Medidores de Presión
Elementos de medición y
control
Definición de Presión
La presión es una fuerza por unidad de
superficie y puede expresarse en
unidades tales como pascal, bar,
atmósferas, kilogramos por centímetro
cuadrado y psi. (libras por pulgada
cuadrada)
Preconceptos errados

Cuando compramos pan, decimos: ¿me pesa el pan
por favor? Pero en realidad lo que hacemos es masar
el cuerpo, ya que no compramos un Newton de pan,
sino un kilo.

A veces decimos: ¡tienes mucha fuerza!, pero en
realidad la fuerza no es una propiedad, ya que la
fuerza solamente se ejerce, y algunos individuos
ejercen más fuerza que otros.
PSI
Pulgada c. de agua
Pulgada c. de Hg.
Atmosfera
kg/cm2
cm c. de agua
mm c. de Hg.
Bar
Pa
1.000 27.680
0.036
0.491
14.700
14.220
0.014
0.019
14.500
0.0001
Pa
Bar
mm c. de Hg.
cm c. de agua
diferentes
kg/cm2
Atmosfera
Pulgada c. de Hg.
Pulgada c. de agua
PSI
Relación
entre
las
unidades de medición
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
Representación de Presiones
Tipos de Medidores de Presión
Mecánicos
Electromecánicos
Neumáticos
Electrónicos
Tipos de Medidores de Presión


Mecánicos
•
•
Primario de Medida Directa
Primarios Elásticos
Electromecánicos
•
•
•
•
•
•
Transmisores electrónicos de equilibro de fuerza
Resistivos
Magnéticos
Capacitivos
Extensiométricos
Piezoeléctricos
Tipos de Medidores de Presión

Neumáticos
• Utilizan elementos mecánicos con
desplazamiento de gases

Electrónicos
• Mecánicos
• Medidor McLeod
• Térmicos
• Ionización
Tipos de Medidores de
Presión
Medidores Mecánicos
Elementos primarios de medida
directa que miden la presión
comparándola con la ejercida por un
liquido de densidad y altura conocidas.
Ejemplos
barómetro
cubeta,
manómetro de tubo en U, manómetro
de tubo inclinado, manómetro de toro
pendular, manómetro de campana.
Elementos primarios elásticos que se
deforman por la presión interna del fluido
que
contienen.
Ejemplos : tubo de Bourdon, el elemento
en espiral, el helicoidal, el diafragma y el
fuelle.
El
manómetro
de
Bourdon es el ejemplo
típico de esta clase
Elementos primarios elásticos

El tubo de Bourdon es un tubo de sección elíptica
que forma un anillo casi completo, cerrado por un
extremo. Al aumentar la presión en le interior del
tubo, este tiende enderezarse y el movimiento es
transmitido a la aguja.

El elemento espiral se forma arrollando el tubo
Bourdon en forma de espiral alrededor de un eje
común, y el helicoidal arrollando mas de una espira
en forma de hélice.
Elementos primarios elásticos
El diafragma consiste en una o varias
capsulas circulares conectadas rígidamente
entre si por la soldadura, de forma que al
aplicar presión, cada capsula se deforma y la
suma de los pequeños desplazamientos es
amplificada por un juego de palancas.
Elementos primarios elásticos
El fuelle es parecido al diafragma
compuesto, pero de una sola pieza flexible
axialmente, y puede dilatarse o contraerse
con un desplazamiento considerable.
Medidores de Presión Absoluta
Los medidores de presión absoluta consisten en un
conjunto de fuelle y muelle opuesto a un fuelle
opuesto sellado al vacío absoluto. El movimiento
resultante de la unión de los dos fuelles equivale a la
presión absoluta del fluido.
Elementos Mecánicos
Tipos de Medidores de
Presión
Medidores
Electromecánicos
Transmisores electrónicos de equilibrio
de fuerzas

Para este tipo de medidores se utiliza un
transmisor electrónico que genera una
señal en base a la posición de un
sensor.

La posición del sensor determina la
presión ejercida sobre la misma.
Detector de Inductancias
Transformador Diferencial
Detector Fotoeléctrico
Transductores Resistivos


En
este
tipo
de
Transductores
se
aprovecha un cambio
de resistencia (del
sensor o del circuito en
que esta) para medir la
presión del sistema.
Para esto el puente de
Wheastone es muy
utilizado.
Transductores Magnéticos
Existen dos
Magnéticos
tipos
de
Transductores
• Transductores de inductancia variable
• Transductores de reluctancia variable
Transductores de inductancia y
reluctancia variable
Inductancia Variable
Núcleo Magnético en un
Campo electromagnético
Reluctancia Variable
Núcleo Magnético en un
Campo Magnético
Transductores Capacitivos


Se basan en la variación
de capacidad que se
produce
en
un
condensador
al
desplazarse una de sus
placas por la aplicación
de presión. La placa móvil
tiene forma de diafragma
y se encuentra situada
entre dos placas fijas.
Pueden ser de dos tipos:
• Capacidad fija
• Capacidad variable
Galgas Extensométricas

Se basan en la variación de longitud y
de diámetro, 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.

Puente de Wheastone es usado.
Galgas Extensométricas
Puente de Wheastone
Transductores Piezoeléctricos
Son materiales cristalinos que, al
deformarse físicamente por la acción de
una presión, general una
señal
eléctrica.
Tipos de Medidores de
Presión
Medidores Neumáticos
Tipos de Medidores de
Presión
Medidores Electrónicos de
Vacío
Transductores Mecánicos de Fuelle
y Diafragma
Trabajan en forma diferencial entre la
presión atmosférica y la del proceso.
Pueden estar compensados con relación
a la presión atmosférica y calibrados en
unidades absolutas.
Medidor McLeod
Se utiliza como aparato de precisión en
la
calibración
de
los
restantes
instrumentos. Se basa en comprimir una
muestra del gas de gran volumen
conocido a un volumen mas pequeño y
a mayor presión mediante una columna
de mercurio en un tubo capilar.
Transductores Térmicos

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 esa a bajas presiones
absolutas.
•
•
•
Transductor térmico de termopar
Transductor Pirani
Transductor bi-metálico.
Transductores Térmicos
Transductor térmico de termopar

Contiene un filamento en V que lleva incorporado un
pequeño termopar. Al pasar una corriente constante a
través del filamento, su temperatura es inversamente
proporcional a la presión absoluta del gas.
Transductores Térmicos
Transductor Pirani

Utiliza un circuito de
puente
de
Wheastone
que
compara
las
resistencias de dos
filamentos
de
tungsteno,
uno
sellado en alto vacío
en un tubo y el otro
en contacto con el
gas medido y por lo
tanto pierde calor de
conducción.
Transductor Bimetálicos

Utiliza una espiral bimetalica calentada
por una fuente de tensión estabilizada.
Cualquier cambio en la presión produce
una deflexión de la espiral, que a su vez
esta acoplada a un índice que señala la
escala el vacío.
Transductor de Ionización

Se basan en la formación de los iones
que se producen en las colisiones que
existan entre moléculas y electrones. La
velocidad de formación de estos iones,
es decir la corriente iónica, varia
directamente con la presión.
• Transductor de filamento caliente
• Transductor de catado frío
Transductor de filamento caliente

Consiste en un tubo
electrónico con un filamento
de tungsteno por una rejilla
en forma de bobina, la cual
a su vez esta envuelta por
una placa colectora.

La emisión de iones es
proporcional a la presión
del gas dentro del tubo.
Transductor de cátodo frío

Se basa en le principio
de la medida de una
corriente
iónica
producida
por
una
descarga
de
alta
tensión.

Los
electrones
desprendidos
del
cátodo
toman
un
movimiento en espiral al
irse moviendo a través
de un campo magnético
en su camino hacia el
ánodo
Investigación
Investigar estructura, funcionamiento,
aplicación y ejemplos del medidor de
presión que le corresponde.
Debe preparase para exposición.
Se evaluara: dominio
claridad, creatividad.
de
contenido,
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Medidores de Presión - MSc. Alba Veranay Díaz