a la intemperie. Para instalación en el exterior.
TIPO 3R: Hermético a la lluvia.
TIPO 4: Hermético al agua. Protege contra chorro de agua.
TIPO 5: Hermético al polvo.
TIPO 6: Sumergible en condiciones especificadas de presión y tiempo.
TIPO 7: Para emplazamientos peligrosos Clase I. El circuito de ruptura de corriente actúa al aire.
TIPO 8: Para emplazamientos peligrosos Clase I. Los aparatos están sumergidos en aceite.
TIPO 9: Para emplazamientos peligroso Clase II y funcionamiento intermitente.
TIPO 10: A prueba de explosión.
TIPO 11: Resistente a ácidos o gases.
TIPO 12: Protección contra polvo, hilos, fibras, hojas, rebose de aceite sobrante o refrigerante.
TIPO 13: Protección contra polvo. Protege de contactos accidentales y de que su operación normal no se interfiera por la entrada de polvo
DIN
La norma DIN 40 050 establece la grado de protección IP; éste se compone de dos dígitos:
El primero indica la protección contra sólidos.
El segundo indica la protección contra el agua.
Cuerpos solidos
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Agua
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0 No está protegido contra el ingreso de cuerpos extraños.
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0 Sin protección.
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1 Protegido contra ingreso de cuerpos extraños de hasta 50 mm de diametro.
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1 Protección contra el goteo de agua condensada.
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2 Protegido contra ingreso de cuerpos extraños de hasta 12 mm de diametro.
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2 Protección contra el goteo hata 15° de la vertical.
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3 Protegido contra ingreso de cuerpos extraños de hasta 2.5 mm de diametro.
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3 Protección contra lluvia con ángulo inferior a 60°.
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4 Protegido contra ingreso de cuerpos extraños de hasta 1 mm de diametro.
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4 Protección contra salpicaduras en cualquier dirección.
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5 Protección contra depósito de polvo.
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5 Protección contra el chorreo de agua en cualquier dirección.
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6 Protección contra ingreso de polvo.
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6 Protección contra ambientes propios de las cubiertas de los baarcos.
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7 Protección contra la inmersión temporal.
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8 Protección contra la inmersión indefinida.
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[editar]Sensores inmunizados
Debido al principio por el cual el sensor detecta a los elementos metálicos, los campos magnéticos, la presencia de campos magnéticos externos pueden provocar falsas detecciones o no detecciones, para evitarlo existen sensores inductivos con inmunidad a campos magnéticos variables, como los generados por máquinas de soldar que utilizan grandes flujos de corriente eléctrica.
Estos sensores están principalmente fabricados sin núcleo de material ferromagnético, es decir el núcleo es de aire, a su vez, normalmente, están compuesto por dos bobinas en tándem o perpendiculares para trabajar con un diferencial eléctrico y no con elfactor de calidad Q propio del sensor.
[editar]
CKP - Sensor de Posici�n de Cigue�al
El CKP, o sensor de posici�n de cigue�al proporciona la se�al con informaci�n sobre la posici�n de l cigue�al enviando este dato a la ECM, la cual realiza el calculo de el tiempo de inyecci�n, de ignici�n y de revoluciones del motor seg�n la se�al recibida.
Existen 3 diferentes tipos de �stos sensores, el tipo �ptico, el inductivo y el tipo de efecto hall.
El de tipo �ptico generalmente se encuentra en el distribuidor y esta constitu�do por un led, un diodo fotosensor y una placa que posee ranuras que va rotando, conoci�ndose as� la posici�n de el cigue�al seg�n de la posici�n de estas ranuras.
El chequeo de este tipo de sensor se realiza con la llave del veh�culo en la posici�n de encendido y comprob�ndose el voltaje entre el terminal de tierra y el terminal de potencia, teniendo que existir en el cable de se�al de el sensor CKP una tensi�n entre 0 y 5 voltios.
Para la comprobaci�n de sensor y cableado se debe conectar el conector y medir la onda del cable de la se�al cuando se arranca el motor o bien con �ste funcionando.
El sensor inductivo est� formado por un magneto permanente y una bobina, funcionando en base a la interrupci�n de el campo magn�tico por el paso de los dientes en la volanta.
Generalmetne este sensor posee 2 cables aunque alguno pueden presentar 3, trat�ndose en este �ltimo caso de un protector coaxial para impedir interferencias que afecten la se�al.
La comprobaci�n se realiza conecte el conector y midiendo la onda del cable de se�al cuando el motor es arrancado.
El sensor de tipo efecto hall basa su funcionamiento en un elemento de hall con un semiconductor, haciendo que el elemento sea activado cuando el flujo magn�tico cambia, conoci�ndose as� la rotaci�n del eje gracias el efecto de hall.
Sus terminales corresponden a uno con 12 voltios, otro de 5 voltios de se�al y uno destinado a tierra.
Los voltajes en cada terminal con la ignici�n en su posici�n de encendido deberi� estar en 12 voltios, 5 voltios y 0 voltios respecticamente.
Para su comprobaci�n debemos conectar el sensor y cableado y meidr la onda del cable de se�al durante el arranque del motor o bien cuando el motor est� en funcionamiento.
Existen 3 diferentes tipos de �stos sensores, el tipo �ptico, el inductivo y el tipo de efecto hall.
El de tipo �ptico generalmente se encuentra en el distribuidor y esta constitu�do por un led, un diodo fotosensor y una placa que posee ranuras que va rotando, conoci�ndose as� la posici�n de el cigue�al seg�n de la posici�n de estas ranuras.
El chequeo de este tipo de sensor se realiza con la llave del veh�culo en la posici�n de encendido y comprob�ndose el voltaje entre el terminal de tierra y el terminal de potencia, teniendo que existir en el cable de se�al de el sensor CKP una tensi�n entre 0 y 5 voltios.
Para la comprobaci�n de sensor y cableado se debe conectar el conector y medir la onda del cable de la se�al cuando se arranca el motor o bien con �ste funcionando.
El sensor inductivo est� formado por un magneto permanente y una bobina, funcionando en base a la interrupci�n de el campo magn�tico por el paso de los dientes en la volanta.
Generalmetne este sensor posee 2 cables aunque alguno pueden presentar 3, trat�ndose en este �ltimo caso de un protector coaxial para impedir interferencias que afecten la se�al.
La comprobaci�n se realiza conecte el conector y midiendo la onda del cable de se�al cuando el motor es arrancado.
El sensor de tipo efecto hall basa su funcionamiento en un elemento de hall con un semiconductor, haciendo que el elemento sea activado cuando el flujo magn�tico cambia, conoci�ndose as� la rotaci�n del eje gracias el efecto de hall.
Sus terminales corresponden a uno con 12 voltios, otro de 5 voltios de se�al y uno destinado a tierra.
Los voltajes en cada terminal con la ignici�n en su posici�n de encendido deberi� estar en 12 voltios, 5 voltios y 0 voltios respecticamente.
Para su comprobaci�n debemos conectar el sensor y cableado y meidr la onda del cable de se�al durante el arranque del motor o bien cuando el motor est� en funcionamiento.
Posted on 09 junio 2009
Tags: Alta Tension, Camshaft, Dis, La Computadora, La Opera, Opera, Widget
Tags: Alta Tension, Camshaft, Dis, La Computadora, La Opera, Opera, Widget
SENSOR DE POSICION DEL ARBOL DE LEVAS (CAMSHAFT SENSOR) Este sensor monitorea a la computadora, la posicion exacta de las valvulas. Opera como un switch de pasillo tambien, esto permite que la bobina de encendido genere la chispa de alta tension. Este sensor se encuentra ubicado frecuentemente en el mismo lugar que anteriormente ocupaba el distribuidor o ignision(Recuerde que este es un componente del sistema de encendido directo- DIS;- lo que quiere decir que el motor no puede estar usando los dos componentes) Se podria decir que este sensor reemplaza la funcion de la ignision o distribuidor como dicen lo que saben.
SENSOR DE POSICION DEL ARBOL DE LEVAS (CAMSHAFT SENSOR)
Este sensor monitorea a la computadora, la posicion exacta de las valvulas. Opera como un Hall-effect switch, esto permite que la bobina de encendido genere la chispa de alta tension. Este sensor se encuentra ubicado frecuentemente en el mismo lugar que anteriormente ocupaba el distribuidor (Recuerde que este es un componente del sistema de encendido directo- DIS;- lo que quiere decir que el motor no puede estar usando los dos componentes) Se podria decir que este sensor remplaza la funcion del distribuidor
Función:
Es detector magnético o de efecto Hall, el cual le indica a la computadora la posición del árbol de levas para determinar la sincronización de la chispa y la secuencia de inyección.
Es detector magnético o de efecto Hall, el cual le indica a la computadora la posición del árbol de levas para determinar la sincronización de la chispa y la secuencia de inyección.
Síntomas de Falla:
Motor no arranca, no hay pulsos de inyección, se enciende la luz de Check Engine, inestabilidadde marcha mínima.
Motor no arranca, no hay pulsos de inyección, se enciende la luz de Check Engine, inestabilidadde marcha mínima.
Mantenimiento y servicio:
Revise los códigos de error, reemplace cuando sea necesario.
Revise los códigos de error, reemplace cuando sea necesario.
Consulte el programa de Sensores de Posición del Árbol de Levas.
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