Sensors de Pressió: Mecànics, Elàstics i Electromecànics

Sensors de Pressió

Mecànics: sensors primaris de mesura directa

Mesuren la pressió comparant-la amb la que fa un líquid de densitat i alçada conegudes.

Sensors primaris elàstics

Formats per una sèrie d’elements mecànics elàstics que es deformen per la pressió interna del fluid que contenen. (Bourdon, Diafragma (Són ideals per a substàncies corrosives, líquids viscosos o que provoquen cristal·litzacions), Manxa (Semblant al diafragma però d’una sola peça flexible. Es pot dilatar o contraure, solen durar més que la resta, per a la determinació de gasos i pressions petites.))

Baròmetre: de Hg

S’indica la pressió atmosfèrica directament per l’alçada de la columna de mercuri.

Baròmetre metàl·lic

Les variacions de la pressió atmosfèrica fan variar les corbes del tub i aquestes variacions es transmeten a una agulla.

Manòmetre

Són els instruments utilitzats per mesurar la pressió de fluids.

Columna de líquid (U)

El tub U mesura la diferència de pressió entre els dos extrems del tub. A causa de la diferència de pressions el líquid es desplaça provocant una diferència d’altures entre les dues branques del tub. (ΔP=d·g·Δh)

Sensor de pressió pneumàtic (Sistema tobera-obturador)

Aquest sistema de transmissió de la pressió converteix la mesura de la pressió en una senyal pneumàtica proporcional, permeten rebre una senyal mitjançant un fluid.

Sensors electromecànics

Combinen un element mecànic elàstic amb un dispositiu elèctric-electrònic que permet transformar la deformació en una senyal elèctrica (transductors de pressió).

Transductor elèctric

Converteix una determinada informació en un senyal elèctric, el circuit elèctric converteix la senyal de desplaçament, i un sistema d’ampliació i un d’indicació transmeten o registren les dades.

Transmissor electrònic d’equilibri de forces

Barra rígida sobre la qual actuen dues forces en equilibri: Força exercida per l’element mecànic i Força electromagnètica exercida per la unitat magnètica: moviment molt petit de la barra d’equilibri, bona elasticitat, nivell alt de senyal de sortida, abast i ajustament a zero complicat, alta sensibilitat a les vibracions, poca estabilitat, interval de mesura segons l’element mecànic utilitzat, precisió 0,5-1%.

Sensors de pressió Resistius

Sistema més senzill, es basa en la variació de la resistència d’un potenciòmetre (resistència elèctrica de 3 terminals, un dels quals es desplaça, en aquest cas la part mecànica que es desplaça en funció de la pressió. Entre les terminals 1 i 3 hi ha sempre la mateixa resistència, però no entre els terminals 1 i 2 o 2 i 3, que variarà segons la posició.). Mesurant la resistència entre la part mecànica que entra en contacte amb un cable de resistència coneguda, es coneix quin és el desplaçament de l’element mecànic de mesura. El rang 0 – 0.1 bar i 0- 300 bar, segons la part mecànica utilitzada, precisió 1- 2%.

Sensors magnètics

Molt sensibles a la temperatura i vibracions. Precisió: ± 0.5 % del rang. (Inductància variable: el desplaçament d’un nucli mòbil dins la bobina augmenta la inductància) Inductància: mesura del flux magnètic al llarg d'un circuit elèctric creat per un corrent elèctric que flueix a través d'un circuit elèctric i, en conseqüència, crea un camp magnètic. Carac: Resposta lineal, petits, construcció robusta, precisió ±1%. (Reluctància variable: imant permanent o un electroimant que crea un camp magnètic dintre del qual es mou una armadura de material magnètic.) Reluctància: quocient entre la força magnetomotriu i el flux magnètic que produeix a un circuit magnètic Carac: Alta sensibilitat a les vibracions, sensible a la T, precisió ±0,5%

Transductor capacitius

Variació de capacitat que es produeix en desplaçar-se una de les seves plaques com a conseqüència de l’aplicació d’una P. (Condensador: dispositiu capaç d’emmagatzemar càrrega.) Carac: Ampli interval de mesura, petits i ferms, mesuren P estàtiques i dinàmiques, senyal de sortida feble (amplificador), sensibles a la variacions de T, precisió: 0.2% al 0.5%. (C=e·A/d).

Sensors de pressió extensiomètrics (Galgues extensiomètriques)

Variació de longitud (resistència), quan un fil conductor es sotmès a un esforç mecànic per l’acció de la pressió. La pressió estira o comprimeix els fils segons sigui la seva disposició (segons fabricant), modificant la resistència del cable. L' interval de mesura≈ 0 – 0.6 bar i 0 -10000 bar, precisió ≈0.5 %. Senyal de sortida dèbil (necessiten amplificació), alta sensibilitat a les vibracions i poca estabilitat al llarg del temps, Econòmiques, resposta molt bona, mesures estàtiques i dinàmiques, no influenciables pels camps magnètics.

Sensors Piezoelèctrics

Elements piezoelèctrics: materials cristal·lins que tenen la propietat que al deformar-se per l’acció d’una pressió, generen un petit corrent elèctric. quars i el titanat de Bari. T de 150ºC en continu i 230ºC en discontinu. Lleugers i de mida petita. Adequats per mesures dinàmiques. Són sensibles als canvis de T. Deriva en el zero. Senyal de sortida feble (amplificadors i condicionadors del senyal).