Os transmissores de pressão são um dos tipos de sensores mais comuns utilizados no controlo da automação industrial.O tipo capacitivo e o tipo de ressonância de silício monocristalino são três tipos principais, cada um com o seu próprio princípio de funcionamento, vantagens e desvantagens e cenários de aplicação únicos
Transmissor de pressão pieoresistivo
Princípio de funcionamento
Os transmissores de pressão piezoresistivos utilizam o efeito piezoresistivo do monocristalino ou do polisilício para converter as deformações mecânicas causadas pela pressão em sinais elétricos:
1A pressão age sobre o diafragma sensível, e o diafragma torna-se deformação elástica.
2O elemento piezorresistivo (resistente) no diafragma altera o seu valor de resistência devido à força.
3A mudança de resistência é convertida num sinal de tensão através da ponte Wheatstone, e o sinal elétrico de saída é proporcional à pressão.
Vantagens:
1Alta precisão.
2Estrutura simples e baixo custo.
3. Velocidade de resposta rápida, adequada para medição de pressão dinâmica.
Desvantagens:
1É sensível à temperatura e necessita de compensação de temperatura.
2- Suscetível a vibrações mecânicas.
3Estabilidade geral a longo prazo, grande deriva.
Scenário de aplicação
• Medição da pressão de líquidos, gases e vapores.
• Aplicações de engenharia extensas, tais como equipamento de tratamento de água, pressão de óleo automotivo, sistemas de refrigeração, etc.
Transmissor de pressão capacitivo
Princípio de funcionamento
O transmissor de pressão capacitivo utiliza a pressão para causar a mudança de capacidade.
1A pressão actua sobre o diafragma metálico ou não metálico, causando deformação elástica do diafragma.
2O diafragma e o eletrodo fixo formam um capacitor variável, e a mudança de pressão faz com que o valor da capacitância mude.
3A mudança de capacitância é convertida num sinal eléctrico, e o sinal de saída é proporcional à pressão.
Vantagens:
1. Alta sensibilidade, especialmente adequada para medição de pressões de pequena dimensão.
2Efeito de baixa temperatura, boa estabilidade a longo prazo.
3Adequado para medição de alta e baixa pressão.
Desvantagens:
1. Sensível a impurezas, humidade e outros ambientes, que requerem tratamento especial.
2O processamento do sinal é complexo e o custo é relativamente elevado.
3A velocidade de resposta é ligeiramente mais lenta do que o tipo piezorresistivo.
Scenário de aplicação
• cenários de precisão, tais como pressão de ar médica, equipamento de processamento de alimentos.
• Altas temperaturas, alta pressão, condições altamente corrosivas, como as indústrias química e petrolífera.
Transmissor de pressão de ressonância de silício monocristalino
Princípio de funcionamento
O transmissor de pressão de ressonância de silício monocristalino utiliza o princípio da mudança de frequência de ressonância no silício monocristalino:
1Os micro-resonadores são processados no diafragma de silício monocristalino.
2A pressão provoca a deformação do diafragma, resultando na mudança de tensão do ressonador.
3A mudança de tensão altera a frequência vibratória do ressonador.
4Após medir a variação da frequência de ressonância, calcular o valor de pressão através do algoritmo.
Vantagens:
1. Alta precisão
2Boa estabilidade a longo prazo, pequena deriva, adequada para medições a longo prazo.
3Forte capacidade anti-interferência, insensível a interferências eletromagnéticas e ambientais.
4Adequado para altas temperaturas, alta pressão e ambientes adversos.
Desvantagens:
1- Alto custo de fabricação e preço alto.
2A velocidade de resposta é ligeiramente lenta, adequada para medições estáticas ou quase dinâmicas.
3Design e calibração complexos.
Scenário de aplicação
Aplicações que exigem alta precisão e fiabilidade, como oleodutos e gasodutos, medição de pressão aeroespacial.
• Equipamento de metrologia e de investigação.
