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Tipos de sensores de pressão mais comuns

Os tipos mais comuns de sensores de pressão e suas aplicações

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As medidas de pressão podem ser tomadas para determinar um intervalo de valores diferentes, dependendo se a pressão é relativa ao ambiente, a condições a vácuo, ou outros fatores de medição. Sensores de pressão são instrumentos que podem ser projetados e configurados para detectar a pressão entre essas variáveis. Sensores de pressão absoluta são destinados a medir a pressão em relação a um vazio e são projetados com um vácuo de referência fechado dentro do próprio sensor. Estes sensores também podem medir a pressão atmosférica. Da mesma forma, um sensor de pressão detecta valores relativos à pressão atmosférica, e uma parte do dispositivo é geralmente exposta a condições ambientais. Este dispositivo pode ser empregado para medições de pressão arterial.

Um aspecto importante da detecção de pressão nos processos industriais envolve comparações entre os vários fatores de pressão. Sensores de pressão diferencial são usados para essas aplicações, o que pode ser desafiador devido à presença de pelo menos duas pressões diferentes em uma única estrutura mecânica. Sensores de pressão diferencial geralmente são projetos complexos porque muitas vezes são necessários para medir as mínimas diferenças de pressão em maiores pressões estáticas. Os princípios de transdução e pressão mecânica padrão são comuns a maioria das unidades de sensores de pressão, independentemente da sua classificação como instrumentos de pressão diferencial, absoluta, ou indicador.

Sensores de barômetro aneróide

Um sensor de barômetro aneróide é composto por uma embalagem de metal oca que tem superfícies flexíveis em sua parte superior e inferior. As mudanças da pressão atmosférica fazem com que esta embalagem de metal deforme com as alavancas mecânicas que aumentam a deformação a fim fornecer uns resultados mais visíveis. O nível de deformação também pode ser ampliado com a fabricação do sensor em um projeto de fole. As alavancas são geralmente ligadas a um mostrador de ponteiro que se traduz a deformação pressurizada em medidas escaladas ou a um barógrafo que registra variação de pressão ao longo do tempo. Os sensores do barômetro aneróide são compactos e duráveis, não empregando nenhum líquido em suas operações. No entanto, a massa do elemento sensor limita a taxa de resposta do dispositivo, tornando-se menos eficaz para a detecção de pressão dinâmica de projetos.

Sensores de manômetro

Um manômetro fornece uma estrutura de design relativamente simples e um nível de precisão maior do que a oferecida pela maioria dos barômetros aneróides. É preciso gravar as medidas do efeito da pressão sobre uma coluna de líquido. A forma mais comum de manômetro é o modelo em forma de U em que a pressão é aplicada em um lado de um tubo de líquido causando uma queda no nível de fluido em uma extremidade e um aumento na correlação entre os outros. O nível de pressão é indicado pela diferença de altura entre as duas extremidades do tubo, e a medição é feita de acordo com uma escala construída dentro do aparelho.

A precisão da leitura pode ser aumentada pela inclinação uma das pernas do manômetro. Um reservatório fluido pode igualmente ser unido para tornar insignificante a diminuição da altura em uma das pernas. Os manômetros podem ser eficazes como sensores de calibre se uma perna do tubo em forma de U aberta à atmosfera, e podem funcionar como sensores diferenciais quando a pressão é aplicada em ambas as pernas. Entretanto, eles só são eficazes dentro de uma faixa específica de pressão e, como barômetros aneróides, têm uma taxa de resposta lenta que seja inadequada para a detecção da pressão dinâmica.

Tubos de bordão

Apesar de funcionar de acordo com os mesmos princípios essenciais do barômetro aneróide, tubos de bordão empregam sensores de elementos helicoidais ou C, em vez de uma cápsula oca. Uma extremidade do tubo de bordão é fixada em uma conexão com pressão, enquanto a outra extremidade é fechada. Cada tubo tem uma secção transversal elíptica que faz com que o tubo aplique uma pressão maior para endireitar. O instrumento continuará a esticar até a pressão do fluido seja compensada pela resistência elástica do tubo. Por este motivo, diferentes materiais do tubo estão associados com diferentes pressões. Um conjunto de engrenagens é preso à extremidade fechada do tubo e um ponteiro se move ao longo de um mostrador graduado para fornecer leituras. Dispositivos de tubo de bordão são comumente usados como indicadores de sensores de pressão e sensores diferenciais quando dois tubos são ligados a um único ponteiro. Geralmente, o tubo helicoidal é mais compacto e oferece desempenho mais confiável do que o elemento sensor em forma de C.

Sensores de vácuo

A pressão a vácuo está abaixo dos níveis de pressão atmosférica, e pode ser difícil de detectar por meio de métodos mecânicos. Sensores Pirani são comumente usados para medições na faixa baixa do vácuo. Estes sensores dependem de um fio aquecido com resistência elétrica correlacionada a temperatura. Quando aumenta a pressão do vácuo, a transmissão é reduzida e a temperatura aumenta no fio. A resistência elétrica aumenta proporcionalmente e é calibrada contra a pressão, a fim de fornecer uma avaliação eficaz do vácuo.

Íon ou sensores de cátodo frio são comumente usados para aplicações em escalas maiores do vácuo. Estes instrumentos contam com um filamento que gera emissões de elétrons. Os elétrons passam dentro de uma grade onde eles podem colidir com as moléculas de gás, tornando-as ionizadas. Um dispositivo de coleta atrai os íons carregados e o número de íons que se acumula corresponde diretamente à quantidade de moléculas dentro do vácuo, proporcionando uma leitura precisa da pressão de vácuo.

Flávio Saraiva

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