{"id":9304,"date":"2020-08-21T15:09:59","date_gmt":"2020-08-21T18:09:59","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.wika.com\/pt\/\/?p=9304"},"modified":"2025-04-04T10:50:37","modified_gmt":"2025-04-04T13:50:37","slug":"como-funciona-um-transmissor-de-pressao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.wika.com\/pt\/know-how\/como-funciona-um-transmissor-de-pressao\/","title":{"rendered":"Como funciona um transmissor de press\u00e3o?"},"content":{"rendered":"

O princ\u00edpio de funcionamento de um transmissor ou sensor de press\u00e3o<\/a> \u00e9 bastante simples. O sensor de press\u00e3o converte o valor da press\u00e3o mec\u00e2nica em um sinal el\u00e9trico proporcional. O sensor de press\u00e3o normalmente consiste em um corpo principal est\u00e1vel e um diafragma. O diafragma \u00e9 o elemento mais importante para a medi\u00e7\u00e3o de press\u00e3o e \u00e9 equipado com estruturas de resist\u00eancia sensitiva \u00e0 tens\u00e3o e \u00e0 compress\u00e3o, tamb\u00e9m conhecidas como extens\u00f4metros ou \u201cstrain-gauges\u201d.<\/strong><\/p>\n

Processo de medi\u00e7\u00e3o com sensores resistivos<\/h2>\n\n
<\/a>

Segunda lei de Ohm<\/p><\/div>\n \n

A resist\u00eancia de um condutor el\u00e9trico \u00e9 definida pela equa\u00e7\u00e3o:<\/p>\n

<\/span>O diafragma deforma-se sob a influ\u00eancia da press\u00e3o. Assim, os extens\u00f4metros conectados a ele s\u00e3o estendidos ou comprimidos e sua resist\u00eancia varia de acordo com o movimento. Esta altera\u00e7\u00e3o de resist\u00eancia \u00e9 diretamente proporcional \u00e0 press\u00e3o. Por exemplo, se os resistores est\u00e3o conectados a uma ponte de Wheatstone, o resultado do sinal el\u00e9trico pode ser medido e transferido a um indicador.<\/p>\n\n

<\/a>

Exemplo<\/p><\/div>\n \n

Uma tra\u00e7\u00e3o do condutor aumenta o comprimento e reduz a superf\u00edcie da se\u00e7\u00e3o tendo como consequ\u00eancia um aumento da resist\u00eancia el\u00e9trica, uma vez que a re<\/span>sistividade do material permanece constante. Uma altera\u00e7\u00e3o causada pela contra\u00e7\u00e3o teria o efeito oposto. Para a realiza\u00e7\u00e3o do princ\u00edpio, \u00e9 utilizado um corpo de base que se altera de maneira controlada quando \u00e9 submetido a press\u00e3o.<\/span><\/p>\n

Muitas vezes, esse corpo consiste em um diafragma com uma pel\u00edcula fina. O valor da altera\u00e7\u00e3o em fun\u00e7\u00e3o da press\u00e3o \u00e9 medido por meio de um extens\u00f4metro, ou seja, condutores el\u00e9tricos met\u00e1licos do tipo meandro. Normalmente, quatro \u201cstrain-gauges\u201d s\u00e3o encontrados em um diafragma, os quais um est\u00e1 localizado na \u00e1rea de expans\u00e3o, e outro na \u00e1rea de retra\u00e7\u00e3o. A altera\u00e7\u00e3o do diafragma causa a altera\u00e7\u00e3o dos \u201cstrain-gauges\u201d com o efeito de um aumento proporcional da resist\u00eancia (expans\u00e3o) ou uma redu\u00e7\u00e3o (tens\u00e3o). Para fazer uma medi\u00e7\u00e3o precisa, os \u201cstrain-gauges\u201d s\u00e3o conectados a um circuito chamado ponte de Wheatstone.<\/p>\n

Sensores de press\u00e3o piezoresistivos<\/h2>\n

O princ\u00edpio da medi\u00e7\u00e3o com sensores piezoresistivos \u00e9 semelhante ao dos sensores resistivos. A diferen\u00e7a est\u00e1 no uso de semicondutores como \u201cstrain-gauge\u201d, no lugar de metal, nesse caso a altera\u00e7\u00e3o causa uma varia\u00e7\u00e3o na resistividade do material. De acordo com a equa\u00e7\u00e3o indicada acima, a resist\u00eancia el\u00e9trica varia proporcionalmente \u00e0 resistividade do material. Esse efeito piezoresistivo com semicondutores \u00e9 de 10 a 100 vezes maior que com metal.<\/p>\n

Os \u201cstrain-gauges\u201d podem ser colocados em qualquer material, enquanto os semicondutores s\u00e3o incorporados como uma microestrutura no diafragma. Portanto, os extens\u00f4metros e a parte exposta \u00e0 altera\u00e7\u00e3o s\u00e3o feitos do mesmo material. Normalmente, quatro \u201cstrain-gauges\u201d s\u00e3o incorporados a um diafragma de sil\u00edcio para formar uma ponte de Wheatstone. Como as microestruturas n\u00e3o t\u00eam resist\u00eancia suficiente contra v\u00e1rios meios de processo, o \u201cchip\u201d \u00e9 encapsulado na maioria das aplica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

A transmiss\u00e3o da press\u00e3o \u00e9 realizada neste caso indiretamente, por exemplo, por meio de um diafragma met\u00e1lico ou usando \u00f3leo como meio de transmiss\u00e3o. O grande volume do efeito piezoresistivo permite a aplica\u00e7\u00e3o desses sensores tamb\u00e9m para press\u00f5es muito baixas. No entanto, a alta sensibilidade aos efeitos da temperatura requer uma compensa\u00e7\u00e3o de temperatura individual para cada sensor.<\/p>\n

Sensores de press\u00e3o capacitivos<\/h2>\n\n
<\/a>

F\u00f3rmula de capacit\u00e2ncia<\/p><\/div>\n \n

Este princ\u00edpio baseia-se na medi\u00e7\u00e3o da varia\u00e7\u00e3o da capacit\u00e2ncia do sensor que varia dependendo da aproxima\u00e7\u00e3o da superf\u00edcie ativa. A capacit\u00e2ncia de um sensor de duas placas pode ser expressa pela seguinte equa\u00e7\u00e3o: O princ\u00edpio da medi\u00e7\u00e3o capacitiva \u00e9 realizado por meio de um corpo base no qual o diafragma met\u00e1lico, com revestimento met\u00e1lico, constitui uma das placas do sensor. A altera\u00e7\u00e3o do diafragma, induzida pela press\u00e3o, reduz a dist\u00e2ncia entre as duas placas com o efeito de um aumento\u00a0da capacit\u00e2ncia, mantendo a superf\u00edcie e o diel\u00e9trico constante ao mesmo.<\/p>\n\n

<\/a>

Exemplo<\/p><\/div>\n \n

Este sistema permite a medi\u00e7\u00e3o de press\u00e3o com alta sensibilidade e, portanto, a medi\u00e7\u00e3o de faixas muito baixas de at\u00e9 alguns milibar. Como o diafragma permite uma altera\u00e7\u00e3o m\u00e1xima at\u00e9 se repousar na placa est\u00e1tica, \u00e9 altamente segura contra sobrecarga. As limita\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas s\u00e3o determinadas pelo material e pelas caracter\u00edsticas do do diafragma e pelas t\u00e9cnicas de liga\u00e7\u00e3o e veda\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

Sensores de press\u00e3o piezoel\u00e9tricos<\/h2>\n\n
<\/a>

Princ\u00edpio dos sensores piezoel\u00e9tricos<\/p><\/div>\n \n

O princ\u00edpio dos sensores piezoel\u00e9tricos \u00e9 baseado em um efeito f\u00edsico que ocorre em alguns cristais n\u00e3o condutores, como o quartzo. Quando o quartzo \u00e9 comprimido, ocorre polariza\u00e7\u00e3o el\u00e9trica em superf\u00edcies opostas. A deslocaliza\u00e7\u00e3o da estrutura cristalina eletricamente carregada gera um momento dipolar que \u00e9 refletido em uma carga superficial (aparente). A intensidade da carga \u00e9 proporcional \u00e0 for\u00e7a usada pela press\u00e3o, e a polaridade depende da dire\u00e7\u00e3o. A tens\u00e3o el\u00e9trica gerada pela carga da superf\u00edcie pode ser capturada e amplificada. O efeito piezoel\u00e9trico \u00e9 adequado apenas para a medi\u00e7\u00e3o de press\u00f5es din\u00e2micas. Na pr\u00e1tica, o uso de sensores piezoel\u00e9tricos \u00e9 limitado a aplica\u00e7\u00f5es especiais.<\/p>\n

Nota<\/strong>
\nMais informa\u00e7\u00f5es sobre os transmissores e sensores de press\u00e3o, entre em contato<\/a> com os especialistas da WIKA.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

O princ\u00edpio de funcionamento de um transmissor ou sensor de press\u00e3o \u00e9 bastante simples. O sensor de press\u00e3o converte o valor da press\u00e3o mec\u00e2nica em um sinal el\u00e9trico proporcional. O sensor de press\u00e3o normalmente consiste em um corpo principal est\u00e1vel e um diafragma. 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