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Descripción general de los sensores de presión

2022
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Las tecnologías utilizadas en la medición de presión

La detección, comprensión y medición de la presión básicamente comenzó con el trabajo de Galileo a fines del siglo XVI y Torricelli a mediados del siglo XVII.

El primer manómetro, el tubo de Bourdon, se inventó en 1849. No fue hasta 1930 que se anunciaron los primeros transductores de presión de salida eléctrica.

Desde entonces, ha florecido el número de diferentes tecnologías utilizadas para detectar esta fuerza básica, particularmente con la llegada de los semiconductores.

Aquí hay un resumen rápido de las principales tecnologías de medición de presión y cómo se utilizan:

  • Potenciométrico: utiliza un dispositivo de resistencia (potenciómetro) y un brazo deslizante conectado a un tubo de Bourdon. A medida que cambia la presión, el brazo se mueve y el potenciómetro produce una señal relativa basada en el nivel de la fuerza.
  • Galga extensiométrica: convierte una fuerza aplicada (presión) en un cambio en la resistencia eléctrica que varía con la fuerza aplicada. Entonces se puede medir esta resistencia.
  • Capacitivo: detecta cambios en la capacitancia eléctrica causados por la presión que flexiona un diafragma entre las placas de un condensador.
  • Inductivo: detecta ligeras desviaciones de un diafragma conectado a un núcleo magnético que provoca un movimiento lineal en el núcleo. Este movimiento varía la corriente inducida, que se convierte en una señal eléctrica.
  • Piezoeléctrico: el material de cuarzo o cerámica genera una carga eléctrica variable proporcional a la cantidad de compresión que le aplica una presión exterior. La tecnología piezorresistiva utiliza el cambio en la resistencia eléctrica de un material cuando se estira para medir la presión.
  • Resonante: la fuerza aplicada a un diafragma que aloja una cuerda vibratoria cambia la frecuencia resonante de la cuerda. Esto se convierte en una señal eléctrica.
  • Óptica: emplea una fuente de luz que es progresivamente bloqueada por un aumento de presión, y un sensor que produce una señal proporcional al cambio de luz. Los sensores de fibra óptica también se pueden usar para medir los cambios en la trayectoria y la fase de la luz causados por la presión.

Tipos de sensores de presión

Comprender los sensores de presión también implica una revisión de los diversos tipos disponibles para usar en su diseño. Aquí están los básicos, sin ningún orden en particular:

Descripción general de los sensores de presión
Principio de funcionamiento básico de un sensor de presión que utiliza un diafragma piezoeléctrico
  • Vacío: se utiliza para medir la presión que está por debajo de los niveles atmosféricos. Estos suelen utilizar tecnología piezoeléctrica o la medición del volumen de gas en un espacio particular.
  • Sellado: utiliza la presión atmosférica al nivel del mar como presión de referencia.
  • Ventilado: mide la presión relativa a la presión barométrica ambiental.
  • Diafragma: usa placas de metal delgadas, flexibles y circulares que se deforman bajo presión.
  • Galga extensiométrica: mide la resistencia provocada por el cambio de longitud debido a una fuerza externa y la convierte en una señal eléctrica.
  • Estado sólido: no emplea piezas móviles, sino un elemento de conmutación semiconductor, como un transistor de efecto de campo para detectar la presión.
  • Película delgada: emplea una película delgada que contiene elementos resistivos que alteran la resistencia debido a los cambios de longitud y espesor (deformación) inducidos por la presión.

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