ESCUELA SUPERIOR TÉCNICAGrl. Div. Manuel N. Savio

Mecatrónica

Sensor ABS

PROFESOR: Vecchio, Ricardo

CURSO: 5to año – Ingeniería Mecánica en Automotores

INTEGRANTES: Gil Arro, IvanDarnaud, Mariano Javier

Los sensores ABS, también llamados captadores de rueda, miden la velocidad instantánea en cada rueda, enviando constantemente esta información a la ECU. El conjunto está compuesto por el captador ó sensor y un generador de impulsos ó rueda fónica (rueda dentada) que gira con la rueda. El sensor de rueda se instala en el buje de la rueda, donde queda posicionado frente a la rueda dentada que forma parte del propio eje de transmisión, dejando un entrehierro de un milímetro entre ambos.

El sensor se rige por el principio de inducción. Está formado por un imán permanente y una bobina. El imán permanente crea un flujo magnético que se ve afectado por el paso de los dientes de la corona frente al imán, de manera que genera una tensión eléctrica en la bobina de tipo alterna casi sinusoidal, cuya frecuencia es proporcional a la velocidad de giro de la rueda. La amplitud de la tensión en el captador es función de la distancia entre diente y captador (entrehierro), y de la frecuencia.

La ECU busca ondas sinusoidales para las cuatro ruedas del vehículo. No obstante, si se aplican los frenos y una rueda se "bloquea", la ECU perderá la señal de la rueda que

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patine. Si la ECU comprueba que está sucediendo esto, inmediatamente liberará la presión hidráulica que llega a la rueda en cuestión e "impulsará" presión en el sistema hidráulico haciendo que la eficacia de frenado alcance su nivel máximo.

Tipos de sensores ABS

Los sensores ABS se han desarrollado constantemente y ahora hay diferentes diseños disponibles, dependiendo de las necesidades de precisión, tamaño y resistencia.

Sensores ABS pasivos – Para ruedas dentadasLos sensores del ABS pasivos suelen ser mayores, tener menor precisión y no empiezan a

funcionar hasta que la rueda no alcanza una velocidad rotacional mínima determinada. Por consiguiente, su uso en vehículos modernos es cada vez menos frecuente. No obstante, son resistentes y es fácil comprobar su correcto funcionamiento.

Sensor ABS inductivo

1. Imán permanente2. Estructura3. Núcleo de hierro4. Bobina5. Entrehierro6. Rueda dentada con espacio de referencia = ausencia de diente

Una bobina que rodea un núcleo magnético. El imán permanente crea un campo magnético que atraviesa la bobina y la rueda dentada y vuelve. Cuando la rueda dentada gira, cambia el campo y se produce una corriente eléctrica, llamada sinusoide, dependiendo de si hay un diente o no.

Sensores ABS activos – Para ruedas con codificador magnético/dentadas

Los sensores ABS activos reciben este nombre porque precisan un aporte externo de energía para empezar a funcionar. A los sensores ABS activos se les aplican varios principios funcionales. Hay una diferencia entre los sensores Hall y los sensores magnetorresistentes. Los sensores Hall son extremadamente precisos, deben instalarse con total precisión y son relativamente sensibles a la suciedad. Los sensores

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magnetorresistentes son prácticamente insensibles a su posición de instalación. Se pueden colocar a distancias relativamente grandes del disco codificador y aún así transmiten una señal fiable.

Sensor Hall

1. Rueda dentada2. Conector3. Señal de salida4.  Imán permanente5. Campo magnético6. CI Hall

El principio de medición recibe el nombre "efecto Hall". Detección sin contacto de los campos magnéticos. El elemento sensible del sensor recibe el nombre de Hall-IC. Este elemento va integrado en el sensor. Un imán permanente situado detrás del CI Hall constituye un campo magnético detrás del CI Hall. El campo magnético entra en el CI Hall y en la rueda dentada. Si la rueda dentada está girando, el campo magnético cambia. Mientras tanto, el CI mide el cambio en el campo y trata los cambios mediante una señal rectangular. La señal no depende de la velocidad. Por ello, la detección de la señal es altamente fiable incluso a 0 km/h.

Sensor Hall con anillo codificador magnético

1. Codificador (Imanes rojo/verde)2. CI Hall3. Estructura

Comparte el principio de la rueda dentada; sin embargo, el campo magnético es más fácil de detectar gracias al campo magnético alterno (codificador magnético). Detrás del CI Hall no hay ningún imán permanente. Esto permite construir el sensor con unas dimensiones muy reducidas. Además, se puede ahorrar más espacio integrando el anillo

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magnético dentro del cojinete de la rueda.

Sensor AMR magnetorresistente

1. Sensor2. Resistencia cambiante3. Codificador4. Campo magnético

El sensor se monta encima del codificador magnético y mide el campo magnético en sentido transversal (en el dibujo hacia arriba o hacia abajo, dependiendo del sentido del giro). Con este cambio se pueden determinar la velocidad y el sentido de la rotación. El principio que explica este fenómeno es un efecto cuántico producido por capas de material ferromagnético y no ferromagnético. En resumen, la resistencia aumenta mucho o disminuye mucho. Se puede detectar una señal de forma precisa.

Sensor inductivo

Aplicación

Este sensor es adecuado para numerosas aplicaciones donde esté involucrada la velocidad rotacional. Dependiendo del diseño puede medir: velocidad de motor ó velocidad de las ruedas para el ABS y convertir estas velocidades en señales eléctricas.

Diseño y función

El núcleo de hierro dulce del sensor está rodeado por el bobinado, y localizado directamente opuesto a la rueda dentada con un estrecho entrehierro entre ambos.

El núcleo de hierro dulce está conectado a un imán permanente, el campo magnético se extiende en la rueda dentada ferromagnetica y es influenciada por ella. El diente colocado directamente opuesto concentra el campo magnético y amplifica el flujo magnético en la bobina, mientras el flujo es atenuado por el espacio entre dientes. Estas dos condiciones seguidas constantemente una de la otra por el pulso rotatorio de la rueda dentada.

Los cambios en el flujo magnético son generados en la transición entre dientes. Condiciendo la ley de Faraday estos cambios en el flujo magnético inducen un voltaje de corriente alterna en la bobina, y la frecuencia es determinada por la rotación de la rueda dentada.

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El sensor genera un pulso de salida por diente. La amplitud del pulso es en función del entre hierro, la velocidad de rotación, la forma de la dentadura y el material de la rueda dentada. No solo la amplitud de la salida se incrementa con la velocidad sino que también su frecuencia.

Esto significa que se requiere una mínima velocidad de rotación para que sea confiable la evaluación de los datos.

Una marca de referencia en la corona dentada en forma de espacio largo entre dientes se toma como marca de referencia para determinar la posición.

Entonces la rueda dentada es un componente importante para la medición de la velocidad de rotación.

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Sensor de efecto Hall

Diseño

Este sensor consta de un semiconductor con un circuito controlador integrado, para condicionar la señal, utiliza un transistor como controlador de salida y un imán permanente. Todo esto esta herméticamente sellado dentro de un contenedor plástico.

Aplicación

Este sensor funciona por proximidad, sin contacto, por lo tanto no sufre desgaste y se utiliza para medir velocidad de rotación, ángulos y distancia recorrida.

Comparado con el sensor de tipo inductivo, tiene la ventaja de que su señal de salida es independiente de la velocidad de rotación de la rueda disparadora (trigger Wheel).

La posición del diente es un factor decisivo para la señal de salida.Con un diseño apropiado de la rueda disparadora, es adaptable para casi cualquier

aplicación. En la industria automotriz los sensores de efecto hall son usados para medir la

velocidad instantánea de la rueda, la posición de la rueda (ABS), el ángulo de dirección del vehículo (ESP) e identificación de cilindros.

Principio de operación

La medición se basa en el efecto Hall que establece que cuando una corriente pasa a través de un semiconductor el voltaje Hall es generado. La magnitud de este voltaje es proporcional al campo magnético que atraviesa el semiconductor.

Los circuitos de protección, de acondicionamiento de señal y controladores de salida están ensamblados directamente en el semiconductor.

Si un diente magnéticamente conductor es movido frente al sensor, el campo magnético es influenciado en función de la forma del vano de la rueda disparadora.

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