O que são sensores de pressão?
Os sensores de pressão são procurados desde o advento da era do vapor. Bilhões de tais sensores são usados diariamente para monitorar a pressão de fluidos em tubulações, motores, sistemas hidráulicos ou na natureza. Sensores especializados também são usados para determinar a pressão de sólidos ou gases. Um sensor de pressão típico tem cerca de uma polegada cúbica de tamanho, embora alguns possam ser cem ou mais vezes menores, por exemplo aqueles usados em sistemas microeletromecânicos.
A maioria dos sensores de pressão modernos trabalha com base em um princípio chamado piezoresistência. A pressão faz com que um material conduza eletricidade a uma determinada taxa, levando a um nível específico de fluxo de carga associado a um nível específico de pressão. Essa carga é alimentada a um fio que leva a um painel de controle e visor para análise humana.
Os sensores de pressão convencionais usam resistores de filme, extensômetros, ligas metálicas ou semicondutores policristalinos como meio resistivo. Esses materiais conduzem mais ou menos eletricidade com base em deformações geométricas em sua estrutura. Como um aumento linear na pressão não leva a uma magnitude linear na deformação, técnicas de calibração devem ser usadas para determinar a pressão real. Estes são incorporados na grande maioria dos sistemas.
Em sensores de pressão mais sensíveis baseados em semicondutores monocristalinos, fabricados com a tecnologia convencional de semicondutores, pequenas deformações podem causar grandes mudanças na resistência. A mudança na resistência não se baseia em deformações geométricas no material condutor, mas em deformações estruturais menores e mais delicadas.
Existem vários tipos diferentes de sensores de pressão. Um é um sensor de pressão absoluta, que mede a pressão absoluta usando o vácuo como ponto de referência. Outro é um sensor de manômetro, que mede a pressão por referência à pressão atmosférica ambiente. Existem também sensores de pressão diferencial, que medem a diferença de pressão entre dois contatos.
Geralmente, existe um meio intermediário entre o fluido que está sendo medido e o próprio sensor de pressão. Um diafragma metálico ou câmara de fluido hermeticamente selada é frequentemente usada. Especialmente ao medir a pressão de materiais voláteis ou corrosivos, como óleo quente em um motor, uma camada intermediária é usada para evitar danos ao delicado dispositivo sensor. Além do uso quase onipresente em equipamentos de processo, os sensores de pressão também são usados pelos naturalistas para determinar variáveis como a profundidade de um bloco de gelo ou a densidade de uma camada de rocha.