MEDIDORES DE PRESION

MECANICOS

ELECTROMECANICOSNEUMATICOS

ELECTRONICOS

Primario de medida directamanometro de toro pendular

manometro de campanamanometro u

barometro de cubeta

primarios elasticosdiafragma

fuelle

helicoidal

elemento en espiral

tubo bourdon

extensiometricos

piezoelectricos

capacitivos

magneticos

resistivos

transmisores electronicos de equilibrios de fuerza

sistema tobera-obturador

termicos

ionizacionmedidor Mcleod

mecanicos

Instrumentos mecánicos

Los instrumentos mecánicos utilizados para medir presión cuyas características se

resumen en la tabla 2, pueden clasificarse en:

Columnas de Líquido:

Manómetro de Presión Absoluta.

Manómetro de Tubo en U.

Manómetro de Pozo.

Manómetro de Tubo Inclinado.

Manómetro Tipo Campana.

Instrumentos Elásticos:

Fuelles.

Diafragmas.

b. Instrumentos electromecánicos y electrónicos

Los instrumentos electromecánicos y electrónicos utilizados para medir presión

pueden clasificarse en:

Medidores de Esfuerzo (Strain Gages)

Transductores de Presión Resistivos

Transductores de Presión Capacitivos

Transductores de Presión Magnéticos

Transductores de Presión Piezoeléctricos

Tabla 2. Principales características de los instrumentos para medir presión.

Manómetro de presión absoluta.

Manómetro de presión absoluta

Ejecución acero inoxidable, con membrana

Modelos 532.51 a 532.54

Aplicaciones

Medida de presión independiente de las

fluctuaciones de la presión atmosférica

Para medios gaseosos, líquidos y

agresivos, también en entornos

agresivos

Monitorización de bombas de vacío

Control de envasadoras al vacío

Monitorización de presiones de

condensación y verificación de

presiones de vapor de líquidos

Manómetro de presión absoluta, modelo

Características

Alta resistencia a sobrecarga

Larga vida útil debido al sellado

metálico de la cámara de medición

Cámara de medición protegido contra

manipulación sin autorización

DT- GM 86 08 176

Instrumentos compatibles con

contactos eléctricos y transmisores

Rango de indicación a partir de 0... 25

mbar presión absoluta

532.51

Descripción

Diámetro nominal

100, 160

Clase de precisión

Modelo 532.51 DN 160: 0,6

Modelo 532.52: 1,0

Modelo 532.53: 1,6

Modelo 532.54: 2,5

Precisión asegurada dentro del rango de variaciones de presión del entorno entre

955 y 1065 mbar (presión min yh máx de la presión atmosférica)

Rango de indicación

0 ... 25 mbar a 0 ... 25 bar presión absoluta

Manómetro de tubo en U.

La forma más tradicional de medir presión en forma precisa utiliza un tubo de

vidrio en forma de "U", donde se deposita una cantidad de líquido de densidad

conocida (para presiones altas, se utiliza habitualmente mercurio para que el tubo

tenga dimensiones razonables; sin embargo, para presiones pequeñas el

manómetro en U de mercurio sería poco sensible).

Este tipo de manómetros tiene una ganancia que expresa la diferencia de presión

entre los dos extremos del tubo mediante una medición de diferencia de altura (es

decir, una longitud).

La ganancia se puede obtener analíticamente, de modo que este tipo de

manómetros conforma un estándar de medición de presión. Si el gas sobre el

líquido en ambos extremos del manómetro fuese de densidad despreciable frente

a la del líquido, si el diámetro del tubo es idéntico en ambas ramas, si la presión

en los extremos fuesen P1 y P2, si el líquido (a la temperatura de operación)

tuviese densidad ρ, si la diferencia de altura fuese h, entonces la diferencia de

presiones estará dada por P2-P1=ΔP=ρgh.

El manómetro en forma de "U" conforma, según se especificó, un sistema de

medición más bien absoluto y no depende, por lo tanto, de calibración. Esta

ventaja lo hace un artefacto muy común. Su desventaja principal es la longitud de

tubos necesarios para una medición de presiones altas y, desde el punto de vista

de la instrumentación de procesos, no es trivial transformarlo en un sistema de

transmisión remota de información sobre presión.

Manómetro de pozo.

Un manómetro de tipo pozo es similar al manómetro de tubo en U, pero tiene

algunas diferencias importantes. En el extremo cerrado del manómetro hay un

gran pozo del que el líquido sube y baja de acuerdo con la presión. Esta

configuración es favorable ya que no requiere que el observador haga un cálculo

mirando a ambos lados del tubo, como es necesario hacer en un manómetro de

tubo en U. Esto lo hace mucho más sencillo de usar.

Características.

Tamaños de balanza 12", 20" y 24"

Servicio en interiores o exteriores

Los colectores de seguridad de sobrepresión, estándar que proporcionan

protección absoluta contra la pérdida de líquido

Construcción de aluminio termotratado, fuerte

Manómetro de tubo inclinado

Se usa para presiones manométricas inferiores a 250mm de columna de agua. La

rama larga de un manómetro de tintero se inclina con respecto a la vertical para

alargar la escala. También se usan manómetros de tubo en U con las dos ramas

inclinadas para medir diferenciales de presión muy pequeñas.

Si bien los manómetros de tubo de vidrio son precisos y seguros, no producen un

movimiento mecánico que pueda gobernar aparatos de registro y de regulación.

Para esta aplicación de usan manómetros de mercurio del tipo de campana, de

flotador, o de diafragma.

Los manómetros de tubo en U y los de depósito tienen una aproximación del

orden de 1mm en la columna de agua, mientras que el de tubo inclinado, con su

columna más larga aprecia hasta 0.25mm de columna de agua. Esta precisión

depende de la habilidad del observador y de la limpieza del líquido y el tubo.

Características del manómetro inclinado

Un manómetro inclinado es un tubo ligeramente curvo con un líquido adentro,

generalmente una forma de mezcla de aceite. A lo largo de la porción media del

tubo están las graduaciones. Las graduaciones son comúnmente centésimas de

pulgada, dependiendo del fabricante del manómetro. Un usuario coloca el

manómetro en un flujo de gas. La presión ejercida por el flujo presiona contra el

líquido interno. La cantidad de desplazamiento del líquido es vista y medida a

través de las graduaciones del tubo, produciendo un valor de presión.

Beneficios

El ángulo inclinado del manómetro proporciona muchas ventajas. Una pequeña o

baja cantidad de presión contra el manómetro inclinado producirá un gran

movimiento del líquido relativo a las graduaciones del tubo. Como resultado, la

escala de graduación puede ser muy precisa, hasta una centésima de pulgada.

Además, el diseño simple del manómetro inclinado lo hace una herramienta barata

pero precisa para medir la presión de gas.

Sensibilidad

Otras herramientas de manómetros, como el tipo en U, no pueden registrar

cantidades de baja presión. El manómetro inclinado es esencial para retener los

niveles de presión más precisos para las aplicaciones industriales de gas. Un

sistema industrial de gas a baja presión puede usarse para calentar o enfriar

procesos de fabricación. Un pequeño bloqueo dentro del sistema de gas puede

detectarse y corregirse con un manómetro inclinado. Otros tipos de manómetros

pueden no registrar el pequeño bloqueo hasta que el sistema de gas se tape

completamente, garantizando una posible reparación costosa.

Calibración

La alta precisión del manómetro inclinado lo hace una herramienta precisa para

calibrar las otras herramientas, como la presión específica necesaria en una

unidad de aire acondicionado. El trabajador puede colocar el manómetro inclinado

en el flujo de presión del aire acondicionado. Después, el trabajador puede ajustar

lentamente el sistema del aire acondicionado mientras monitorea la presión

reflejada en el manómetro inclinado. Como resultado, el trabajador retiene una

presión de aire precisa a través del sistema de aire acondicionado de una manera

puntual.

Partes

Los manómetros inclinados no tienen ninguna parte que se pueda desgastar o

envejecer, a diferencia de manómetros mecánicos o electrónicos. Sin embargo,

tienen que ser protegidos de caídas accidentales. El tubo es generalmente hecho

de vidrio, proporcionando una visión extremadamente transparente para el

movimiento del líquido interno. Cualquier fisura o daño al tubo puede alterar la

precisión del manómetro. Inspecciona bien el tubo antes de intentar medir una

presión.

Manómetro de Campana

Este medidor se conoce también con el nombre de medidor de mercurio o

campana de ledoux y es muy usual como medidor de flujo, consiste en 2

recipientes unidos por la parte inferior similar al manómetro de "U"; en realidad

mide presiones diferenciales.

Uno de los recipientes contiene un flotador de acero al carbón que arrastra un

mecanismo para mover una plumilla.

MEDIDORES DE CAMPANA.

Los medidores de campana que operan con base en un principio de equilibrio de

presión o fuerza, incluyendo los de palanca balanceada, brazo, resorte

balanceado y de vacío de Dubrovin. En cada caso, la o las campanas se

sumergen en un líquido y miden presiones diferenciales en el rango de 1 a 15

pulgada H20, excepto el medidor de Dubrovin, que mide menos de una pulg. H2

O.

Manómetro de palanca balanceada

Como se puede ver, la presión P2 se produce en la campana por encima del nivel

de líquido, y el equilibrio se obtiene cuando P2 = P1 para la indicación de cero.

Cualquier cambio en la presión bajo la campana, ya sea un aumento o una

disminución, hace que el sistema busque una nueva condición de equilibrio y el

indicador señala el cambio a partir de la condición de equilibrio en cero. El

indicador está diseñado y calibrado para proporcionar una lectura directa del

cambio de presión que se produce. En este tipo de instrumentos, el movimiento

del brazo de palanca está limitado a aproximadamente 5 grados y su sensibilidad

es una función de la sensibilidad del brazo de escala. A su vez, la sensibilidad de1

brazo de escala depende de su longitud, de la masa del sistema y del tipo y la

condición de los pivotes del brazo. Se puede obtener la máxima sensibilidad con

un brazo largo de peso mínimo. Cuando se utiliza un medidor de palanca

balanceada en un sistema que tiene presiones pulsantes o que cambian con gran

rapidez, es necesario utilizar un mecanismo amortiguador.

Medidor de campana con balancín

El medidor de brazo y campanas,

Consiste en dos campanas de metal ligero sostenidas por un brazo balanceado. El

brazo descansa sobre un pivote de cuchillo y se emplea un contrapeso para

equilibrar la deflexión del sistema. Este contrapeso está sostenido directamente

debajo del punto de pivote, en el brazo, y hay una aguja indicadora que va sujeta

al punto de pivote. El indicador de este instrumento señala la presión como una

función del ángulo de deflexión del brazo, a partir de la posición horizontal,

conforme se desplaza sobre su eje Y. Se trata de un instrumento de presión

diferencial,

Medidor de campana doble.

El medidor de campana balanceado con resorte

Tiene una porción del peso de la campana sostenida por un resorte. La campana

está sellada con un aceite ligero y las variaciones de presión tienden a cambiar su

posición. Por lo tanto, los cambios de presión hacen que la campana se mueva en

forma ascendente o descendente hasta que se establece un balance o equilibrio

entre el peso de la campana, las fuerzas del resorte y la presión ejercida. La

estabilidad y precisión de este medidor están determinadas por la calidad del

resorte.

Instrumentos elásticos.

Manómetro de Burdon:

Instrumento mecánico de medición de presiones que emplea como elemento

sensible un tubo metálico curvado o torcido, de sección transversal aplanada. Un

extremo del tubo está cerrado, y la presión que se va a medir se aplica por el otro

extremo. A medida que la presión aumenta, el tubo tiende a adquirir una sección

circular y enderezarse. El movimiento del extremo libre (cerrado) mide la presión

interior y provoca el movimiento de la aguja.

El principio fundamental de que el movimiento del tubo es proporcional a la

presión fue propuesto por el inventor francés Eugene Burdon en el siglo XIX.

Los manómetros Burdon se utilizan tanto para presiones manométricas que

oscilan entre 0-1 Kg/cm2 como entre 0-10000 Kg/cm2 y también para vacío.

Las aproximaciones pueden ser del 0.1 al 2% de la totalidad de la escala, según el

material, el diseño y la precisión de las piezas.

El elemento sensible del manómetro puede adoptar numerosas formas. Las más

corrientes son las de tubo en C, espiral y helicoidal.

El tubo en C es simple y consistente y muy utilizado con esferas indicadoras

circulares. También se emplea mucho en algunos indicadores eléctricos de

presión, en los que es permisible o deseable un pequeño movimiento de la aguja.

El campo de aplicación es de unos 1500 Kg/cm2.

Las formas espiral y helicoidal se utilizan en instrumentos de control y registro con

un movimiento más amplio de la aguja o para menores esfuerzos en las paredes.

Los elementos en espiral permiten un campo de medición de 0.300 Kg/cm2, y los

helicoidales hasta 10000 kg/cm2

A menudo se prefiere el tubo torcido, consistente y compacto, especialmente para

los indicadores eléctricos de presión.

Los tubos Burdon se presentan en una serie de aleaciones de cobre y en aceros

inoxidables al cromo níquel. En ciertos aspectos las aleaciones de cobre dan

mejor resultado, pero los aceros inoxidables ofrecen mayor resistencia a la

corrosión. También se utilizan tubos de aleación hierro-níquel, debido a que tienen

un coeficiente de dilatación muy pequeño, que hace que la lectura d la presión no

esté influida por la temperatura del instrumento.

Los instrumentos mecánicos y neumáticos con elementos Burdon permiten una

aproximación del 0.5% de la escala. Si se precisa mayor exactitud se emplean

indicadores eléctricos. Los manómetros Burdon miden la diferencia entre la

presión interior y la exterior del tubo. Como la presión exterior suele ser la

atmosférica, el manómetro indica la diferencia existente entre la presión medida y

la presión atmosférica, es decir la presión manométrica.

El manómetro Burdon es el instrumento industrial de medición de presiones más

generalizado, debido a su bajo costo, su suficiente aproximación y su duración.

Estos manómetros tienen un tubo metálico elástico, aplanado y curvado de forma

especial conocido como tubo de Bourdon tal y como se muestra en la figura en

rojo. Este tubo tiende a enderezarse cuando en su interior actúa una presión, por

lo que el extremo libre del tubo de Bourdon se desplaza y este desplazamiento

mueve un juego de palancas y engranajes que lo transforman en el movimiento

amplificado de una aguja que indica directamente la presión en la escala.

Manómetro de fuelle.

El tipo de fuelles se restringe casi siempre a rangos de presiones bajas cuando se

miden presiones absolutas o manométricas. Sin embargo, el medidor de fuelles

puede emplearse para mediciones de presión diferencial a presiones

relativamente altas. Los fuelles metálicos son una serie de partes circulares que se

asemejan a los pliegos de un acordeón. Estas partes se forman o juntan de tal

manera que se expanden o contraen axialmente debido a los cambios de presión.

Los metales usados en la construcción de los fuelles deben ser lo suficientemente

delgados para ser flexibles, lo bastante dúctiles para tener una fabricación más o

me- nos fácil y para resistir firmemente a las fallas por desgaste. Los materiales

que más se usan son latón, bronce, cobre de berilio, aleaciones de níquel y cobre,

acero y monel. Los metales o aleaciones difíciles de trabajar se usan

principalmente para satisfacer requisitos de resistencia a la corrosión. En su mayor

parte, los fuelles utilizados en medidores de presión carecen de soldaduras y se

fabrican de tubería estirada por métodos hidráulicos u otros métodos de formación

rápidos. Estos métodos producen paredes más uniformes que permiten un tiempo

de servicio más largo. También se pueden aplicar otros métodos para formar

fuelles como la soldadura de secciones anulares, laminado, enroscado y torneado

de material sólido.

Por lo común, el fuelle tiene la capacidad de desplazarse a una mayor distancia

que la requerida en una aplicación de presión, de manera que un resorte de

alcance que se puede calibrar para un rango de presión particular sirve para

oponerse al movimiento. Como regla general, cuanta más pequeña es la deflexión,

tanto mayor es el cielo de vida del fuelle.

Las tres configuraciones principales para el uso de fuelles en aplicaciones de

medidores de presión, se muestran en la figura en a se muestra el arreglo

esquemático de una medición de presión absoluta, en b se ilustra una medición de

presión de medidor y en c una medición de presión diferencial.

Manómetro de diafragma.

Se acostumbra usar diafragmas metálicos en medidores de presión diferencial,

transmisores neumáticos de presión y transmisores eléctricos de presión en los

que la presión estática puede ser muy superior a la fuerza de ruptura del material

utilizado en los fuelles. Estos diafragmas se construyen en forma de disco y, con

mucha frecuencia, tienen superficies corrugadas para incrementar el área de

superficie y la capacidad de deflexión de ésta. La deflexión del diafragma depende

del tipo del material, de su espesor, del diámetro del disco, de la forma del

corrugado, de la cantidad de costillas, del módulo de elasticidad del metal y de la

presión aplicada. El corrugado se obtiene mediante la formación de los discos o

capas del material por presión hidráulica, más o menos de la misma manera como

se forman los fuelles a partir de tubos sin soldadura. En muchas aplicaciones

industriales, los discos del diafragma se forman en cápsulas, soldando dos de

ellas entre sí, o bien, soldando un disco sobre una base rígida.

La profundidad, la cantidad de corrugado y el ángulo de formación de la cara del

diafragma determinan la sensibilidad y la linealidad de éste para utilizarlo como

detector de presión. La máxima sensibilidad para deflexiones muy pequeñas o

movimientos de diafragma se obtiene con un diafragma liso y plano.

La principal desventaja en el diseño de elementos de presión de diafragma

corrugado es que la relación presión deflexión se debe determinar de un modo

empírico para cada tipo de material y para el número, la clase y el tamaño de

convolución. En última instancia, se ha determinado que la deflexión de este tipo

de diafragma es una función de la cuarta potencia del diámetro. Esto significa que,

si el diámetro se duplica, la deflexión se incrementó 16 veces para el mismo

cambio de presión. Estas cifras se incluyen para dar énfasis al hecho de que

existen problemas de diseño y calibración cuando se emplea un diafragma y que

se debe tener mucho cuidado en la elección de un diafragma para una aplicación

específica.

Los diafragmas se han utilizado tradicionalmente en medidores para presiones

más o menos bajas y mediciones de vacío. Las aplicaciones en aeronaves que

requieren fuerzas elevadas y constantes que son características naturales de los

elementos de presión de diafragma, y su uso en transductores, transmisores,

relevadores y conmutadores, han incrementado la demanda de buenos elementos

de diafragma.

En la figura se muestra un montaje de diafragma metálico para el cuerpo de un

medidor de presión diferencial y un transmisor neumático a eléctrico. En la figura

3.18a aparece un cuerpo de medidor de presión para detectar presiones

diferenciales. La alta presión se admite a través de un orificio 1) para ejercer su

fuerza contra un diafragma de barrera 3), y la presión baja se admite a través de

un orificio 2) para ejercer su fuerza contra un diafragma de barrera (4). La sección

central de este medidor está llena con un líquido de relleno de silicio que transfiere

las fuerzas de alta y baja presión. La alta presión actúa sobre la cavidad interna 5)

y la baja presión en la cavidad externa (6) del elemento medidor. Cuando se

ejerce presión sobre el sistema, la presión aumenta en (5) y disminuye en (6), de

manera que el relleno de alta presión pasa por fuerza a través de la restricción de

amortiguamiento (7). Esto hace que el elemento de medición se mueva y ejerza un

par proporcional a través de un enlace sobre el eje de fuerza (S). El eje de fuerza

se extiende hacia afuera de la caja del medidor a través de un tubo de sello y

puede operar como aguja indicadora o transmisor neumático o eléctrico. En la

figura se muestra un transmisor neumático para una salida de 211 g/cm2 a 1,055

g/cm2 (3 a 15 lb/plg2 utilizando una entrada de aire de 1,406 g/cm2 (20 lb/plg2)

Con el fin de hacer funcionar un transductor de corriente (presión a corriente

eléctrica) para una transmisión de alta velocidad y a larga distancia. Esto elimina

los retrasos que se experimentan cuando se emplean grandes longitudes de tubos

neumáticos

a) Estructura de presión diferencial con diafragma metálico; b) Un transmisor de

presión neumático a eléctrico.

Formas de medidores de presión de fuelle. A) Para presiones absolutas; b) Para

presiones manométricas; Para presiones diferenciales.

La carrera del fuelle se puede incrementar, utilizando un mayor número de

convoluciones o segmentos, y su fuerza se puede aumentar empleando fuelles

con un diámetro mayor, de manera que la presión tenga una superficie más amplia

sobre la que pueda actuar. Los fuelles se emplean también en transmisores de

presión. Los transmisores de presión se utilizan cuando se desea leer valores de

presión en una ubicación remota sin electricidad.

ELEMENTOS ELECTROMECANICOS

NOMBRE

FUNCIONAMIENTO

Consisten en su forma más sencilla en una barra rígida apoyada en un punto sobre la que actúan dos fuerzas en equilibrio.

La fuerza ejercida por el elemento mecánico de medición (TUBO BOURDON, ESPIRAL, FUELLE etc).

La fuerza electromagnética de una unidad magnética. El desequilibrio entre estas dos fuerzas da lugar a una variación de posición relativa de la barra.

PRINCIPIO DE OPERACIÓN

El desequilibrio entre estas dos fuerzas da lugar a una variación de posición relativa de la barra, excitando un transductor diferencial.

Un circuito oscilador asociado con cualquiera de estos detectores alimenta una unidad magnética y la fuerza generada reposiciona la barra de equilibrio de fuerzas.

Se completa así un circuito de realimentación variando la corriente de salida en forma proporcional al intervalo de la variable del proceso.

MATERIAL O MATERIALES DE CONTRUCCIÓN

El tubo Bourdon: El material empleado normalmente es de acero inoxidable, aleación de cobre o aleaciones especiales como hastelloy y monel.

El elemento en espiral Se forma arrollando el tubo Bourdon en forma de espiral alrededor de un eje común, y el helicoidal arrollando más de una espira en forma de hèlice.

Diafragma El material es normalmente aleación de níquel o inconel x. Se utiliza para pequeñas presiones.

El fuelle: El material empleado para el fuelle es usualmente bronce

TRANSMISORES ELECTRÓNICOS DE EQUILIBRIO DE FUERZAS

fosforoso y el muelle es tratado térmicamente para mantener fija su constante de fuerza por unidad de compresión.

CONDICIONES QUE IMPIDEN SU USO CON

EXACTITUD Y PRESICIÓN

Estos instrumentos, debido a su constitución mecánica, presentan un ajuste del cero y del alcance complicado y una alta sensibilidad a vibraciones. Su precisión es del orden 0,5 -1 %.

RANGO DE OPERACIÓN

Presentan un ajuste del cero y del span complicado, por su constitución mecánica.

La estabilidad en el tiempo es de media a pobre. Su intervalo de medida corresponde al del elemento mecánico que utilizan.

Su precisión es del orden de 0.5-1 %.

COMO SE ENLAZA CON OTROS

INSTRUMENTOS

El movimiento de la armadura es pequeño (del orden de un grado como máximo en armaduras giratorias) sin contacto alguno con las partes fijas, por lo cual no existen rozamientos eliminándose la histéresis mecánica típica de otros instrumentos.

REPRESENTACIÓN

SIMBOLOGÍA

VENTAJAS

Los módulos de transmisión pueden ser excitados por fuentes de luz de LED o diodo láser. Los LED son de mayor fiabilidad, y aunque no sean tan potentes como los diodos láser, pueden enviar la señal hasta una distancia de 1,8 Km., lo cual es suficiente en la mayoría de las plantas industriales.

DESVENTAJAS

Necesita recalibración para cambiar el rango de medición, y es necesario experiencia.

Se necesita retirar el instrumento de la línea para calibrar. Los componentes, como los potenciómetros, experimentan "drift".

La Idealización es fija para un solo tipo de sensor.

NOMBRE TRANDUCTORES RESISTIVOS

FUNCIONAMIENTO

Convierten señales, o energía, de una forma física a otra forma. Más específicamente, en sistemas de medición, un transductor se define como un dispositivo que provee una salida usable, en respuesta a una medida especificada.

Los transductores son simples y su señal es bastante potente como para proporcionar una corriente de salida es bastante potente como para proporcionar una corriente de salida suficiente para el funcionamiento de los instrumentos de indicación sin necesidad de amplificación.

TRANSDUCTORES RESISTIVOS

PRINCIPIO DE OPERACIÓN

Se hace pasar corriente eléctrica a través de un filamento colocado en una cámara presurizada; por efecto de esta corriente el filamento se calienta. La temperatura del filamento y por lo consiguiente su resistividad varían inversamente con la presión del gas.

MATERIAL O MATERIALES DE CONTRUCCIÓN

El elemento resistivo está constituido por un filamento de platino o tungsteno. Su construcción es simple y no requiere de amplificación.

RANGO DE OPERACIÓN

El intervalo de medida de estos transmisores corresponde al elemento de, presión que utilizan (tubo Bourdon, Fuelle…) y varía en general de 0-0.1, 1 a 0-300 kg/cm^2.

La precisión es del orden de 1-2 %

CONDICIONES QUE PERMITEN SU USO CON PRESIÓN Y EXACTITUD

Los transductores resistivos son simples y su señal de salida es bastante potente como para proporcionar una corriente de salida suficiente para el funcionamiento de los instrumentos de indicación sin necesidad de amplificación.

CONDICIONES QUE IMPIDEN SU USO CON EXACTITUD Y PRESICIÓN

Son sensibles a pequeños movimientos del contacto del cursor, muy sensibles a vibraciones y presentan una estabilidad sobre el tiempo.

COMO SE ENLAZA CON OTROS INSTRUMENTOS

El movimiento del elemento de presión se transmite a un brazo móvil aislado que se apoya sobre el potenciómetro de precisión. Este está conectado a un circuito de puente de wheatstone. La mayoría de los instrumentos electromagnéticos de presión, incorporan uno de los instrumentos primarios de medición de presión discutidos previamente (instrumentos elásticos).

SÍMBOLOGIA

REPRESENTACIÓN

VENTAJAS

Estos transductores operan bajo principio de que un cambio en la presión produce un cambio en la resistencia del elemento sensor. Este tipo de medidor se puede utilizar para medir densidad, presión o velocidad de gases.

NOMBRE TRANSDUCTORES INDUCTANCIA VARIABLE

FUNCIONAMIENTO

Dentro de una bobina aumenta la inductancia de esta en forma casi proporcional a la porción metálica del núcleo contenida dentro de la bobina. El devanado de la bobina se alimenta con una corriente alterna y la f.e.m. de autoinducción generada se opone a la f.e.m de alimentación de tal modo que al ir penetrando el núcleo móvil dentro de la bobina la corriente presente en el circuito se va reduciendo por aumentar la f.e.m de autoinducción.

TRANSDUCTORES MAGNETICOS

PRINCIPIO DE OPERACIÓN

Este tipo de sensor ha venido siendo utilizado para detectar pequeños desplazamientos de cápsulas y otros instrumentos.

MATERIAL O MATERIALES

DE CONTRUCCIÓN

Utilizan como sensor un elemento elástico y circuitos eléctricos constituidos por un puente de wheatstone.

RANGO DE OPERACIÓN

El rango del transductor debe ser lo suficientemente grande tal que abarque todas las magnitudes esperadas de la cantidad a ser medida.

No precisan ajustes críticos en el montaje. Su precisión es del orden de +/-1 %.

CONDICIONES QUE

PERMITEN SU USO CON PRESIÓN Y EXACTITUD

No producen rozamiento en la medición, tienen una respuesta lineal.

Su precisión es del orden de +/- 1%.

CONDICIONES QUE IMPIDEN SU USO CON EXACTITUD Y PRESICIÓN

Estos transductores son bastante lineales, son pequeños, de construcción robusta y no precisan ajustes críticos en el montaje.

COMO SE ENLAZA CON OTROS INSTRUMENTOS

Posición el núcleo o la armadura móviles con un elemento de presión (tubo Bourdon, espiral …) y utilizan circuitos eléctricos bobinados de puente de inductancias de corriente alterna.

REPRESENTACIÓN

SÍMBOLOGIA

VENTAJAS

No producen rozamiento en la medición, tienen una respuesta lineal, son pequeños y de construcción robusta y no precisan ajustes críticos en el montaje. Su precisión del orden ± 1%.

NOMBRE LOS TRANDUCTORES DE REDUCTANCIA VARIABLE

FUNCIONAMIENTO

Consiste en un imán permanente o un electroimán que crea un campo magnético que crea un campo magnético dentro del cual se mueve una armadura de material magnético. El circuito magnético se alimenta con una fuerza magnetomotriz constante con lo cual al cambiar la posición de la armadura varía la reluctancia y por lo tanto el flujo magnético.

PRINCIPIO DE OPERACIÓN

Un iman permanente o un electroimán crea un campomagnético dentro del cual se mueve una armadura de material magnético.

El circuito magnético se alimenta con una fuerza magnetomotriz constante constante con lo cual, al cambiar la posición de la armadura varía la reluctancia y por lo tanto el flujo magnético.

La variación del flujo da lugar a una corriente inducida en la bobina que es, por lo tanto, proporcional al grado de desplazamiento de la armadura móvil.

MATERIAL O MATERIALES

DE CONTRUCCIÓN

Utilizan como sensor un elemento elástico y circuitos eléctricos constituidos por un puente de wheatstone.

RANGO DE OPERACIÓN

El rango del transductor debe ser lo suficientemente grande tal que abarque todas las magnitudes esperadas de la cantidad a ser medida.

CONDICIONES QUE PERMITEN SU USO CON PRESIÓN Y EXACTITUD

Estos transductores son más precisos que los de

inductancia variable pero también requieren más cuidados en su montaje.

Su precisión es del orden de ± 0,5 %.

CONDICIONES QUE IMPIDEN SU USO CON EXACTITUD Y PRESICIÓN

Presentan una alta sensibilidad a las vibraciones y a la temperatura.

Una estabilidad media en el tiempo.

COMO SE ENLAZA CON OTROS INSTRUMENTOS

Posición el núcleo o la armadura móviles con un elemento de presión (tubo Bourdon, espiral) y utilizan circuitos eléctricos bobinados de puente de inductancias de corriente alterna.

REPRESENTACIÓN

SÍMBOLOGIA

NOMBRE LOS TRANDUCTORES CAPACITATIVOS

FUNCIONAMIENTO

Se basan en la variación de capacidad producida en un condensador al desplazarse una de las placas por la aplicación de presión. La placa móvil tiene forma de diafragma y se encuentra dividida entre dos placas fijas, de este modo se tiene dos condensadores, uno de capacidad fija o referencia y otro de capacidad variable, pudiendo compararse en circuitos oscilantes o bien en circuitos de puente de Wheatstone alimentados por corriente alterna.

PRINCIPIO DE OPERACIÓN

Son adecuados para medidas estáticas y dinámicas.

Se basan en la variación de capacidad que se produce en un condensador al desplazarse una de sus placas por la aplicación de presión.

MATERIAL O MATERIALES

DE CONTRUCCIÓN

Pequeño tamaño y su construcción robusta, tienen un pequeño desplazamiento volumétrico.

RANGO DE OPERACIÓN

Su intervalo de medida de medida es relativamente amplio, entre 0,05-5 a 0,5-600 bar

CONDICIONES QUE PERMITEN SU USO CON PRESIÓN Y EXACTITUD

Se caracterizan por su pequeño tamaño y su construcción robusta, tienen un pequeño desplazamiento volumétrico y son adecuados para medidas estáticas y dinámicas.

Su precisión es del orden de ± 0,2 a ± 0,5%

CONDICIONES QUE IMPIDEN SU USO CON EXACTITUD Y PRESICIÓN

Su señal de salida es débil por lo que precisan de amplificadores con el riesgo de introducir errores en la medición.

Son sensibles a las variaciones de temperatura y a las aceleraciones transversales y precisan de un ajuste de los circuitos oscilantes y de los puentes de c.a. a los que están acoplados.

COMO SE ENLAZA CON OTROS INSTRUMENTOS

Tienen dos condensadores uno de capacidad fija o de referencia y el otro de capacidad variable, que pueden compararse en circuitos oscilantes o bien en circuitos de

puente de Wheatstone alimentados con corriente alterna.

SÍMBOLOGIA

VENTAJAS

Es de pequeño tamaño y su construcción robusta Tienen un pequeño desplazamiento volumétrico son adecuados para medidas estáticas y dinámicas. Son muy buenos para medir presiones bajas. Tienen una construcción rígida. No es afectado por la vibración.

DESVENTAJAS

Su señal de salida es débil necesitando de amplificadores con el riesgo de introducir errores en la medición.

Son sensibles a la temperatura, se requiere electrónica adicional para producir una señal de salida estándar.

Requiere fuente de poder externa.

NOMBRE GALGAS EXTENSOMETRICAS (STRAIN GAGE) Galgas cementadas

FUNCIONAMIENTO

Se basan en la variación de longitud y de diámetro, y por lo tanto de resistencia, que tiene lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra sometido a una tensión mecánica por la acción de una presión.

PRINCIPIO DE OPERACIÓN

La aplicación de presión estira o comprime los hilos según sea la disposición que el fabricante haya adoptado, modificado pues la resistencia de los mismos

MATERIAL O MATERIALES DE CONTRUCCIÓN

Formadas por varios bucles de hilo muy fino que están pegados a una hoja base de cerámica, papel o plástico, los traductores de operación de silicio difundido.

RANGO DE OPERACIÓN

El intervalo de medida de estos transductores varia de 0-0,6 a 0-10 000 bar.

CONDICIONES QUE PERMITEN SU USO CON PRESIÓN Y EXACTITUD

Su precisión es del orden de ± 0, 5%

Ser capaces de medir con precisión los esfuerzos bajo condiciones estáticas y dinámicas

Tamaño reducido, ligeros en peso y de espesor despreciable, para permitir su uso en lugares de difícil acceso.

Insensibles a los cambios de temperatura, vibración, humedad y otras condiciones ambientales.

De fácil instalación y operación.

Que proporcionen una señal amplia y lineal como respuesta a la deformación.

Adaptables a la observación y registro remotos.

Gran estabilidad e histéresis despreciable.

Económicos.

Seguros y exentos de fallas por envejecimiento y fatiga.

CONDICIONES QUE IMPIDEN SU USO CON

Tienen una señal de salida débil Pequeño movimiento de la galga

EXACTITUD Y PRESICIÓN

Alta sensibilidad a vibraciones Estabilidad dudosa a lo largo del tiempo de

funcionamiento.

COMO SE ENLAZA CON OTROS INSTRUMENTOS

Un elemento de silicio situado dentro de una cámara conteniendo silicona que está en contacto con el proceso a través de diagrama flexible. El sensor está fabricado a partir de un monocristal de silicio en cuyo seno se difunde boro para formar varios puentes de wheatsone constituyendo así una galga extensometrica auto contenida. El espesor del sensor determina el intervalo de medida del instrumento.

SÍMBOLOGIA

VENTAJAS

Están en contacto directo con el proceso sin mecanismos intermedios de medición de la presión pudiendo así trabajar correctamente aunque el fluido se deposite parcialmente sobre el diafragma del elemento ya que mide directamente la presión del fluido y no la fuerza que este hace sobre el diafragma.

DESVENTAJAS

Tienen una señal de salida débil, Pequeño movimiento de la galga, Alta sensibilidad a vibraciones Estabilidad dudosa a lo largo del tiempo de funcionamiento.

NOMBRE GALGAS EXTENSOMETRICAS (STRAIN GAGE) Galgas sin cementadas

FUNCIONAMIENTO

Se basan en la variación de longitud y de diámetro, y por lo tanto de resistencia, que tiene lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra sometido a una tensión mecánica por la acción de una presión.

PRINCIPIO DE OPERACIÓN

La aplicación de presión estira o comprime los hilos según sea la disposición que el fabricante haya adoptado, modificado pues la resistencia de los mismos

MATERIAL O MATERIALES DE CONTRUCCIÓN

Formadas por hilos de resistencia descansan entre un armazón fijo y otro móvil bajo una ligera tensión inicial. Los traductores de operación de silicio difundido.

RANGO DE OPERACIÓN

El intervalo de medida de estos transductores varia de 0-0,6 a 0-10 000 bar

CONDICIONES QUE PERMITEN SU USO CON PRESIÓN Y EXACTITUD

Su precisión es del orden de ± 0, 5%

Ser capaces de medir con precisión los esfuerzos bajo condiciones estáticas y dinámicas

Tamaño reducido, ligeros en peso y de espesor despreciable, para permitir su uso en lugares de difícil acceso.

Insensibles a los cambios de temperatura, vibración, humedad y otras condiciones ambientales.

De fácil instalación y operación.

Que proporcionen una señal amplia y lineal como respuesta a la deformación.

Adaptables a la observación y registro remotos.

Gran estabilidad e histéresis despreciable.

Económicos.

Seguros y exentos de fallas por envejecimiento y fatiga.

CONDICIONES QUE IMPIDEN SU USO CON EXACTITUD Y PRESICIÓN

Tienen una señal de salida débil, pequeño movimiento de la galga, alta sensibilidad a vibraciones y estabilidad dudosa a lo largo del tiempo de funcionamiento.

COMO SE ENLAZA CON OTROS INSTRUMENTOS

Un elemento de silicio situado dentro de una cámara conteniendo silicona que está en contacto con el proceso a través de diagrama flexible. El sensor está fabricado a partir de un monocristal de silicio en cuyo seno se difunde boro para formar varios puentes de wheatsone constituyendo así una galga extensometrica auto contenida. El espesor del sensor determina el intervalo de medida del instrumento.

SÍMBOLOGIA

VENTAJAS

Están en contacto directo con el proceso sin mecanismos intermedios de medición de la presión pudiendo así trabajar correctamente aunque el fluido se deposite parcialmente sobre el diafragma del elemento ya que mide directamente la presión del fluido y no la fuerza que este hace sobre el diafragma.

DESVENTAJAS

Tienen una señal de salida débil, Pequeño movimiento de la galga, Alta sensibilidad a vibraciones Estabilidad dudosa a lo largo del tiempo de

funcionamiento.

NOMBRE TRANSDUCTORES PIEZOELECTRICOS

FUNCIONAMIENTO

Son algunos materiales, con estructura cristalina asimétrica, de generar una carga eléctrica al ser sometidos a un esfuerzo mecánico. Se puede utilizar para la transducción mecánica-eléctrica. Para ello se dispone dos superficies metálicas entre las que se coloca el material piezoeléctrico (cuarzo, titano de bario, polímero, etc,) de modo que permiten aplicar la tensión de recoger las cargas generadas.

PRINCIPIO DE OPERACIÓN

Producen un cambio en la carga eléctrica cuando una fuerza o presión es aplicada en la cara de un cristal, cerámico o película piezoeléctrica.

MATERIAL O MATERIALES DE CONTRUCCIÓN

Son materiales cristalinos que, al deformarse físicamente por la acción de una presión generan una señal eléctrica.

Dos materiales típicos en los traductores piezoeléctricos son el cuarzo y el titanato de bario, capaces de soportar temperaturas del orden de 150° C en servicio continuo y de 230°C en servicio intermitente.

RANGO DE OPERACIÓN

Temperaturas del orden de 150° C en servicio continuo y de 230° C en servicio intermitente.

CONDICIONES QUE PERMITEN SU USO CON PRESIÓN Y EXACTITUD

Su señal de respuesta a una variación de presión es lineal son adecuados para medidas dinámicas, son capaces de respuestas frecuenciales de hasta un millón de ciclos por segundo.

CONDICIONES QUE IMPIDEN SU USO CON EXACTITUD Y PRESICIÓN

Son sensibles a los cambios en la temperatura su señal de salida es relativamente débil por lo que

precisan de amplificadores concionadores de señal que pueden introducir errores en

la medición.

COMO SE ENLAZA CON OTROS INSTRUMENTOS

Estos producen un cambio en la carga eléctrica cuando una fuerza o presión es aplicada en la cara de un cristal, cerámico o película piezoeléctrica.

SÍMBOLOGIA

VENTAJAS

Son sensores ligeros pequeños y robustos, son adecuados para medidas dinámicas sensibles a los cambios de temperatura.

DESVENTAJAS

La señal de salida es relativamente débil por lo que precisas amplificadores y acondicionamientos de señal.

Elementos neumáticos.

Como elementos neumáticos consideramos los instrumentos transmisores

neumáticos.

Transmisores neumáticos.

Los transmisores neumáticos se basan en el sistema tobera-obturador que

convierte el movimiento del elemento de medición en una señal neumática.

El sistema tobera-obturador consiste en un tubo neumático aumentado a una

presión constante P,,, con una reducción en su salida en forma de tobera, la cual

puede ser obstruida por una lámina llamada obturador cuya posición depende del

elemento de medida. En la figura 2.1 se presenta el conjunto.

Figura 2.1 Sistema tobera-obturador

El aire de alimentación de presión normalizada 1,4 bar (20 psi) pasa por la

restricción R y llena el volumen cerrado V escapándose a la atmósfera por la

tobera R,. Ésta tiene un diámetro muy pequeño, de unos 0,25-0,5 mm, mientras

que la restricción R tiene un diámetro alrededor de 0,1 mm. Con el obturador

abierto la presión posterior remanente es de unos 0,03 bar, lo cual indica que la

relación de presiones diferenciales a través de la restricción R es de 1,4/0,03 =-

= 50 veces. El consumo de aire del conjunto tobera-obturador es relativamente

pequeño, del orden de 3 NI/min.

El escape de aire a través de la tobera depende de la posición del obturador, es

decir, del valor de x. Debido a este escape, el volumen V se encontrará a una

presión P, intermedia entre P, y la presión atmosférica. En efecto: para x = 0 el

obturador tapa casi totalmente a la tobera, con lo cual no hay escape de aire a la

atmósfera y P, llega a ser casi igual a la presión P, del aire de alimentación: para x

relativamente grande el obturador está bastante separado de la tobera y no limita

el escape a la atmósfera siendo la presión P, próxima a la atmosférica.

En la figura 2.2 se representa una tobera ejerce una fuerza sobre el obturador F P,

X S que tiende a desplazarlo. Esta curva de respuesta típica de un sistema tobera-

obturador, pudiendo verse que la misma no es lineal.

El aire que se escapa de la fuerza debe hacerse despreciable con relación a la

fuerza del elemento de medida que posiciona el obturador.

Con este objeto, en el amplificador de dos etapas se utiliza sólo una parte

reducida de la curva, y se disminuye además la sección de la tobera a diámetros

muy pequeños de 0,1 a 0,2 mm (no se consideran diámetros más pequeños para

evitar que la tobera se tape por suciedad del aire). De este modo, la parte reducida

de la curva puede aproximarse a una línea recta con lo cual se consigue una

relación prácticamente lineal entre el valor de la variable y la señal transmitida.

Figura 2.2 Curva de respuesta de un sistema tobera-obturador

Como la restricción fija R es 3 a 4 veces menor que la tobera R, sólo pasa por la

misma un pequeño caudal de aire, por lo cual, el volumen V debe ser tan reducido

como sea posible para obtener un tiempo de respuesta del sistema inferior al

segundo.

La válvula piloto (amplificador neumático) empleada en el amplificador de dos

etapas figura 2.3 cumple las siguientes funciones:

1. Aumento del caudal de aire suministrado, o del caudal de escape para

conseguir tiempos de respuesta inferiores al segundo.

2. Amplificación de presión (ganancia) que suele ser de 4 a 5, en general, para

obtener así la señal neumática estándar 3-15 psi (0,2-1 bar).

Figura 2.3 Bloque amplificador de dos etapas

En la válvula piloto con realimentación, sin escape continuo (fig. 2.4 a), la presión

posterior P, de la tobera actúa sobre la membrana de superficie S, mientras que la

presión de salida Po lo hace sobre la membrana S2. El conjunto móvil de las dos

membranas tiende al equilibrio y cuando éste se establece se verifica la siguiente

ecuación:

Pl - SI = PO ' S2

La relación

K. = P0 = S1

P1 S2

Es el factor de amplificación o de ganancia de la válvula piloto.

En la posición de equilibrio y ante un aumento de la presión posterior P1 de la

tobera, el aire de alimentación entra en la válvula aumentando el valor de Po. Por

el contrario, si P1 disminuye, el aire contenido en el receptor escapa a través del

orificio de escape, con lo cual Po baja. Entre estas dos reacciones del sistema

existe una zona muerta debida a la histéresis mecánica de las partes móviles que

está representada en la curvas características de presión y caudal de la válvula en

las figuras 2.4 c y d.

Figura 2.4 (a, b, c)

El sistema descrito compuesto por el conjunto tobera-obturador y la válvula piloto

presenta todavía las siguientes desventajas:

- Las variaciones en la presión del aire de alimentación influyen en la señal de

salida.

-Las vibraciones que pueden existir en el proceso influyen en el juego mecánico

entre el obturador y el elemento de medida y dan lugar a pulsaciones en la señal

de salida, ya que el factor de amplificación del sistema tobera-obturador es muy

grande.

Estos inconvenientes se evitan disminuyendo la ganancia del conjunto por

realimentación negativa de la señal posterior de la tobera P, sobre el obturador. Se

utilizan así tres sistemas de transmisión, el transmisor de equilibrio de

movimientos, el de equilibrio de fuerzas y el de equilibrio de momentos.

Transmisor de equilibrio de movimientos.

El transmisor de equilibrio de movimientos (fig. 2.5) compara el movimiento del

elemento de medición asociado al obturador con un fuelle de realimentación de la

presión posterior de la tobera. El conjunto se estabiliza según la diferencia de

movimientos alcanzando siempre una posición de equilibrio tal que existe una

correspondencia lineal entre la variable y la señal de salida. Hay que señalar que

en este tipo de transmisores, las palancas deben ser livianas, pero bastante

fuertes para que no se doblen.

Fig. 2.5 Transmisor de equilibrio de movimientos.

Estos instrumentos se utilizan, en particular, en la transmisión de presión y

temperatura donde los elementos de medida tales como tubos Bourdon,

manómetros de fuelle, elementos de temperatura de bulbo y capilar son capaces

de generar un movimiento amplio, sea directamente o bien a través de palancas

con la suficiente fuerza para eliminar el error de histéresis que pudiera producirse.

Si la fuerza disponible es pequeña, aparte de la histéresis, el tiempo necesario

para el movimiento es grande y el transmisor es lento en responder a los cambios

de la variable. En este caso, se acude a los transmisores de equilibrio de fuerzas

en los que básicamente el elemento primario de medida genera una fuerza que se

equilibra con otra igual y opuesta producida por el transmisor.

Transmisor de equilibrio de fuerzas.

En la figura 2.6 puede verse que el elemento de medición ejerce una fuerza en el

punto A sobre la palanca AC que tiene su punto de apoyo en D. Cuando aumenta

la fuerza ejercida por el elemento de medición, la palanca AC se desequilibra, tapa

la tobera, la presión aumenta y el diafragma ejerce una fuerza hacia arriba

alcanzándose un nuevo equilibrio. Hay que señalar, como se ha dicho, que en

este transmisor los movimientos son inapreciables.

Fig. 2.6. Transmisor de equilibrio de fuerzas.

Como elementos neumáticos consideramos los instrumentos transmisores

neumáticos cuyo elemento de medida es la presión adecuado al campo de medida

correspondiente. El tipo de transmisor queda establecido por el campo de medida

del elemento según el anexo 1. Por ejemplo, un transmisor de 0-20 kg/cm2

utilizará un transmisor de equilibrio de fuerzas de tubo Bourdon mientras que uno

de 3-15 psi será de equilibrio de movimientos con elemento de fuelle.

MEDIDORES ELECTRONICOS

Medidores de presión electrónicos de vacío.

Nombre: Medidor McLeod

Descripción:

Se utiliza como aparato primario de calibración de los restantes instrumentos. Se basa en comprimir una muestra del gas de gran volumen conocido a un volumen más pequeño y a mayor presión mediante una columna de mercurio en un tubo capilar de volumen conocido. La presión del gas se deduce aplicando la ley de Boyle-Mariotte. Su intervalo de medida es de 1 a 10-4 mm Hg. Debido a la compresión que se realiza en la medida no puede utilizarse para vapores.

Principio de operación: Comprime con Hg una muestra del gas del sistema bajo medición con el propósito de lograr mayor sensibilidad aplicando la ley Boyle&Mariotte (P*V=P’*V’=cte). El principio de comprensión permite solamente la medición de la presión parcial de gases no condensables.

Precauciones a su uso: Todos los instrumentos con Hg tinen que ser anejados cuidadosamente para evitar el derrame de Hg, asi como utilizar trampas para los vapores de Hg, el vapor de Hg es toxico y peligroso para la salud.

Rango de medición: De acuerdo con las especificaciones de fabricantes, la presiciòn va de 1.5 % de la longitud de la escala, es decir, si la escala graduada tiene una longitud típica de 115 mm, su exactitud será equivalente a la presión graduada en ± 1.7 mm de la escala.

Símbolo:

Nombre: Tubo Bourdon

Descripción:

El tubo Bourdon combina la medida de presión y vacío con la escala dividida en dos partes, a la izquierda el vacío (cm de Hg y pulgadas de mercurio) y a la derecha Kg/cm2 (bar) y psi.

Principio de operación: Consiste en un tubo de bronce o acero, doblada en circunferencia. La presión interior del tubo tiende a enderezarlo. Como un extremo del tubo esta fijo a la entrada de la presión, el otro extremo se mueve proporcionalmente a la diferencia de presiones que hay entre el interior exterior del tubo. Este movimiento hace girar la aguja indicadora por medio de un mecanismo de sector y piñon; para amplificar el movimiento, el curvado del tubo puede ser de varias vueltas.

Ventajas y desventajas: Es muy versátil ya que se puede utilizar con algunos liquidos, aceites o gases. Su costo de adquisición y mantenimiento es barato, se pueden conseguir rellenos con glicerina para evitar vibraciones. Tiene desventajas como fallas por fatiga, por sobrepresión, por corrosión o por explosión. Factores que le afectan: temperatura, material con el que esta hecho, forma de instalación, vibraciones externas.

Rango de medición: De 35 kPa a 100 MPa

Material de construcción: Se pueden fabricar en casi cualquier material que tenga las características elásticas adecuadas según sea el intervalo de presión en la cual se someterá y la resistencia al medio en el cual se utilizara. Materiales usados: Laton, aleación de acero, aceros inoxidables, bronce fosforado, K-monel y cobre-berilio.

Símbolo:

Nombre: Elementos térmicos Termopar

Descripción:

El medidor de termopar es uno de los del grupo de medidores que funcionan basados en el principio de la conductividad térmica. A baja presión, la teoría cinética de los gases predice una relación lineal entre la presión y la conductividad térmica. La medición de la conductividad térmica da una indicación de la presión.

Principio de operación: Se basan en el principio de la proporcionalidad entre la energía disipada desde la superficie caliente de un filamento calentado por una corriente constante y la presión del gas ambiente cuando el gas está a bajas presiones absolutas.

Rango de medición: El elemento de termopar mide presiones entre 10 mm Hg y 0,001 mm Hg mediante la medición de las tensiones generadas en una serie de termopares soldados a un filamento caliente expuesto al gas..

Desventajas: Una fuente de error en este instrumento lo constituye el hecho de que el calor se transmite por radiación así como por conducción. El calor transmitido por radiación es una magnitud constante e independiente de la presión que puede ser medida y corregida. Sin embargo, es más conveniente diseñar el sistema para que presente una pérdida de radiación baja, eligiendo un elemento a calentar con baja emisividad.

Símbolo:

Nombre: Elementos térmicos Medidor Pirani

Descripción:

Es parecido al medidor de termopar pero tiene un elemento calefactor que consiste en 4 bobinas de alambres de wolframio conectadas en paralelo. Dos tubos idénticos se conectan normalmente en un circuito puente, conteniendo uno el gas a la presión desconocida, mientras en otro se mantiene a muy baja presión.

Principio de operación: La corriente pasa por el elemento de wolframio, que alcanza una cierta temperatura de acuerdo con la conductividad térmica del gas. La resistencia del elemento cambia con la temperatura y produce el desequilibrio del puente de medida. De este modo, el medidor de Pirani evita el uso de un termopar para medir la temperatura (como en el medidor de termopar.)

Rango de medición: Tales medidores cubren el rango de presiones de 10-5 milibares a 1 milibar

Desventajas: Una fuente de error en este instrumento lo constituye el hecho de que el calor se transmite por radiación así como por conducción. El calor transmitido por radiación es una magnitud constante e independiente de la presión que puede ser medida y corregida. Sin embargo, es más conveniente diseñar el sistema para que presente una pérdida de radiación baja, eligiendo un elemento a calentar con baja emisividad.

Símbolo:

Nombre: Elementos de ionización Càtodo caliente

Descripción:

Emiten electrones termoiónicos de 70 eV que ionizan las moléculas de gas residual contra las que chocan. La corriente al colector (-150 V) varía con la densidad del gas, es decir con el número de moléculas por unidad de volumen (cc), lo que es una medida directa de la presión del gas.

Principio de operación: se basan en la formación de los iones que se producen en las colisiones que existen entre moléculas y electrones (o bien particulas alfa en el tipo de radiación). La velocidad de formación de estos iones, es decir la corriente iónica, varía directamente con la presión.

Rango de medición: Cubren el intervalo desde 10-4 y 10-9 mm Hg abs.

Ventajas: Este medidor es efectivo para sistemas comunes de vacío.

Se utilizan en: Los medidores que se requieren son ahora una modificación de

espectrómetros de masas con un multiplicador de electrones, y que

funcionan como analizadores del gas residual de las cámaras, dando medidas de presión menores que 10-

18 torr. Símbolo:

Nombre: Elementos de ionización Càtodo frio

Descripción:

Emiten electrones termoiónicos de 70 eV que ionizan las moléculas de gas residual contra las que chocan. La corriente al colector (-150 V) varía con la densidad del gas, es decir con el número de moléculas por unidad de volumen (cc), lo que es una medida directa de la presión del gas.

Principio de operación: están basados en una descarga mantenida por un campo magnético externo que fuerza a los electrones a seguir una trayectoria en hélice con una alta probabilidad de ionizar el gas residual. El número de iones captados determina la presión del gas.

Rango de medición: Uno de los modelos es el llamado magnetrón invertido que puede medir de 1 a 10-11 mm Hg absoluta

Desventajas: su puesta en marcha a baja presión puede ser de horas o días.

Ventajas: En caso de conamienacion del electrodo y sus paredes se regenera facilmente con una simple limpieza.

Símbolo: