Sensores de presión micromecánicos

Sensor de tubo de admisión o de presión de sobrealimentación

El sensor de presión de alimentación está montado por lo general directamente en el tubo de admisión. Mide la presión absoluta en el tubo de admisión (2400 kPA o 0,02 – 4,0 bar), o sea que mide la presión contra un vacío de referencia y no contra la presión del entorno. De este modo es posible determinar la masa de aire con toda exactitud y regular el compresor de acuerdo con las necesidades del motor. Si el sensor no esta montado directamente en el tubo de admisión, este se hace comunicar neumáticamente con el tubo de admisión mediante una tubería flexible.

Sensor de presión atmosférica (ADF)

Este sensor puede estar montado en la unidad de control o en otro lugar del vano motor. Su señal sirve para la corrección, en función de la altura, de los valores teóricos para los circuitos reguladores (como ejemplo: retroalimentación de gases de escape EGR, regulación de la presión de sobrealimentación). Con ello se pueden tener en cuenta las diferencias de la densidad del aire del entorno. El sensor de presión de entorno mide la presión absoluta.

 Sensor de presión del aceite y combustible

Los sensores de presión de aceite están montados en el filtro de aceite y miden la presión absoluta del aceite para que se pueda averiguar la carga del motor para la indicación de servicio.

Estructura de los sensores de presión

El componente esencial del sensor de presión micromecánico es el elemento sensor con la «célula de sensor». Ella consta de un chip de silicio micromecánico que lleva grabada una membrana delgada. Sobre la membrana hay dispuestas cuatro resistencias de medición cuya resistencia eléctrica varia bajo tensión mecánica.

En el sensor de presión puede estar integrado adicionalmente un sensor de temperatura que se puede evaluar independientemente. Esto significa que hay que montar solamente un sensor para medir la temperatura y la presión.

Funcionamiento

Según cual sea la magnitud de la presión se curva de manera distinta la membrana de la célula del sensor (pocos micrómetros). Las cuatro resistencias de medición sobre la membrana modifican su resistencia eléctrica bajo las tensiones mecánicas producidas (efecto piezorresistivo).

Las resistencias de medición están dispuestas sobre el chip de silicio (2) de tal forma que al deformarse la membrana aumenta la resistencia de dos de las resistencias de medición, a la vez que disminuye la misma en las dos restantes. Las resistencias de medición están dispuestas en un «puente Wheatstone». Debido al cambio de las resistencias se va modificando también la relación de las tensiones eléctricas en las resistencias de medición. Debido a ello se modifica la tensión de medición (UA). La tensión de medición es, pues, una medida para la presión en la membrana. Mediante el puente resulta una tensión de medición mas alta que al evaluarse solamente una resistencia individual. El «puente Wheatstone» permite obtener así una alta sensibilidad.

El lado de la membrana que no queda sometida a la presión de medición se encuentra expuesto a un vació de referencia, de modo que el sensor mide el valor absoluto de la presión.

El sistema electrónico evaluador completo esta integrado en el chip y tiene la misión de amplificar la tensión de puente, de compensar influencias de temperatura y de linealizar la curva característica de presión. La tensión de salida es del orden de 0 – 5 V y se suministra a la unidad de control de motor a través de conexiones eléctricas. Mediante una curva característica programada se calcula la presión.