Como funciona un sensor p-t

Para la medida de presión con transmisores de presión se requiere un sensor que capta el valor
de presión o la variación de la misma y lo convierte de manera exacta y precisa en una señal
eléctrica. La señal eléctrica indica el valor de presión recibida.
El principio de medida con sensores resistivos se basa en la medida de la variación de la
resistencia inducida por la deformación en funciónde la presión. La resistencia de un conductor
eléctrico está definida por la ecuación:

Una tracción del conductor aumenta la longitud y reduce la superficie de sección con la
consecuencia de un aumento de la resistencia eléctrica, ya que la resistencia específica se
mantiene constante. Una deformación provocada por recalcado tendría el efecto contrario. Para
la realización del principio seutiliza un cuerpo base que se deforma de manera controlado al
someterle a presión. A menudo este cuerpo consiste en una membrana con una parte fina. El
valor de la deformación en función de la presión se mide mediante una cinta extensométrica es
decir conductores eléctricos metálicos tipo meandro.
Habitualmente se encuentran cuatro cintas extensométricas en una membrana de las cuales
unasestán ubicadas en el área de dilatación, otras en el área del recalcado. La deformación de
la membrana provoca la deformación de las cintas con el efecto de un aumento proporcional de
la resistencia (dilatación) o de una reducción (recalcado). Para realizar una medición precisa se
conecta las cintas a un puente Wheatstone.

El principio de la medida con sensores piezoresistivos es similar alde los sensores resistivos. La
diferencia reside en la utilización de semiconductores como cintas extensométricas (galgas) en
vez de metal y la deformación provoca en este caso una variación de la resistencia específica. La
resistencia eléctrica varía proporcional con la resistencia específica. Este efecto
piezoresistivo con semiconductores es de un factor 10 hasta 100 veces mayor que conmetal.

Las cintas metálicas pueden colocarse en cualquier material mientras las cintas semiconductoras
están incorporadas como micro estructuras en la membrana. Por lo tanto las cintas
extensométricas y el cuerpo expuesto a la deformación están compuestos del mismo material.
Normalmente se incorpora cuatro cintas en una membrana de silicio formando un puente de
Wheatstone.
Dado que las microestructuras no presentan la suficiente resistencia contra numerosos medios
de proceso se encapsula el chip para la mayoría de las aplicaciones. La transmisión de la presión
se efectúa en este caso de manera indirecta, por ejemplo mediante una membrana metálica o
mediante aceite como medio de transmisión.
El gran volumen del efecto piezoresistivo permite la aplicación de estos sensores tambiénpara
presiones muy bajas. Sin embargo la elevada sensibilidad a efectos de temperatura requiere una
compensación de temperatura individual para cada sensor.

Conducto de entrada de presión

Galgas extensiométricas

RESUMEN

Un sensor piezoresistivo es un dispositivo que hace uso de los cambios en la resistividad de los
materiales semiconductores cierto cuando se somete a esfuerzosmecánicos para llevar a cabo
una acción electrónica. Este fenómeno piezo se basa en los materiales de la tendencia a sufrir
cambios en sus características de resistencia latente cuando se flexiona por la exposición a la
presión o el estrés. Esto provoca un cambio correspondiente en cualquier corriente eléctrica que
pasa a través del dispositivo que se traduce en una medición o lectura. Losmateriales
semiconductores utilizados en dispositivos piezoresistivo son generalmente los mismos metálica
básica y las familias de silicona utilizados en la mayoría de los componentes electrónicos. Estos
componentes están disponibles con una amplia gama de características de sensibilidad para
adaptarse a las necesidades de diversas industrias. Cuando ciertos materiales semiconductores
son...