SENSORES DE PRESIÓN

PresiónEs una fuerza (F) que actúa en un área (A).

En un caso general donde la fuerza puede tener cualquier dirección y no estar distribuida uniformemente en cada punto la presión se define como:

Donde es un vector unitario y normal a la superficie en el punto donde se pretende medir la presión. La definición anterior puede escribirse también como:

Donde:, es la fuerza por unidad de superficie., es el vector normal a la superficie., es el área total de la superficie S.

Sistema internacional de unidadesPascal (Pa), unidad derivada de presión del SI, equivalente a un newton por metro cuadrado ortogonal a la fuerza.

Sistema cegesimalBaria

Sistema técnico gravitatorioKilogramo-fuerza por centímetro cuadrado (kgf/cm2)Gramo-fuerza por centímetro cuadrado (gf/cm2)Kilogramo-fuerza por decímetro cuadrado (kgf/dm2)

Sistema técnico de unidadesMetro de columna de agua (m.c.a.), unidad de presión básica de este sistemaCentímetro columna de aguaMilímetro columna de agua (mm.c.d.a.)Atmósfera técnica, igual a 10 m.c.a.

Sistema inglésKSI = 1000 PSIPSI (del inglés pounds-force per square inch), unidad de presión básica de este sistema, que es una libra fuerza por pulgada cuadrada (lbf/in2)

Sistema técnico inglésPie columna de agua: un pie columna de agua es equivalente a 0,433 (lbf/in2), 2,989 kilo pascals (kPa), 29,89 milibars (mb) o 0,882 (pulgadas de Hg)

Tipos de Presión Presión absoluta: Presión comparada con el valor cero del vacío absoluto (Pabs = 0) Presión positiva: Presión en función de la presión atmosférica, considerándose esta como valor cero. Los detectores que miden esta presión se llaman sensores de presión relativa. Presión negativa: Presión medida por debajo de la presión barométrica diaria Presión Atmosférica es aquella ejercida por la atmósfera terrestre. Varía ligeramente con las condiciones meteorológicas y decrece con la altitud.

El vacío es la diferencia de presiones entre la presión atmosférica y la presión absoluta, cuando esta es menor a la atmosférica.

CONCEPTOLos sensores de presión son elementos que transforman la magnitud física de presión o fuerza por unidad de superficie en otra magnitud eléctrica que será la que emplearemos en los equipos de automatización o adquisición estándar. Los rangos de medida son muy amplios, desde unas milésimas de bar hasta los miles de bar. Los presostatos electrónicos registran la presión, la procesan y emiten una señal de conmutación según el valor pre ajustado.

Medidores de Presión Sensores Mecánicos

Sensor Medición directa Manómetros presión absoluta Barómetros Manómetros de tipo U Manómetros tipo Pozo

Sensores Elásticos Tubo Bourdon Diafragma Fuelle

Sensores electromecánicos

1. Sensores Mecánicos1.1. Sensor Medición directa

Miden la presión comparándola con la ejercida por un líquido de densidad y altura conocida

Ejemplos: barómetro cubeta, manómetro de tubo en U, manómetro de tubo inclinado, manómetro de pozo.

1.1.1. Manómetro de Tubo en UMide diferencia de presión entre el fluido y la presión atmosférica.Contiene mercurio, agua, aceite, entre otros.Es preciso en el rango 500 [Pa] a 200 [KPa].o Ventaja: Versatilidad.o Desventajas: Longitud de tubo necesaria para medir presiones altas.

1.1.2. Barómetroo Se usa en la calibración de altímetros y estaciones meteorológicas.o Se requiere aplicar una corrección por altura.

1.1.3. Manómetro de Tubo Inclinadoo Se usan con aceite.o En la industria son usados para medir la presión de combustión de las

calderas que arrastran gases quemados hacia el exterior a través de las chimeneas.

1.2. Sensores Elásticos1.2.1. Tubo Bourdon

o Es el método más común para medir presiones.o Tubo aplanado de bronce o acero curvado en arco.o Al aplicar presión al interior del tubo, tiende a enderezarse, transmitiendo

este movimiento a una aguja por medio de un mecanismo amplificador adecuado.

o Muy preciso hasta 200 atm. con precisión del 2 – 3 %.o Escala máx. 7000 Kg/cm2.o Esta deformación puede trasladarse a una aguja o a un sistema de

resistencia variable o a un campo electromagnético.1.2.2. Medidor de Diafragma

o Cápsulas circulares conectadas entre sí por soldadura.o Al aplicar presión, cada cápsula se deforma y la suma de desplazamiento

se amplifica por un juego de palancas.o Se aplica para pequeñas presiones.

1.2.3. Medidor de Fuelleo Similar al diafragma compuesto, pero de una sola pieza flexible

axialmente.o Larga duración.o Se aplica para bajas presiones.

2. Sensores Electromecánicoso Combinan un elemento mecánico elástico más un transductor eléctrico.o El elemento mecánico puede consistir en un tubo Bourdon, fuelle, diafragma, o

combinación de los mismos.o Se les conoce como transductores de presión.o El circuito eléctrico convierte la señal de desplazamiento, un sistema de amplificación

y uno de indicación transmiten o registran los datos.o Generalmente el circuito eléctrico utiliza el puente de Wheatstone.

TRANSDUCTORES MAGNÉTICOS