Sensor de temperatura NTC

Pertencente ao grupo dos termistores, o NTC é um semicondutor que tem sua resistência alterada pela temperatura. No NTC (negative temperatur coeficient) a resistência diminui com o aumento da temperatura.

Devido a sua alta sensibilidade, resposta rápida e a baixa influencia dos fios de conexão são amplamente usados nos automóveis para a medição de temperatura, tais como a do ar admitido, ambiente, do motor, cambio, combustível e do gás de escape.

Consistem de óxidos metálicos prensados e encapsulados em vidro, como os vistos nos medidores de massa de ar HFM5 da Bosch, ou epóxi. Em aplicações imersas em água, óleo ou combustível, geralmente são inseridos em invólucros metálicos.

Geralmente o sensor é especificado à temperatura de 20 ºC ou 25 ºC, por exemplo: 3 kOhms a 25 ºC. Conforme o caso, a resistência pode ter tolerâncias de fabricação que vão de 1 a 5 %.

A curva característica pode ser determinada pela fórmula matemática abaixo, desde que se conheça o fator constante (B) determinado na fabricação e o valor de resistência Ro a temperatura To especificada.

RT = Ro . e (B/T- B/To)

RT - resistência para uma outra temperatura T.

Outra maneira é usar dois valores de resistências e temperaturas conhecidos para gerar uma curva de tendência e a sua equação através do Excel e assim determinar outros pontos da curva.

As duas alternativas descritas têm suas complicações resultando em valores aproximados, na prática o melhor mesmo é ter em mãos uma tabela de valores referente às aplicações do veículo.  

Como a UCE converte a resistência do sensor em temperatura?
O circuito típico usado é um divisor de tensão formado pela resistência interna a UCE (Ri) e o NTC.
Ve = Tensão regulada pela UCE
Vs = Sinal, obtido pela queda de tensão sobre o NTC
RNTC = Resistência do NTC

O sinal de tensão (Vs) sobre o NTC é convertido em um sinal digital em (A/D) e processado com base na tabela do sensor, gravado na UCE, para estabelecer a temperatura em questão.

Teste do sensor:
O sensor pode ser testado de três formas:
1 - Medir a queda de tensão sobre ele no circuito original sem desconectar-lo.
2 - Medir a sua resistência elétrica.
3 - Com o scanner, ler a temperatura convertida pela UCE.

Em qualquer caso é necessário referenciar com a temperatura real encontrada no objeto da medição (motor, ar, etc.), que pode ser conhecida por meio de um termômetro infravermelho ou outro meio qualquer.

Ao testar o circuito, eu particularmente prefiro medir a queda de tensão, pois assim pode ser testado o sensor e suas conexões de uma só vez. Caso haja divergência, aí sim fazer medições isoladas no sensor, circuito ou UCE, a fim de encontrar a origem da falha.

Defeitos:
Interrupção, falhas intermitentes provocadas por mau contato nas ligações internas do sensor ou externas (conectores) é comum. O mau contato geralmente grava erro como passado ou intermitente, portanto execute os procedimentos adequados para identificar-los.

Menos comum, porém acontece, são os erros ao substituir o componente por sensor simples em lugar de duplo ou vice versa, uso de sensores de tolerância ou resistência diferentes. As conseqüências são afogamentos, misturas ricas ou pobres, adaptação lambda excessiva. Conforme a falha, os erros gravados nem sempre acusa o sensor de temperatura.

Veja também:

Teste do medidor de fluxo de ar Bosch

O medidor de fluxo de ar se baseia no princípio do potenciômetro. O seu cursor se desloca em função do fluxo de ar admitido pelo motor e a queda de tensão varrida é a medida deste volume. 

Os multímetros, essenciais em qualquer teste elétrico, raramente detectam defeitos causados por desgastes e sujidades nas pistas dos potenciômetros, neste caso o osciloscópio possibilita um teste mais abrangente.

Afetado pela força da mola de retorno ou atrito no eixo da paleta sensora, a precisão do medidor somente pode ser comprovada com o conhecimento do volume de ar que o atravessa e a sua respectiva curva característica.

Pelos argumentos citados é fácil perceber que o teste completo do medidor é inviável nas oficinas reparadoras, tanto que a troca da peça suspeita acaba sendo o último recurso disponível.

Contudo são recomendáveis os testes básicos a fim de minimizar trocas empíricas, reduzir custos e aumentar a eficiência.

A seguir alguns testes com multímetro e osciloscópio feitos no medidor ...2 130:
1- Resistência do NTC, bornes 1 e 4: valor teórico 2,5 kOhms a 20°C.

2 - Tensão do sinal, borne 2 e 4: 0,25 a 4,6 V com tensão de alimentação de 5 V entre borne 3 (+) e 4 (-). Mover a paleta sensora até o batente.
Atenção: A tensão do sinal varia em função da tensão de alimentação. 

3 - A resistência entre negativo de referencia (pino 4) e sinal (pino 2) varia de 60 a 1070 Ohms caindo para 560 Ohm no final do curso, veja gráfico.

4 - Sinal livre de interrupções e ruídos elétricos, como no teste 2, porém verificado com o osciloscópio.

Os testes são similares para todos os medidores de fluxo dos sistemas Motronic da Bosch, observando-se apenas as conexões referentes ao NTC que se conecta ao pino 5 em alguns modelos e a existência do potenciômetro de CO, geralmente conectado ao pino 1.

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