Sensores

1-. DEFINICION CONCEPTO DE PRESION.-PRESION; MAGNITUD FISICA ESCALAR QUE MIDE LA FUERZA POR UNIDAD DE SUPERFICIE.

2-.UNIDADES DE PRESION.-LA PRESION PUEDE EXPRESARSE EN UNIDADES TALES COMO EL PASCAL, BAR, ATMOSFERAS, KILOGRAMOS POR CENTIMETRO CUADRADO Y PSI (LIBRAS POR PULAGADA CUADRADA).OBSERVACION: EN EL SISTEMA INTERNACIONAL LA UNIDAD DE PRESION QUE SE ENCUENTRA NORMALIZADA ES EL PASCAL.

3-. PRESION ABSOLUTA.-ESTA SE MIDE CON RELACION AL CERO ABSOLUTO DE PRESION.

4-.PRESION ATMOSFERICA.-ES LA PRESION EJERCIDA POR LA ATMOSFERA TERRESTRE MEDIDA MEDIANTE UN BAROMETRO.

5-.PRESION RELATIVA.-ESTA ES DETERMINADA POR UN ELEMENTO QUE MIDE LA DIFERENCIA ENTRE LA PRESION ABSOLUTA Y LA ATMOSFERICA DEL LUGAR DONDE SE EFECTUA LA MEDICION. AL AUMENTAR O DISMINUIR LA PRESION ATMOSFERICA, RESPECTIVAMENTE SUCEDE LO MISMO CON LA PRESION RELATIVA.

6-.PRESION DIFERENCIAL.-DIFERENCIA ENTRE DOS PRESIONES.

7-.VACIO.-EL VACIO ES LA DIFERENCIA DE PRESIONES ENTRE LA PRESION ATMOSFERICA EXISTENTE Y LA PESION ABSOLUTA, ES DECIR, ES LA PRESION DE MEDIDA POR DEBAJO DE LA ATMOSFERICA.

8-.CAMPOS DE APLICACIÓN DE MEDIDORES DE PRESION.-LA APLICACIÓN DE ESTOS INSTRUMENTOS PARA MEDIR PRESION ES AMPLIO Y ABARCA DESDE VALORES MUY BAJOS (COMO EL VACIO, POR EJEMPLO) HASTA PRESIONES DE MILES DE BAR.

9-.CLASIFICACION INSTRUMENTOS DE PRESION.-ESTOS SE CLASIFICAN EN TRES GRUPOS: MECANICOS, NEUMATICOS, ELECTROMECANICOS Y ELECTRONICOS.

10-.INDICADORES DE PRESION.-ELEMENTOS MECANICOS, SE DIVIDEN EN:A) ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDIDA DIRECTA: MIDEN LA PRESIÓN COMPARÁNDOLA CON LA EJERCIDA POR UN LIQUIDO DE DENSIDAD Y ALTURA CONOCIDAS (BARÓMETRO DE CUBETA, MANÓMETRO DE TUBO EN U, MANÓMETRO DE TUBO INCLINADO, MANÓMETRO DE TORO PENDULAR, MANÓMETRO DE CAMPANA).B) ELEMENTOS PRIMARIOS ELÁSTICOS: ESTOS SE DEFORMAN POR LA PRESIÓN INTERNA DEL FLUIDO QUE CONTIENEN.

LOS ELEMENTOS PRIMARIOS ELÁSTICOS MAS EMPLEADOS SON: EL TUBO BOURDON, EL ELEMENTO EN ESPIRAL, EL HELICOIDAL, EL DIAFRAGMA Y EL FUELLE.

11-.TUBO DE BOURDON.-TUBO DE SECCIÓN ELÌPTICA QUE FORMA UN ANILLO CASI COMPLETO, CERRADO POR UN EXTREMO. AL AUMENTAR LA PRESIÓN EN EL INTERIOR DEL TUBO, ÉSTE TIENDE A ENDEREZARSE Y EL MOVIMIENTO ES TRANSMITIDO A LA AGUJA INDICADORA, POR UN SECTOR DENTADO Y UN PIÑÓN. NORMALMENTE EL MATERIAL DEL TUBO BOURDON ES DE ACERO INOXIDABLE, ALEACIÓN DE COBRE O ALEACIONES ESPECIALES COMO HASTELLOY Y MONEL.

12-.ELEMENTO EN ESPIRAL.-ESTE SE FORMA ARROLLANDO EL TUBO BOURDON EN FORMA DE ESPIRAL ALREDEDOR DE UN EJE COMÚN, Y EL HELICOIDAL ARROLLANDO MAS DE UNA ESPIRA EN FORMA DE HÈLICE. ESTOS ELEMENTOS PROPORCIONAN UN DESPLAZAMIENTO GRANDE DEL EXTREMO LIBRE Y POR ELLO, SON IDEALES PARA LOS REGISTRADORES.

13-.DIAFRAGMA.-CONSISTE EN UNA O VARIAS CAPSULAS CIRCULARES CONECTADAS RIGIDAMENTE ENTRE SI POR SOLDADURA, DE FORMA QUE AL APLICAR PRESIÓN, CADA CAPSULA SE DEFORMA Y LA SUMA DE LOS PEQUEÑOS DESPLAZAMIENTOS ES AMPLIFICADA POR UN JUEGO DE PALANCAS. EL MATERIAL DE ESTE ES NORMALMENTE ALEACION DE NIQUEL O INCONEL X. SE UTILIZA PARA PEQUEÑAS PRESIONES.

14-.FUELLE.-ESTE ES PARECIDO AL DIAFRAGMA COMPUESTO, PERO DE UNA SOLA PIEZA FLEXIBLE AXIALMENTE, Y PUEDE DILATARSE O CONTRAERSE CON UN DESPLAZAMIENTO CONSIDERABLE.EL MATERIAL EMPLEADO PARA EL FUELLE ES USUALMENTE BRONCE FOSFOROSO Y EL MUELLE ES TRATADO TÉRMICAMENTE PARA MANTENER FIJA SU CONSTANTE DE FUERZA POR UNIDAD DE COMPRESIÒN. SE EMPLEAN PARA PEQUEÑAS PRESIONES.

15-.MEDIDORES DE PRESION ABSOLUTA.-CONSISTEN EN UN CONJUNTO DE FUELLE Y MUELLE OPUESTO A UN FUELLE SELLADO AL VACIO ABSOLUTO. EL MOVIMIENTO RESULTANTE DE LA UNIÓN DE LOS DOS FUELLES EQUIVALE A LA PRESIÓN ABSOLUTA DEL FLUIDO. EL MATERIAL EMPLEADO PARA LOS FUELLES ES LATÓN O ACERO INOXIDABLE. SE UTILIZAN PARA LA MEDIDA EXACTA Y EL CONTROL PRECISO DE BAJAS PRESIONES, A LAS QUE PUEDAN AFECTAR LAS VARIACIONES EN LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA.

16-.TRANSDUCTOR DE PRESION MECANICOS (EQUILIBRIO DE FUERZAS).-CONSISTE EN SU FORMA MÁS SENCILLA EN UNA BARRA RIGIDA APOYADA EN UN PUNTO SOBRE LAS QUE ACTUAN DOS FUERZAS EN EQUILIBRIO: A) LA FUERZA EJERCIDA POR EL ELEMENTO MECANICO DE MEDICION (POR EJEMPLO: TUBO DE BOURDON, ESPIRAL Y FUELLE)B) LA FUERZA ELECTROMAGNETICA DE UNA UNIDAD MAGNETICA.C) SU PRECISION ES DEL ORDEN DE 0,5/1%.

17-.TRANSDUCTORES ELECTRONICOS DE PRESION.-ESTOS CORRESPONDEN TAMBIEN A EQUILIBRIO DE FUERZAS Y SE CARACTERIZAN POR TENER UN MOVOMIENTO MUY PEQUEÑO DE LA BARRA DE EQUILIBRIO, POSEEN RETROALIMENTACION, UNA BUENA ELASTICIDAD Y ALTO NIVEL EN LA SEÑAL DE SALIDA. SU PRECISION ES DEL ORDEN DE 0,5/1%.

18-.ELEMENTOS ELECTROMECANICOS DE PRESION.-ESTOS UTILIZAN UN ELEMENTO MECANICO ELASTICO COMBINADO CON UN TRANSDUCTOR ELECTRICO QUE GENERA LA SEÑAL ELECTRICA CORRESPONDIENTE.-EL ELEMENTO MECANICO CONSISTE EN UN TUBO DE BOURDON, ESPIRAL, HELICE, DIAFRAGMA, FUELLE O UNA CONBINACION DE ESTOS A TRAVES DE UN SISTEMA DE PALANCA ES CAPAZ DE CONVERTIR LA PRESION EN UNA FUERZA O UN DESPLAZAMIENTO MECANICO.

19-.CLASIFICACION DE ELEMENTOS ELECTROMECANICOS DE PRESION.

TRANSMISORES ELECTRONICOS DE EQUILIBRIO DE FUERZAS: CONSISTE EN UN ELEMENTO ELASTICO (TUBO DE BOURDON) QUE VARIA LA RESISTENCIA OHMICA DE UN POTENCIOMETRO EN FUNCION DE LA PRESION.

RESISTIVOS: SU SEÑAL DE SALIDA ES BASTANTE POTENTE SIENDO CAPAZ DE PROPORCIONAR UNA CORRIENTE DE SALIDA SUFICIENTE PARA EL FUNCIONAMIENTO DE LOS INSTRUMENTOS DE INDICACION SIN NECESIDAD DE AMPLIFICACION.SEGÚN SU FUNCIONAMIENTO EXISTEN DOS TIPOS: -TRANSDUCTORES DE INDUCTANCIA VARIABLE: DESPLAZAMIENTO DE UN NUCLEO MOVIL DENTRO DE UNA BOBINA AUMENTANDO LA INDUCTANCIA DE ESTA EN FORMA PROPORCIONAL A LA PORCION METALICA DEL NUCLEO CONTENIDO EN LA BOBINA).-TRANSDUCTORES DE RELUCTANCIA VARIABLE: IMAN PERMANENTE O ELECTROIMAN QUE CREA UN CAMPO MAGNETICO DENTRO DEL CUAL MUEVE UNA ARMADURA DE MATERIAL MAGNETICO, DANDO LUGAR A UNA CORRIENTE INDUCIDA EN LA BOBINA PROPORCIONAL AL DESPLAZAMIENTO DE LA ARMADURA MOVIL.CAPACITIVOS: BASADOS EN LA VARIACION DE CAPACIDAD QUE SE PRODUCE EN UN CONDENSADOR AL DESPLAZARSE UNA DE SUS PALANCAS POR LA APLICACIÓN DE PRESION. DE PEQUEÑO TAMAÑO Y CONSTRUCCION ROBUSTA, ADECUADOS PARA MEDIDAS ESTATICAS DINAMICAS. SU SEÑAL DE SALIDA ES DEBIL POR LO QUE PRECISAN AMPLIFICADORES PERO CON RIESGOS DE INTRODUCIR ERRORES EN LA MEDICION.EXTENSOMETRICOS: GALGAS EXTENSOMETRICAS O TAMBIEN LLAMADO STRAIN GAGE; SE BASAN EN LA VARIACION DE LONGITUD Y DIAMETRO, Y POR LO TANTO DE RESISTENCIA TENIENDO LUGAR CUANDO UN HILO DE ESTA SE ENCUENTRA SOMETIDO A TENSION MECANICA POR ACCION DE PRESION. FORMA PARTE ADEMAS DE UN PUENTE DE WHEATSTONE.

EXISTEN DOS TIPOS DE GALGAS EXTENSIOMETRICAS:GALGAS CEMENTADAS: ESTAN FORMADAS POR VARIOS BUCLES DE HILO MUY FINO PEGADOS A UNA HOJA BASE DE CERAMICA, PAPEL O PLASTICO.GALGAS SIN CEMENTAR: LOS HILOS DE RESISTENCIA DESCANSAN ENTRE UN ARMAZON FIJO Y OTRO MOVIL BAJO UNA LIGERA TENSION INICIAL.PIEZOELECTRICOS: MATERIALES CRISTALINOS QUE AL DEFORMARSE FISICAMENTE POR LA ACCION DE UNA PRESION, GENERA UNA SEÑAL ELECTRICA. LOS MATERIALES MAS COMUNES QUE CARACTERIZAN A ESTOS PIEZOELECTRICOS SON EL CUARZO Y EL TITANATO DE BARIO LOS CUALES PUEDEN SOPORTAR TEMPERATURAS DEL ORDEN DE LOS 150° / 230° CELSIUS. LIGEROS, DE PEQUEÑO TAMAÑO Y CONSTRUCCION ROBUSTA.

20-.ELEMENTOS ELECTRONICOS DE VACIO.-ESTOS TRANSDUCTORES SE EMPLEAN PARA LA MEDIDA DE ALTO VACIO, ADEMAS DE SER MUY SENSIBLES.

21-.CLASIFICACION ELEMENTOS ELECTRONICOS DE VACIO.-MECANICOS: FUELLE Y DIAFRAGMA.-MEDIDOR McLEOD TERMICOS: TERMOPAR, PIRANI, BIMETAL.-IONIZACION: FILAMENTO CALIENTE, CATODO FRIO, RADIACION.

22-.TRANSDUCTORES MECANICOS DE FUELLE Y DIAFRAGMA.-ESTOS TRABAJAN EN FORMA DIFERENCIAL ENTRE LA PRESION ATMOSFERICA Y LA DEL PROCESO. ESTAN COMPENSADOS CON RELACION A LA PRESION ATMOSFERICA Y CALIBRADOS A PRESIONES ABSOLUTAS. PUEDEN ADEMAS LLEVAR ACOPLADOS TRANSDUCTORES ELECTRICOS TALES COMO GALGAS EXTENSIOMETRICAS O CAPACITIVOS.23-.MEDIDOR McLEOD.-UTILIZADOS COMO APARATOS DE PRECISION EN LA CALIBRACION DE LOS INSTRUMENTOS RESTANTES. SE BASA EN COMPRIMIR UNA MUESTRA DE GAS DE GRAN VOLUMEN CONOCIDO A UN VOLUMEN MAS PEQUEÑO Y A MAYOR PRESION MEDIANTE UNA COLUMNA DE MERCURIO EN UN TUBO CAPILAR.