Sensores

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Cap ítu lo

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SENSORES
En este capítulo se analizará la mayoría de instrumentos utilizados en lamedición de diversas variables de operación, identificando su rango de aplicación, ventajas y desventajas, facilitando de esta manera la selección de cualquier elemento primario de medición.

3.1 SENSORES DE PRESIÓN
La presión es la fuerza ejercida por un medio, sobre una unidad de área, generalmente expresado en Pascal (Pa) [N/m2]. Usualmente estos instrumentos registran una diferencia depresiones tomando como referencia a la atmosférica, y se le denomina "presión manométrica".

Presión Manométrica ( Pm )

Presión Absoluta (P) ( P) = ( Pb ) + ( Pm )

Presiòn Atmosfèrica Presión Vacuométrica (Pv) Presión Barométrica ( Pb ) Presión Absoluta (P) ( P ) = (Pb) + ( Pv ) Figura 3.1.- Relación de Presiones

Frecuentemente la presión es igualada a la unidad de fuerza ejercida por unacolumna de fluido, tales como el mercurio y el agua. Esto es idéntico a la unidad de fuerza ofrecida en una columna de mercurio de 760 mm de altura sobre su base, por lo tanto es común referirse a la "presión atmosférica estándar" como 760 mmHg. Una presión manométrica negativa es llamada "vacío". En adición a las unidades de presión conocidas tenemos el micrón [ ] (1 =10-6mmHg= 9.871 Pa).

3.1.1Clasificación de los medidores de Presión
3.1.1.1 Según la Naturaleza de la medida:
-

De presión atmosférica De presión relativa De presión diferencial De presión baja De presión al vacío

(Barómetros) (Manómetros) (Manómetro diferenciales) (Micromanómetros) (Vacuómetros)

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3.1.1.2 Según el principio de funcionamiento:
-

Gravitacionales Elásticos Micromanómetros Transductores

(columna líquida) (deformación de materiales) (ópticos, columna líquida, etc) (conversión a señaleléctrica)

3.1.2 Instrumentos para medir Presión
3.1.2.1 Gravitacionales Son manómetros con el dispositivo más simple para medir la presión, mediante una expresión de equilibrio de fuerzas hidrostáticas, se tiene: P2a=0

P1a - P2a =
donde: P1a,P2a : : g : h :

.g.h.
P1a h

Presiones absolutas aplicadas [Pa] Densidad del fluido [Kg/m3] Gravedad [m/ s2] Altura [m]

Hg
Figura 3.2a

Cuandola presión absoluta aplicada P2a es "cero", y P1a es la presión atmosférica, se obtiene la lectura del barómetro. a) Manómetro tubo en "U" Las presiones aplicadas a ambos extremos de la "U" y el fluido del manómetro es desplazado hasta obtener la fuerza de equilibrio hidrostático. La ecuación representa esta expresión es obtenida a partir de la fórmula anterior considerando las densidadesmanométrica( m) y del fluido ( 1).

P1a – P2a = (

m-

1)

gh
P 1a

P 2a
donde: P1a,P2a : : m : 1 g : h : Presiones absolutas [Pa] Densidad del manómetro [Kg/ m3] Densidad del fluido [Kg/ m3] Gravedad [m/ s2] Altura [m]
m 1

h

Figura 3.2b.- Manómetro en “U” Simple

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b) Manómetro Inclinado Para obtener la ampliación del desplazamiento de la columna liquida, se puede inclinar uno ó ambos brazos, o emplear combinaciones de líquidos.

P1a – P2a = (
donde: P1a,P2a : : m : 1 g : h...