Sensores de temperatura

Sensores de temperatura

Magnitudes de medición

La temperaturas de gases o líquidos puede medirse en general sin problemas en cualquier punto local, sin embargo la medición de la temperatura de cuerpos sólidos se limita casi siempre a la superficie. La mayoría de sensores de temperatura utilizados necesitan un estrecho contacto directo del elemento sensible con el medio en cuestión (termómetro de contacto), para tomar con la máxima precisión la temperatura del medio. Ciertos casos especiales requieren, sin embargo, la aplicación de sensores sin contacto, que determinan la temperatura de un cuerpo o medio en virtud de su radiación térmica (infrarroja) (termómetro de radiación = pirómetro).La medición de la temperatura en el automóvil se efectúa de modo casi exclusivo mediante termómetros de contacto constituidos por materiales resistivos de coeficiente de temperatura positivo (PTC) o negativo (NTC), aprovechando su dependencia de la temperatura. La conversión de la resistencia eléctrica en una tensión analógica se realiza casi siempre mediante el complemento de una resistencia térmicamente neutra o de sentido opuesto, formando un divisor de tensión (efecto linealizador).

Últimamente, desde la introducción de la tecnología de microsistemas, para la realización de la mayoría de funciones de seguridad pasiva y de confort (detección de la posición de los pasajeros para el disparo de los airbag, regulación de la climatización de acuerdo con la temperatura de la piel, desempañamiento de los cristales) se utilizan sensores de temperatura sin contacto (pirométricos), cuya fabricación es cada vez más económica.

La tabla inferior indica las mediciones de temperatura que se efectúan en el automóvil.

Temperaturas en el automóvil

Punto de medición magnitud en ºC

Aire de admisión / sobrealimentación - 40.....170

Aire ambiente - 40.....60

Habitáculo - 20.....80

Ventilación / calefacción - 20.....60
Evaporador (acondicionador de aire) - 10.....50
Agua refrigerante - 40.....130
Aceite motor - 40.....170
Batería - 40.....100
Combustible - 40.....120
Aire de los neumáticos - 40.....120
Gases de escape 100.....1000
Pinza de freno - 40.....2000

Estructura y funcionamiento

Existen sensores de temperatura de distintas formas constructivas, según su campo de aplicación. Dentro de un cuerpo hay montada una resistencia termosensible de medición, de material semiconductor. Normalmente tiene ella un coeficiente de temperatura negativo (NTC), raramente un coeficiente de temperatura positivo (PTC), es decir, que su resistencia disminuye o aumenta drásticamente al subir la temperatura.La resistencia de medición forma parte de un circuito divisor de tensión alimentado con 5 V. La tensión que se mide en la resistencia depende, por tanto, de la temperatura. Ésta se lee a través de un convertidor analógico-digital y es una medida de la temperatura del sensor. La unidad de control del motor tiene almacenada una curva característica que indica la temperatura correspondiente a cada valor de resistencia o tensión de salida.

Aplicación
Sensor de temperatura del motor

Este sensor está montado en el circuito del líquido refrigerante (figura 1), con el fin de determinar la temperatura del motor a partir de la temperatura del refrigerante (campo de medición - 40...+130 °C).

Sensor de temperatura del aire

Este sensor montado en el tramo de admisión registra la temperatura del aire aspirado con la que es posible calcular, en combinación con un sensor de presión de sobrealimentación, la masa de aire aspirada. Además de ello se pueden adaptar valores teóricos para circuitos reguladores (p.ej. realimentación de gases de escape, regulación de la presión de sobrealimentación) a la temperatura del aire (campo de medición - 40...+120 °C).

Sensor de temperatura del aceite de motor

La señal del sensor de temperatura del aceite de motor se emplea para calcular los intervalos de servicio (campo de medición - 40... +170 °C).

Sensor de temperatura del combustible

Está montado en la zona de baja presión del combustible Diesel. Con la temperatura de éste se puede calcular con exactitud el caudal inyectado (campo de medición - 40... + 120 °C).

Sensor de temperatura de los gases de escape

Este sensor se monta en puntos térmicamente críticos del sistema de escape. Se emplea también para regular sistemas de tratamiento ulterior de los gases de escape. La resistencia de medición es generalmente de platino (campo de medición -40...+1000°C).