Como funcionam os transdutores de baixa pressão

Um transdutor de pressão é um dispositivo de medição que converte uma pressão aplicada em um sinal elétrico. Geralmente, um transdutor de pressão é composto por duas partes, um material elástico que se deforma sob a aplicação de pressão e uma parte elétrica que detecta essa deformação.

Como funcionam os transdutores de baixa pressão

Dependendo da faixa de pressão a ser medida, o material elástico recebe diferentes formas e tamanhos, como tubo Bourdon, pistão, diafragma e fole. O mais comum deles é o diafragma.
Três tipos diferentes de dispositivos elétricos podem ser acoplados a esse material elástico para fazer transdutores de pressão. Estes incluem tipos resistivos, capacitivos e indutivos.

• Transdutores de pressão resistivos usam medidores de tensão, que são ligados ao material deformável. Qualquer mudança na deformação causa a mudança na resistência elétrica de cada extensômetro que pode ser medida por uma ponte de Wheatstone.
• Nos transdutores de pressão do tipo capacitivo, a mudança na pressão é medida na capacitância entre duas placas de capacitância. Uma placa ligada ao lado deformável do material elástico enquanto outra é ligada à superfície não pressurizada.
• Em um transdutor de pressão indutivo, a deformação do material elástico é usada para fornecer movimento linear de um núcleo ferromagnético. Este movimento linear irá variar a corrente CA induzida.

Medição de pressão baixa

Entre os diferentes transdutores de pressão, o medidor de Bourdon, o medidor de diafragma piezoresistivo e o medidor de diafragma de capacitância são adequados para medição de baixas pressões de vácuo. O medidor Bourdon pode medir aproximadamente na faixa de 0 a 1.000 mbar, enquanto os medidores de diafragma podem medir na faixa de 0,1 a 1.000 mbar.
Para pressões muito baixas, existem outros tipos de transdutores disponíveis, baseados em outros princípios. Isso inclui medidor de Pirani, termopar e medidor de ionização.
As duas primeiras técnicas são baseadas na taxa na qual o calor é perdido de um filamento aquecido colocado no ambiente de baixa pressão. Essa perda de calor depende do número de moléculas de gás por unidade de volume.

• medidor Pirani – Este medidor calcula a temperatura do filamento medindo a resistência do filamento. A medição da resistência é feita com a ajuda de um circuito de ponte de Wheatstone. A relação entre a resistência e a pressão aplicada é altamente não linear.
• Termopar – Neste tipo de transdutor de pressão, um termopar é acoplado ao filamento aquecido para medir sua temperatura. Para a temperatura de referência no termopar, é usada a temperatura ambiente. A saída de tensão do termopar varia de forma não linear com a pressão do gás.
• Medidor de ionização – É muito útil para medir pressões muito pequenas na faixa de 10–3 atm a 10–13 atm. Aqui, o gás, cuja pressão deve ser medida, é ionizado com a ajuda de um filamento aquecido. A corrente é medida entre dois eletrodos na região ionizada, que depende da pressão do gás, pois o número de íons por unidade de volume depende da pressão do gás.

A relação entre corrente e pressão é linear

A medição de baixa pressão é usada em aplicações como:

• Nos campos médicos- nebulizadores, espirômetros, etc.
• Nas indústrias - controle HVAC, pressão estática do duto, etc.

O crescente interesse no mercado aborda o material dentro dos transdutores de pressão:

• O mercúrio está contido em alguns para conduzir a detecção da pressão para a saída elétrica. Em muitos estados, o mercúrio é uma substância proibida, embora não seja obrigatório ou, em alguns casos, seja adquirido em equipamentos existentes que podem usar mercúrio, mas o proíbe em novos produtos.
• A segunda substância é o NaK (sódio e potássio), que é usado no lugar do mercúrio no transdutor. O NaK lançará uma faísca caso seja exposto ao ar (oxigênio). Em ambientes onde a inflamabilidade é alta, isso é um perigo.
• Existe um novo produto no mercado agora que possui um diafragma muito mais espesso (aumentando a vida útil) e vem com uma garantia mais longa do que outros produtos. Não possui preenchimento e faz seu trabalho por meio eletrônico.

Acreditamos que a pressão do mercado acabará tornando o mercúrio e o NaK inaceitáveis ​​entre os clientes que fabricam produtos com equipamentos que utilizam esses sensores.

Ligue para 800-844-8405 para obter mais informações sobre transdutores de pressão.

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