Na tecnologia moderna e nas aplicações industriais, os sensores de pressão desempenham um papel importante como importantes ferramentas de medição. Entre eles, sensores de pressão manométrica, sensores de pressão diferencial e sensores de pressão absoluta são os três sensores principais no campo de medição de pressão devido às suas funções exclusivas e ampla gama de aplicações. Neste artigo discutiremos em profundidade as definições, princípios de operação, objetos de medição, cenários de aplicação e as diferenças entre esses três sensores.
Índice
Sensor de pressão de medidor
Princípio de definição e operação
Um sensor de pressão manométrica é um sensor que mede a pressão relativa, ou seja, o valor da pressão em relação à pressão atmosférica. Geralmente consiste em um elemento sensor (por exemplo, um extensômetro ou elemento piezoresistivo) e um circuito eletrônico que converte a pressão em um sinal de telecomunicações. Quando é aplicada pressão externa ao elemento sensor, o elemento sofre uma pequena deformação, resultando em uma alteração no valor da resistência, que é medida pelo circuito eletrônico e convertida em um sinal de telecomunicações relacionado à pressão.
Princípio da operação
Os sensores de pressão manométrica são baseados na pressão atmosférica e as leituras de pressão são relativas à diferença na pressão atmosférica. Por exemplo, se o sensor exibir um valor de 5 bar, então a pressão real é 5 bar superior à pressão atmosférica.
Objetos e aplicações de medição
Geralmente usado em aplicações onde a pressão relativa é necessária, como pressão da água, pressão do gás, pressão do líquido, controle de fluidos, medição de nível, etc. Por exemplo, em fábricas de produtos químicos, sensores de pressão manométrica podem ser usados para medir a pressão em tubulações para garantir que as operações sejam realizadas dentro de limites seguros. Nos automóveis, os sensores de pressão manométrica são frequentemente usados para medir a pressão dos pneus e fornecer aos motoristas informações sobre a condição de seus pneus. Na eletrônica de consumo, os sensores de pressão manométrica são usados em áreas como monitoramento de mudanças de pressão, adaptação ambiental e monitoramento de saúde. Eles fornecem funções importantes, como medição de altitude, alertas de mudanças climáticas, monitoramento do fluxo de ar e assim por diante.
Características:
- Com base em mudanças na pressão atmosférica.
- Se a pressão atmosférica mudar, a leitura do sensor de pressão manométrica não será afetada.
- Adequado para aplicações industriais comuns, como sistemas de gás e sistemas hidráulicos.
Sensor de pressão diferencial
Princípio de definição e operação
O sensor de pressão diferencial é um sensor que mede a diferença de pressão entre duas câmaras de medição. Ele mede a diferença de pressão entre dois pontos diferentes. Não se preocupa com a pressão destes pontos de pressão em relação à atmosfera, mas apenas com a diferença entre eles. Geralmente consiste em duas câmaras conectadas ao meio a ser medido, e a pressão é determinada medindo a diferença de pressão entre as câmaras. O princípio de funcionamento do sensor de pressão diferencial é baseado na pressão a ser medida diretamente no diafragma do sensor, de forma que o diafragma produza um microdeslocamento proporcional à pressão da água, que por sua vez provoca uma alteração no valor da resistência, o circuito eletrônico detecta essa alteração e a converte em um sinal de medição padronizado correspondente à pressão.
Princípio da operação
O sensor de pressão diferencial gera um valor para a pressão diferencial relativa medindo simultaneamente a pressão em dois pontos e calculando a diferença entre eles. Por exemplo, em ambas as extremidades de uma tubulação, um sensor de pressão diferencial pode medir a diferença de pressão, que é comumente usada para medição de vazão e detecção de entupimento de filtro.
Objetos e aplicações de medição
Sensores de pressão diferencial são amplamente utilizados em medição de vazão, medição de nível de líquido, análise de gases e outros campos. Em sistemas HVAC, sensores de pressão diferencial são frequentemente usados para medir o entupimento dos filtros de ar, para que possam ser substituídos em tempo hábil. Além disso, sensores de pressão diferencial também são usados para medir a diferença na pressão dos gases de escape entre as passagens dianteira e traseira do coletor de partículas do motor de um veículo para determinar o nível de acúmulo de partículas no coletor, o que por sua vez determina o tempo de acionamento para “regeneração” e a quantidade de combustível adicional a ser injetada.
Características:
- Ideal para monitorar a diferença de pressão entre dois pontos.
- Usado para cálculos de fluxo, medições de velocidade do vento, etc.
- Compara a diferença de pressão entre dois pontos, ignorando o efeito da pressão atmosférica.
Sensor de pressão absoluta
Princípio de definição e operação
Um transdutor de pressão absoluta é um transdutor que mede a pressão relativa ao vácuo ou zero absoluto. Ao contrário dos sensores de pressão manométrica, os sensores de pressão absoluta não apenas medem a pressão do meio medido, mas também levam em consideração a pressão do gás no ambiente. Os sensores de pressão absoluta funcionam de forma semelhante aos sensores de pressão manométrica, mas seu ponto de referência é o vácuo absoluto ou zero absoluto, em vez da pressão atmosférica. Ou a pressão de um estado completamente livre de pressão. Baseia-se na pressão zero absoluta (vácuo) e não é afetada pela pressão atmosférica.
Princípio da operação
O sensor de pressão absoluta mede a pressão absoluta de um gás ou líquido, e sua leitura inclui sempre o efeito da pressão atmosférica. Mesmo que a pressão atmosférica mude, a leitura do sensor de pressão absoluta refletirá a pressão absoluta.
Objetos e aplicações de medição
Sensores de pressão absoluta são amplamente utilizados na medição de pressão atmosférica, observação meteorológica de alta altitude, previsão do tempo e outros campos. Na área médica, sensores de pressão absoluta são usados para monitorar a pressão do gás nos respiradores. Além disso, sensores de pressão absoluta também são usados para medir a pressão do ar de admissão para otimizar o desempenho do motor e a economia de combustível.
Características:
- Mede a pressão em comparação com o vácuo, levando em consideração as mudanças na pressão atmosférica.
- A utilização de sensores de pressão absoluta é particularmente importante em ambientes específicos, como aplicações com grandes variações de altitude.
- Usado em aplicações de ponta que exigem monitoramento preciso de pressão, como aeroespacial, monitoramento meteorológico e tecnologia de vácuo.
Diferenças entre os três tipos de sensores
1. Objeto de medição:
- Sensores de pressão manométrica medem a pressão relativa à pressão atmosférica.
- Sensores de pressão diferencial medem a diferença de pressão entre duas câmaras de medição.
- Sensor de pressão absoluta para medir o valor da pressão em relação ao vácuo.
2. Princípio de medição:
- Os sensores de pressão de superfície usam sensores de pressão absoluta e sensores de pressão atmosférica para medir e calcular a pressão de superfície calculando a diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica.
- Os sensores de pressão diferencial usam dois sensores de pressão para medir a diferença de pressão entre dois locais.
- Sensores de pressão absoluta usam sensores de pressão absoluta para medir e subtrair a pressão atmosférica do resultado da medição para obter a pressão absoluta.
3. Faixa de medição:
- Sensores de pressão manométrica geralmente têm uma ampla faixa de medição e podem medir pressões altas e baixas.
- Sensores de pressão diferencial são geralmente usados para faixas menores de medição de pressão diferencial.
- Os sensores de pressão absoluta possuem uma faixa de medição que depende da aplicação específica, mas geralmente requer consideração da condição de vácuo.
4. Cenários de aplicação:
- Sensores de pressão manométrica são comumente usados em automação industrial, indústria automotiva, equipamentos médicos e outros campos.
- Sensores de pressão diferencial são amplamente utilizados em medição de vazão, medição de nível de líquido, análise de gases e outros campos.
- Os sensores de pressão absoluta estão mais focados na medição da pressão atmosférica, observação meteorológica em grandes altitudes e outras aplicações que requerem medição precisa da pressão.
Conclusão
Sensores de pressão manométrica, sensores de pressão diferencial e sensores de pressão absoluta são os três sensores principais no campo de medição de pressão, cada um com suas próprias funções exclusivas e uma ampla gama de aplicações. Através de um profundo entendimento de seus princípios operacionais, objetos de medição e cenários de aplicação, podemos selecionar e utilizar melhor esses sensores para atender às necessidades de medição de diferentes campos. À medida que a tecnologia continua a evoluir, o desempenho e a precisão destes sensores continuarão a melhorar, fornecendo dados de medição mais fiáveis e precisos para a produção industrial e investigação científica.