SENSORES Y TRANSDUCTORES DE PRESIÓN

La mayoría de los sistemas de control de procesos industriales requieren la medida de presión, por lo que existen diversos tipos de sensores y medidores de presión. Antes de considerar éstos en detalle, es importante explicar algunos términos usados en la medición de presiones, así como establecer la diferencia entre presión absoluta, presión de dispositivo y presión diferencial. La presión absoluta de un fluido es la diferencia entre la presión de un fluido y el cero absoluto de presión, mientras que la presión de dispositivo indica la diferencia entre la presión del fluido y la presión atmosférica. Por tanto, la presión absoluta y la mostrada por el dispositivo están relacionadas por la expresión:

Presión absoluta = Presión de dispositivo + Presión atmosférica

El término presión diferencial se usa para describir la diferencia entre dos presiones absolutas.

• Transductores de presión mecánicos.

Los instrumentos utilizados para medir presión reciben la denominación: "manómetros".

o La forma más tradicional de medir presión en forma precisa utiliza un tubo de vidrio en forma de "U", donde se deposita una cantidad de líquido de densidad conocida (para presiones altas, se utiliza habitualmente mercurio para que el tubo tenga dimensiones razonables; sin embargo, para presiones pequeñas el manómetro en U de mercurio sería poco sensible).

Este tipo de manómetros tiene una ganancia que expresa la diferencia de presión entre los dos extremos del tubo mediante una medición de diferencia de altura (es decir, una longitud).

La ganancia se puede obtener analíticamente, de modo que este tipo de manómetros conforma un estándar de medición de presión.

o Tubo Bourdon.-Es un tubo de sección elíptica, y curvado de manera que forma un anillo casi perfecto. Al aplicar presión al fluido contenido en su interior, el tubo tiende a enderezarse, transmitiéndose el movimiento de su extremo (por un sistema de engranaje) a una aguja que se desplaza por una escala graduada.

• Transductores de presión electromecánicos

o Galga extensiométrica

Un extensómetro, galga extensiométrica o “straingage” (en inglés) es un

dispositivo de medida universal que se utiliza para la medición electrónica de diversas magnitudes mecánicas como pueden ser la presión, carga, torque, deformación, posición, etc. Se entiende por strain o esfuerzo a la cantidad de deformación de un cuerpo debida a la fuerza aplicada sobre él. Si lo ponemos en términos matemáticos, strain (ε) se define como la fracción de cambio en longitud, como de demuestra la figura.

El parámetro strain puede ser positivo (tensión) o negativo (compresión). Si bien es adimensional, en muchos casos se suele expresar en unidades de mm/mm. En la práctica, la magnitud de medida de strain en muy pequeña por lo que usualmente se expresa como microstrain (µε), que es ε x 10-6

.

Cuando una barra es tensionada por una fuerza uniaxial, como en la Figura anterior un fenómeno conocido como esfuerzo de Poisson causa que la circunferencia de la barra se contraiga en la dirección transversal o perpendicular. La magnitud de esta contracción transversal es una propiedad del material indicado por su coeficiente de Poisson.

Se conocen varios métodos para medir esfuerzo, pero el más utilizado es mediante

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