Função dos sensores de velocidade: sintomas de avaria

Função dos sensores de velocidade: sintomas de avaria

Os sensores de velocidade e de rotação integrados em automóveis modernos recorrem a efeitos magnéticos para fazerem medições, havendo vários tipos diferentes. Os valores que estes dispositivos determinam são necessários para o controlo de sistemas do automóvel, por exemplo, do sistema ABS. O funcionamento impecável destes sistemas é, por seu lado, essencial para um funcionamento seguro do veículo. Uma avaria em sensores deste tipo deve ser reparada com brevidade.

Princípios de medição

Sensores de velocidade e de rotação determinam um dado ângulo ou trajeto percorrido num determinado intervalo de tempo. Os dispositivos fazem uso de efeitos elétricos grandes ou pequenos, por exemplo, efeitos indutivos, de Hall ou magnetorresistivos. Pode distinguir-se entre sensores eletricamente ativos ou passivos consoante o seu funcionamento. Geralmente, os dispositivos do tipo passivo não dispõem de componentes eletrónicos no local de medição e não necessitam de alimentação de energia, os do tipo ativo, por seu lado, integram componentes eletrónicos para tratamento do sinal de medição e necessitam de alimentação de energia.

A medição da velocidade de rotação ocorre por meio de um dispositivo sensor e de um anel sensor do tipo incremental, por exemplo, nas rodas do automóvel ou na cambota. Os anéis (ou rodas sensoras) distinguem-se consoante os impulsos que geram durante uma rotação, permitindo uma precisão de medição distinta. Os anéis sensores (ou de impulso) mais simples geram apenas um impulso por rotação e, como tal, permitem apenas medir a velocidade média de uma rotação, anéis complexos geram vários impulsos por rotação e permitem assim medir variações da velocidade momentânea durante uma rotação.

Tipos de dispositivos

Prefere-se tipicamente o formato em barra para sensores magnéticos de velocidade, posto que são simples de montar. A cabeça do dispositivo encontra-se a uma certa distância do anel e pode estar disposta de maneira perpendicular ou paralela ao eixo deste anel. O dispositivo pode, como tal, apresentar uma orientação radial, axial ou tangencial para com o anel. O movimento do anel provoca um sinal na cabeça do dispositivo, permitindo medir a rotação.

O princípio de indução eletromagnética foi usado nos primeiros sensores magnéticos de rotações. Estes dispositivos ainda estão em uso para aplicações automóveis. Caracterizam-se por serem passivos, baratos e de construção robusta. Ainda assim, a sua dimensão é comparativamente maior e não permitem uma medição de movimentos quase estacionários.

Dispositivos mais modernos recorrem ao princípio do campo magnético estático para fazer medições. São de tipo ativo e têm a vantagem de poderem ser concebidos de forma comparativamente compacta, de serem práticos e de permitirem medições de movimentos quase estacionários. Contudo, podem ser sensíveis a interferências. Outros campos eletromagnéticos próximos podem afetar as suas medições. Esta categoria inclui sensores de Hall, de magnetorresistência anisotrópica e de magnetoresistência gigante.

Aplicação e função do sensor de velocidade e rotação

Aplicação e função do sensor de velocidade e rotação

Sensores de velocidade e de rotação são amplamente usados para levar a cabo medições para diferentes sistemas automóveis, permitindo a sua gestão. Dispositivos deste tipo são usados, por exemplo, em:

  • i Rodas. Os dispositivos permitem determinar a velocidade de rotação das rodas do veículo. O anel sensor é solidário com a roda, apresentando o mesmo regime de rotação desta. Desde o início do século XXI é comum o uso de dispositivos ativos nesta função, nomeadamente de Hall com um circuito integrado de silício e de um anel de plástico com elementos polarizados alternadamente. O anel pode estar integrado no rolamento de roda.
  • i Cambotas. Determinam as rotações por minuto da cambota e a sua posição. O anel é solidário com a cambota. O local de montagem mais comum é junto do volante do motor. Usam-se dispositivos ativos e passivos para este fim. Dispositivos ativos recorrem ao princípio do campo magnético estático e usam os efeitos de Hall, de magnetorresistência anisotrópica e de magnetoresistência gigante.
  • i Rotações da caixa de velocidades. Os dispositivos são usados em combinação com caixas de velocidades automáticas, manuais automatizadas, de embraiagem dupla e transmissões continuamente variáveis. Servem para permitir uma otimização do funcionamento da caixa de velocidades. Regra geral, usam-se sensores de Hall nesta aplicação.

Velocidade de rotação das rodas

Em veículos modernos a velocidade de rotação é geralmente determinada para todas as rodas do carro, o que contribui para a estabilidade, o conforto e a dinâmica de condução. Os sinais elétricos são remetidos a partir dos dispositivos por meio de fios para vários módulos de comando do automóvel. Os valores são de relevância direta para vários sistemas, nomeadamente para os sistemas de antibloqueio de rodas (ABS), de controlo eletrónico de estabilidade (ESP), de controlo de tração (ASR), de controlo de cruzeiro adaptativo (ACC), bem como para o sistema de navegação, permitindo determinar a velocidade do veículo. Além disso, os valores podem ser transmitidos, por exemplo, ao módulo de comando do motor e ser de relevância para outros processos de controlo do veículo.

A velocidade de condução é calculada com base na circunferência da roda. Por este motivo, uma alteração do seu diâmetro causa erros de medição. Isto pode ocorrer, por exemplo, quando ocorre uma substituição para rodas de diâmetro maior ou menor. Neste caso torna-se necessário recalibrar o velocímetro.

Avarias de sensores de velocidade ou de rotação

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A avaria de um dispositivo deste tipo pode levar a uma deterioração da função de qualquer um dos sistemas que recorra ao valor medido por ele. Consequentemente, em certos casos a segurança de condução pode ficar severamente comprometida. As causas que levam a uma avaria destes sensores são variadas e incluem danos mecânicos, contaminação com humidade ou sujidade, curtos circuitos, danificação do anel ou folga dos rolamentos de roda. 

Na presença de uma roda com um sensor de velocidade com defeito, os sintomas mais comuns são:

  • ! O despoletar de uma luz avisadora no painel de instrumentos, geralmente, de ABS.
  • ! A gravação de um código de erro no sistema OBD2 do veículo.
  • ! Bloqueio de rodas durante as travagens.
  • ! Erros de regulação de sistemas de controlo.
  • ! Falha de outros sistemas.

Como saber se o sensor de velocidade está com defeito?

Se desconfia que há um sensor de velocidade de roda com defeito, deve ser feito um diagnóstico. Para tal, é necessário possuir a documentação técnica indicada. Além disso, torna-se necessário ter um instrumento de diagnóstico para ler a memória de erros do sistema OBD2, bem como um voltímetro e um osciloscópio para verificar o sinal e a tensão no circuito do dispositivo. Se não dispuser das ferramentas e das apetências requeridas, recomenda-se que procure uma oficina especializada que leve a cabo o diagnóstico e a reparação. Trata-se de um procedimento relativamente complexo.

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