Los transmisores de presión electrónicos se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde la tecnología de maquinaria hasta el sector de la fabricación, pasando por las industrias alimentaria y farmacéutica. El registro del tamaño físico de la presión puede realizarse mediante diferentes principios de medición. Presentamos las tecnologías comunes aquí.
En la medición de presión electrónica, generalmente se hace una distinción entre sensores de película fina, sensores de película gruesa y sensores de presión piezorresistivos. Es común a los tres principios de medición que la cantidad física de presión se convierte en una señal eléctrica medible. Igualmente fundamental para los tres principios es un puente de Wheatstone: un dispositivo de medición para la detección de resistencias eléctricas, que a su vez consta de cuatro resistencias interconectadas.
Sensores de presión piezorresistivos: alta precisión y rentables
Los sensores de presión piezorresistivos se basan en galgas extensométricas semiconductoras de silicio. Cuatro resistencias conectadas a un puente de Wheatstone se difunden en un chip de silicio. Bajo presión, este chip de silicio se deformará y esta deformación altera la conductividad de las resistencias difundidas. La presión se puede leer en última instancia a partir de este cambio de resistencia.
Debido a que el elemento sensor piezorresistivo es muy sensible, debe protegerse de la influencia del medio de medición. Por lo tanto, el sensor está ubicado dentro de un sello de diafragma, y la presión se transmite a través de un líquido que rodea el elemento sensor. La elección habitual aquí es el aceite de silicona. En aplicaciones higiénicas tales como en las industrias de productos alimenticios o farmacéuticos , sin embargo, también se utilizan otros fluidos de transferencia. No es posible una celda de medición seca de la que no salga líquido en caso de daño.
Las ventajas:
- muy alta sensibilidad, presiones en el rango de mbar medibles
- Es posible un rango de medición alto, desde mbar hasta 2000 bar
- seguridad de sobrecarga muy alta
- excelente precisión de hasta el 0,05 por ciento del intervalo
- diseño de sensor pequeño
- muy buen comportamiento de histéresis y buena repetibilidad
- tecnología básica comparativamente económica
- presiones estáticas y dinámicas
Las desventajas:
- medio de transferencia requerido
- compensación de temperatura necesaria
Sensores de película fina: estabilidad a largo plazo pero caro
A diferencia de los sensores de presión piezorresistivos, los sensores de película delgada se basan en un cuerpo principal metálico. Sobre esto, las cuatro resistencias conectadas a un puente de Wheatstone se depositan mediante un llamado proceso de pulverización catódica. Por tanto, la presión se detecta aquí también mediante un cambio de resistencia provocado por la deformación. Además de las galgas extensométricas, también se pueden insertar resistencias de compensación de temperatura. No es necesario un líquido de transferencia, como en el caso de los sensores de presión piezorresistivos.
Las ventajas:
- tamaño muy pequeño
- presiones de hasta 8.000 bar medibles
- excelente estabilidad a largo plazo
- no se requiere compensación de temperatura
- alta precisión
- alta presión de rotura
- presiones estáticas y dinámicas
Las desventajas:
- menor sensibilidad que los sensores piezorresistivos , por lo que las presiones bajas son menos medibles
- tecnología básica comparativamente cara
Sensores de película gruesa: especialmente resistentes a la corrosión
La cerámica (cerámica de alúmina) sirve como material básico para los sensores de película gruesa. Estos sensores de presión son monolíticos, lo que significa que el cuerpo del sensor consta de un solo material, lo que garantiza una excelente estabilidad a largo plazo. Además, las cerámicas son especialmente resistentes a la corrosión frente a medios agresivos. Con este tipo de sensor, el puente de Wheatstone se imprime en el cuerpo principal mediante tecnología de película gruesa y luego se hornea a alta temperatura.
Las ventajas:
- muy buena resistencia a la corrosión
- no se requiere compensación de temperatura
- buena estabilidad a largo plazo
- no se necesita sello de diafragma
Las desventajas:
- no apto para medir presiones dinámicas
- rango de presión superior limitado (alrededor de 400 bar)
