¿Qué es un sensor de presión?

  • Definición de presión como magnitud de medida: La presión se define como la fuerza que ejerce un líquido o un gas sobre una superficie. Normalmente se mide en unidades de fuerza por unidad de superficie. La unidades que se utilizan habitualmente son el pascal (Pa), el bar (bar), el N/mm2 o la psi (libras por pulgada cuadrada).
  • Definición de un sensor: Un sensor es un dispositivo que mide una magnitud física y la transforma en una señal. Esa magnitud puede ser, por ejemplo, temperatura, longitud, fuerza o, naturalmente, presión. En la mayoría de los casos la señal es eléctrica, aunque también puede ser óptica.
  • Definición de un sensor de presión: En consecuencia, un sensor de presión es un instrumento compuesto por un elemento detector de presión con el que se determina la presión real aplicada al sensor (utilizando distintos principios de funcionamiento) y otros componentes que convierten esta información en una señal de salida.

Principios de funcionamiento de los sensores de presión

Los sensores de presión utilizan distintas tecnologías para proporcionar resultados precisos. En la sección a continuación repasamos algunas de ellas.

  • Los sensores de presión con tecnología de galgas extensométricas tienen un elemento de detección de la presión al que se adhieren galgas extensométricas metálicas o en el que se aplican galgas de película estrecha mediante pulverización. Este elemento de medición puede ser una membrana o, en el caso de los cuerpos de medición con galgas de lámina metálica, también se puede utilizar un elemento de tipo tubular. Las principales ventajas de este diseño de tipo tubular monolítico son un aumento de la rigidez y la capacidad de medir presiones muy elevadas (hasta 15.000 bar). La conexión eléctrica normalmente se establece a través de un puente de Wheatstone, que proporciona una buena amplificación de la señal y resultados de medición precisos y constantes. Consulte nuestra oferta de sensores de presión de galgas extensométricas.
  • Los sensores de presión capacitivos utilizan una cavidad de presión y una membrana para formar un condensador variable. La membrana se deforma cuando se aplica presión y la capacidad se reduce de manera proporcional. Este cambio en la capacidad se puede medir eléctricamente y correlacionarse con la presión aplicada. Este tipo de sensores están limitados a presiones bajas, hasta alrededor de 40 bar.
  • Los sensores de presión piezorresistivos consisten en una membrana (principalmente de silicio) con galgas extensométricas integradas que detectan la deformación derivada de la presión aplicada. Estas galgas extensométricas se suelen configurar formando puente de Wheatstone, para reducir la sensibilidad e incrementar la potencia de la salida. Debido al material utilizado, pueden utilizarse hasta presiones en torno a 1000 bar.
  • A diferencia de las tecnologías antes señaladas, cuyo principio de funcionamiento se basa en la deflexión de un cuerpo de medición, los sensores de presión resonantes utilizan los cambios en la frecuencia de resonancia en un mecanismo de detección para medir el esfuerzo provocado por la presión aplicada. Dependiendo del diseño de estos sensores, el elemento resonante puede estar expuesto al medio. En tal caso, la frecuencia de resonancia depende de la densidad del medio. En algunos casos, estos sensores son sensibles a los impactos y las vibraciones.

Otros sensores de presión que tampoco emplean un cuerpo de medición son los sensores térmicos o de ionización, que miden la presión aplicada a partir de cambios en la conductividad térmica como consecuencia de cambios en la densidad de un caudal de partículas cargadas.

Tipos de medidas de presión

Se pueden utilizar varias propiedades para clasificar los sensores de presión: el intervalo de presión que miden, el rango de temperatura de funcionamiento o el tipo de presión que miden.

La presión puede ser absoluta, manométrica, relativa normalizada o diferencial.

  • Los sensores de presión absoluta miden la presión con respecto a una cámara de referencia (cercana al vacío).
  • Los sensores de presión manométrica (o sensores de presión relativa) se emplean para medir la presión en relación con la presión atmosférica presente en ese momento.
  • Los sensores de presión relativa normalizada (o de referencia constante) son como los sensores de presión relativa que miden la presión con respecto a una presión fija, en lugar de con respecto a la presión atmosférica existente.
  • Los sensores de presión diferencial determinan la diferencia entre dos presiones y se pueden utilizar para medir caídas de presión, niveles de fluidos y caudales.

La ventaja más evidente de un sensor de presión absoluta radica en que siempre mide en relación con la misma presión de referencia (el vacío); por lo tanto, no se ve afectado por los cambios en la presión atmosférica y, además los cambios de temperatura influyen en menor medida en su funcionamiento.

Sensores de presión de HBM

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