Medidores de presión

Definición

Rango: Indica el valor máximo y mínimo del parámetro a medir al

cual responde el traductor.

Sensibilidad: es la relación entre la señal entrada y la señal de

salida.

Definición

Exactitud o error: Generalmente los fabricantes proporcionan evaluaciones de la exactitud de los transductores. Debido a que esto es realizado bajo ciertas condiciones, el usuario deberá asegurarse que esas condiciones bajo las cuales ha sido probado, sean aplicables.

El error estático de un transductor se define como:

 

Error estático =valor medido - valor actual

Y este nos indica que el valor medido de la variable medida no ha cambiado con el tiempo, es decir permanece casi constante.

El porcentaje de exactitud de un transductor se determina por la comparación del error estático al valor actual:

% Exactitud = Valor medido - Valor actual x 100

Valor actual

La mayoría de los dispositivos que permiten medir la presión directamente miden en realidad la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica. El resultado obtenido se conoce como presión manométrica.

Presión absoluta = presión manométrica + presión atmosférica.

La presión atmosférica al nivel del mar es 101.3 kPa, o 14.7 lb/in2 . Debido a que la presión atmosférica participa en gran número de cálculos, con frecuencia se usa una unidad de presión de una atmósfera (atm), definida como la presión media que la atmósfera ejerce al nivel del mar, o sea, 14.7 lb/in2 .

Tipos de presión

Presión absoluta se mide con al cero absoluto de presión

Presión atmosférica es la presión ejercida por la atmósfera terrestre medida mediante un barómetro

Presión relativa es la determinada por un elemento que mide la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica del lugar donde se efectúa la medición

Presión diferencial es la diferencia entre dos presiones

Vacío es la diferencia de presiones entre la presión atmosférica existente y la presión absoluta, es decir, es la presión ,medida por debajo de la atmosférica

Medidores de presión

Manómetro manómetro

tipo u

tubo de bourdon

diafragma

fuelles

Manómetro

Los manómetros son los instrumentos utilizados para medir la presión de fluidos

(líquidos y gases). Lo común es que ellos determinen el valor de la presión relativa, aunque pueden construirse también

para medir presiones absolutas.

Todos los manómetros tienen un elemento que cambia

alguna propiedad cuando son sometidos a la presión, este cambio se manifiesta en una escala o pantalla calibrada

directamente en las unidades de presión correspondientes.

manómetro tipo u

Doble columna líquida utilizada para medir la diferencia entre las presiones de dos fluidos. El manómetro de columna de líquido es el patrón base para la medición de pequeñas diferencias de presión.

Los tres tipos básicos de manómetro de tubo de vidrio son el de tubo en U, los de tintero y los de tubo inclinado, que pueden medir el vacío o la presión manométrica dejando una rama abierta a la atmósfera.

 

En los manómetros de columna de líquido, el resultado de la comparación de la presión a medir con una presión de referencia, sería una diferencia del nivel del líquido expresada por:

h= P - Pref.

pg

Siendo p la densidad del líquido y g la aceleración gravitacional local. Un sensor de nivel permitirá entonces obtener una señal eléctrica a partir de este arreglo.

manómetro tipo u 

En el manómetro U la presión se determina por la diferencia de dos lecturas, para obtener la atura del líquido desplazado, que representa la presión:

 

P = K d (h1 – h2)

En donde d = densidad, gravedad específica, densidad relativa o peso específico del líquido.

K = constante de corrección para unidades y factores

h1 = altura del líquido en el brazo conectado a P1

h2 = altura del líquido en el brazo conectado a P2

P = presión del sistema

tubo de bourdon 

• Estos manómetros se construyen a partir de un tubo originalmente cilíndrico rolado para aplanarlo y doblarlo para obtener la forma de una C, una espiral o una hélice. Uno de los extremos se sella y se le adosa un sistema indicador.

• Al aplicar una presión al extremo abierto del tubo, éste tiende a enderezarse hacia su forma original con fuerza suficiente para mover algún indicador o dispositivo de control mediante un mecanismo de relojería, de palancas, bandas tensadas o equivalente.

• El tubo de Bourdon se sujeta a una base fija, de tal manera que el movimiento del extremo sellado resulta proporcional a la presión.

tubo de Bourdon

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. 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.

tubo de Bourdon

El manómetro de Bourdon es probablemente el medidor industrial más común, y se aplica en la medición tanto de presiones (hasta unas 10,000 psi, es decir, 700 Kg./cm.² ) como de vacíos. En ocasiones dispone de ambas escalas, como un medidor compuesto.

  El mecanismo de sector

dentado es quizá el más común, aunque presenta el inconveniente de las inexactitudes que resultan por el desgaste de los dientes durante el ciclo de vida del medidor.

diafragma

Entre estos medidores

se encuentra

n primeramente los que

tienen una membrana

de área relativamente

grandes,

frecuentemente de algún material no

metálico

como cuero

, neopreno, etc.

Dicho material se

escoge por sus

buenas

cualidades selladoras,

y normalmente se

sujeta a un

disco rígido

al que se

aplica la

acción de un

resorte y se acopla la

aguja indicadora o su

equivalent

e.

diafragma

Estos medidores generalmente se emplean para medir presiones bajas, como las que están presentes en los gases de combustión. Generalmente el diafragma se aloja en una caja rígida, lo que permite al instrumento soportar sobrecargas repentinas limitando los desplazamientos a valores tolerables.

Su uso más frecuente se encuentra en la medición de presión a través de filtros, detectar presión estática debida a flujo de aire, medición y control de nivel de líquidos, etc. Como se observa, con excepción de la medición de la presión estática, estas aplicaciones se refieren a la medición de presiones diferenciales, y todas ellas de bajo valor (unos cuantos cm. de columna de agua).

diafragma

fuelles

También casi siempre empleado para mediciones de

presiones bajas, estos medidores son una

serie de partes circulares que a

semejanza de los pliegues de un

acordeón, se expanden o contraen axialmente

al sujetarse a los cambios de presión.

De nuevo, los metales empleados en la

construcción de ellos son el bronce, el latón, el cobre de berilio, las aleaciones de cobre y níquel, el acero y el monel. Los de mejor calidad carecen de soldaduras, pues se

forman a partir de un tubo por medio de un proceso hidráulico.

fuelles

Los manómetros de fuelle tienen un elemento elástico en forma de fuelle (como el

acordeón) al que se le aplica la presión a medir, esta presión estira el fuelle y el

movimiento de su extremo libre se transforma en el movimiento de la aguja indicadora como

se muestra en la figura de manera esquemática.