Introdução
No artigo anterior, detalhamos a classificação dos sensores de pressão por referência de medição, incluindo sensores de pressão absoluta, sensores de pressão manométrica e sensores de pressão diferencial. Exploramos seus princípios de funcionamento, cenários de aplicação e principais fatores de seleção, estabelecendo as bases para a escolha do sensor de pressão certo. Se você não leu a parte anterior, você podeClique aquipara lê-lo. Porém, além da referência de medição, os sensores de pressão também podem ser classificados por tecnologia. Compreender os diferentes tipos de sensores de pressão por tecnologia pode nos ajudar a encontrar o sensor mais adequado e de alto desempenho para aplicações específicas.
A escolha de sensores de pressão por tecnologia é crucial porque diferentes tecnologias apresentam diferenças significativas nos princípios de medição, precisão, tempo de resposta, estabilidade de temperatura e muito mais. Seja em automação industrial, dispositivos médicos, aeroespacial ou monitoramento ambiental, a seleção do tipo apropriado de sensor de pressão pode aumentar muito a confiabilidade e a eficiência do sistema. Portanto, este artigo se aprofundará nos princípios de funcionamento, cenários de aplicação e vantagens e desvantagens dos sensores de pressão piezoresistivos, capacitivos, piezoelétricos, indutivos e de fibra óptica, ajudando você a fazer a escolha mais informada entre muitas opções.
Sensores de pressão piezoresistivos
Definição e Princípio de Funcionamento
Sensores de pressão piezoresistivos medem a pressão através de mudanças na resistência causadas pela pressão aplicada. O princípio de funcionamento baseia-se noefeito piezoresistivo, onde a resistência de um material muda quando ele sofre deformação mecânica (como pressão). Normalmente, os sensores de pressão piezoresistivos são feitos de filmes de silício, cerâmica ou metal. Quando a pressão é aplicada a esses materiais, suas alterações de resistência são convertidas em sinais elétricos.
Cenários de aplicação
Sensores de pressão piezoresistivos são amplamente utilizados em vários campos industriais, como automotivo, dispositivos médicos, eletrodomésticos e automação industrial. Na indústria automotiva, eles medem a pressão do óleo do motor e a pressão dos pneus. Em dispositivos médicos, eles são usados para medir a pressão arterial e a pressão do sistema respiratório. Na automação industrial, sensores piezoresistivos monitoram a pressão em sistemas hidráulicos e pneumáticos.
Os sensores de pressão piezoresistivos da série XDB, como oXDB315eXDB308série, ampliam ainda mais as possibilidades dessas aplicações. Os transmissores de pressão da série XDB315 usam diafragmas sanitários de filme plano de silício difuso de alta precisão e alta estabilidade, apresentando funções antibloqueio, confiabilidade de longo prazo e alta precisão, tornando-os particularmente adequados para indústrias com altos requisitos sanitários, como alimentos e farmacêuticos. Os transmissores de pressão da série XDB308, com tecnologia avançada de sensor piezoresistivo e várias opções de saída de sinal, fornecem excelente estabilidade a longo prazo, adequados para vários meios e ambientes compatíveis com SS316L.
Vantagens e Desvantagens
Sensores de pressão piezoresistivos oferecem alta precisão, boa linearidade e tempo de resposta rápido. Além disso, eles são normalmente pequenos e adequados para aplicações com espaço limitado. No entanto, estes sensores também apresentam algumas desvantagens, como a sensibilidade às mudanças de temperatura, que podem exigir compensação de temperatura. Além disso, a sua estabilidade a longo prazo em aplicações de alta pressão pode não ser tão boa quanto a de outros tipos de sensores.
Sensores de pressão capacitivos
Definição e Princípio de Funcionamento
Os sensores de pressão capacitivos detectam a pressão medindo as alterações na capacitância causadas pela pressão aplicada. Esses sensores normalmente consistem em duas placas de eletrodos paralelas. Quando a pressão é aplicada, a distância entre essas placas muda, resultando em uma mudança na capacitância. A mudança de capacitância é então convertida em sinais elétricos legíveis.
Cenários de aplicação
Sensores de pressão capacitivos são amplamente utilizados em medição de nível de líquido, detecção de gás e sistemas de vácuo. Na medição do nível de líquido, eles determinam o nível medindo as mudanças na altura do líquido. Na detecção de gás, eles medem a pressão e o fluxo do gás. Em sistemas de vácuo, eles monitoram as mudanças na pressão interna.
Os transmissores de pressão capacitiva/pressão diferencial da série XDB602, com design modular de microprocessador e tecnologia avançada de isolamento digital, garantem estabilidade excepcional e resistência a interferências. Os sensores de temperatura integrados melhoram a precisão da medição e reduzem o desvio de temperatura, juntamente com recursos robustos de autodiagnóstico, tornando-os ideais para aplicações de alta precisão em automação industrial e controle de processos.
Vantagens e Desvantagens
Sensores de pressão capacitivos oferecem alta sensibilidade, baixo consumo de energia e boa estabilidade de temperatura. Além disso, a sua estrutura simples proporciona-lhes uma longa vida útil. No entanto, são sensíveis a alterações de humidade e podem necessitar de protecção adicional em ambientes de elevada humidade. Além disso, os sensores capacitivos podem não funcionar bem em aplicações de alta pressão.
Sensores de pressão piezoelétricos
Definição e Princípio de Funcionamento
Sensores de pressão piezoelétricos medem a pressão usando o efeito piezoelétrico, onde certos materiais cristalinos geram cargas elétricas quando submetidos a pressão mecânica. Esses materiais normalmente incluem quartzo, titanato de bário e cerâmica piezoelétrica. Quando a pressão é aplicada, eles produzem sinais elétricos proporcionais à pressão aplicada.
Cenários de aplicação
Sensores de pressão piezoelétricos são amplamente utilizados em dinâmicamedição de pressão, como testes de impacto, pesquisa de explosão e medição de vibração. Nas indústrias aeroespacial e automotiva, eles medem a pressão de combustão do motor e as ondas de choque. Na automação industrial, monitoram vibrações e esforços mecânicos.
Vantagens e Desvantagens
Sensores de pressão piezoelétricos oferecem resposta de alta frequência, bom desempenho dinâmico e alta sensibilidade, tornando-os adequados para medir pressões que mudam rapidamente. No entanto, eles não podem ser usados para medição de pressão estática, pois não conseguem manter a carga ao longo do tempo. Eles também são sensíveis a mudanças de temperatura e podem exigir compensação de temperatura.
Sensores de pressão indutiva
Definição e Princípio de Funcionamento
Os sensores de pressão indutivos detectam a pressão medindo as alterações na indutância causadas pela pressão aplicada. Esses sensores geralmente consistem em uma bobina indutiva e um núcleo móvel. Quando a pressão é aplicada, a posição do núcleo muda, alterando a indutância da bobina. A mudança de indutância é então convertida em sinais elétricos legíveis.
Cenários de aplicação
Sensores de pressão indutivos são usados principalmente em ambientes de alta temperatura e ambientes industriais severos, como monitoramento de pressão de turbinas e sistemas de fluidos de alta temperatura. Na indústria de petróleo e gás, eles medem a pressão no fundo do poço. Na automação industrial, monitoram a pressão de gases e líquidos em alta temperatura.
Vantagens e Desvantagens
Sensores de pressão indutivos oferecem boa estabilidade de temperatura e alta precisão, adequados para ambientes agressivos e de alta temperatura. Sua estrutura robusta proporciona confiabilidade a longo prazo. No entanto, estes sensores são relativamente grandes e podem não ser adequados para aplicações com espaço limitado. Além disso, sua velocidade de resposta é relativamente lenta, tornando-os menos adequados para medições de pressão que mudam rapidamente.
Sensores de pressão de fibra óptica
Definição e Princípio de Funcionamento
Os sensores de pressão de fibra óptica detectam a pressão medindo as alterações nos sinais de luz causadas pela pressão aplicada. Esses sensores usam variações na intensidade, fase ou comprimento de onda da luz dentro da fibra óptica para refletir as mudanças de pressão. Quando a pressão é aplicada à fibra, suas propriedades físicas mudam, alterando os sinais luminosos.
Cenários de aplicação
Sensores de pressão de fibra óptica são amplamente utilizados em campos médicos, de monitoramento ambiental e de exploração de petróleo. Na área médica, eles medem a pressão arterial e a pressão interna do corpo. No monitoramento ambiental, eles detectam pressões oceânicas e subterrâneas. Na exploração de petróleo, medem a pressão durante os processos de perfuração.
Vantagens e Desvantagens
Sensores de pressão de fibra óptica oferecem imunidade a interferências eletromagnéticas, adequação para medições de longa distância e alta sensibilidade. Suas propriedades materiais permitem que operem de forma estável em ambientes agressivos. No entanto, estes sensores são dispendiosos e a sua instalação e manutenção são complexas. Eles também são sensíveis a danos mecânicos, exigindo manuseio e proteção cuidadosos.
Ao compreender os princípios de funcionamento, os cenários de aplicação e as vantagens e desvantagens dos diferentes tipos de sensores de pressão por tecnologia, podemos fazer escolhas mais informadas para aplicações específicas, garantindo que os sensores selecionados atendam aos requisitos e melhorem a confiabilidade e a eficiência do sistema.
Horário da postagem: 12 de julho de 2024