sábado, 18 de abril de 2009

Sensores de presion

Definición
Sensores de presión

Suelen estar basados en la deformación de un elemento elástico cuyo movimiento es detectado por un transductor que convierte pequeños desplazamientos en señales eléctricas analógicas, mas tarde se pueden obtener salidas digitales acondicionando la señal. Pueden efectuar medidas de presión absoluta (respecto a una referencia) y de presión relativa o diferencial (midiendo diferencia de presión entre dos puntos) Generalmente vienen con visualizadores e indicadores de funcionamiento.
Caracteristicas



tipo de sensor presión relativa, absoluta
Rango nominal de presiones en bar (0-10 bar)
Presión de ruptura bar (4,9 bar ... 15 bar)
Tensión de alimentación en cc, ca
Fluido aplicable Gases no corrosivos
Tiempo de respuesta ms (10ms max)
Salida V máx (30 V)
Temperatura de funcionamiento 0ºC a +50ºC


Aplicaciones
Control de sujección,Succión de elementos, succión de tornillos en atornilladores automáticos, apretado de tuercas automáticas, control de fuerza en pinzas prensoras , confirmación de presión a la soldadura


El control de la presión en los procesos industriales da condiciones de operación seguras. Cualquier recipiente o tubería posee cierta presión máxima de operación y de seguridad variando este, de acuerdo con el material y la construcción. Las presiones excesivas no solo pueden provocar la destrucción del equipo, si no también puede provocar la destrucción del equipo adyacente y ponen al personal en situaciones peligrosas, particularmente cuando están implícitas, fluidos inflamables o corrosivos. Para tales aplicaciones, las lecturas absolutas de gran precisión con frecuencia son tan importantes como lo es la seguridad extrema.

Sensor de presión piezoresistivo Honeywell Sensing and Control

Funcionamiento

Los sensores piezorresistivos de la presión del silicio de la detección y del control de Honeywell contienen los elementos de detección que consisten en cuatro piezoresistores enterrados frente a un diafragma fino, químico-grabado al agua fuerte del silicio. Un cambio de la presión hace el diafragma doblar, induciendo una tensión en el diafragma y los resistores enterrados. Los valores del resistor cambian en proporción con la tensión aplicada y producen una salida eléctrica.



Caracteristicas
Estos sensores son pequeños, bajos costo y confiables. Ofrecen la capacidad de repetición excelente, la alta exactitud y la confiabilidad bajo variación de condiciones ambientales. Además, ofrecen características de funcionamiento alto constantes a partir de un sensor al siguiente, y de la capacidad de intercambio sin la recalibración.Mejor usado para:Dispositivos médicos y de la HVAC, equipo del almacenaje de datos y de la cromatografía de gas, controles de proceso, maquinaria industrial, bombas y robótica.


Sensores de presión micromecánicos

El sensor de presión de alimentación está montado por lo general directamente en el tubo de admisión. Mide la presión absoluta en el tubo de admisión (2 .... 400 kPA o 0,02 ....4,0 bar), o sea que mide la presión contra un vacío de referencia y no contra la presión del entorno. De este modo es posible determinar la masa de aire con toda exactitud y regular el compresor de acuerdo con las necesidades del motor.Si el sensor no esta montado directamente en el tubo de admisión, este se hace comunicar neumáticamente con el tubo de admisión mediante una tubería flexible.

Sensor de presión atmosférica (ADF)Este sensor puede estar montado en la unidad de control o en otro lugar del vano motor. Su señal sirve para la corrección, en función de la altura, de los valores teóricos para los circuitos reguladores (como ejemplo: retroalimentación de gases de escape EGR, regulación de la presión de sobrealimentación). Con ello se pueden tener en cuenta las diferencias de la densidad del aire del entorno. El sensor de presión de entorno mide la presión absoluta (60 .....115 kPa o 0,6 ....1,15 bar).

Sensor de presión del aceite y combustibleLos sensores de presión de aceite están montados en el filtro de aceite y miden la presión absoluta del aceite para que se pueda averiguar la carga del motor para la indicación de servicio. Su margen de presiones se sitúa en 50 ....1000 kPa o 0,5 ...10,00 bar.

Estructura
El componente esencial del sensor de presión micromecánico es el elemento sensor con la "célula de sensor" (figura inferior). Ella consta de un chip de silicio (2) micromecánico que lleva grabada una membrana delgada (1). Sobre la membrana hay dispuestas cuatro resistencias de medición (R1, R2), cuya resistencia eléctrica varia bajo tensión mecánica.En el sensor de presión puede estar integrado adicionalmente un sensor de temperatura que se puede evaluar independientemente. Esto significa que hay que montar solamente un sensor para medir la temperatura y la presión.

Funcionamiento
Según cual sea la magnitud de la presión se curva de manera distinta la membrana de la célula del sensor (pocos micrómetros). Las cuatro resistencias de medición sobre la membrana modifican su resistencia eléctrica bajo las tensiones mecánicas producidas (efecto piezorresistivo).Las resistencias de medición (R1, R2) están dispuestas sobre el chip de silicio (2) de tal forma que al deformarse la membrana (1) aumenta la resistencia de dos de las resistencias de medición, a la vez que disminuye la misma en las dos restantes. Las resistencias de medición están dispuestas en un "puente Wheatstone". Debido al cambio de las resistencias se va modificando también la relación de las tensiones eléctricas en las resistencias de medición. Debido a ello se modifica la tensión de medición (UA). La tensión de medición es, pues, una medida para la presión en la membrana.Mediante el puente resulta una tensión de medición mas alta que al evaluarse solamente una resistencia individual. El "puente Wheatstone" permite obtener así una alta sensibilidad.El lado de la membrana que no queda sometida a la presión de medición se encuentra expuesto a un vació de referencia (3), de modo que el sensor mide el valor absoluto de la presión. El sistema electrónico evaluador completo esta integrado en el chip y tiene la misión de amplificar la tensión de puente, de compensar influencias de temperatura y de linealizar la curva característica de presión. La tensión de salida es del orden de 0 ....5 V y se suministra a la unidad de control de motor a través de conexiones eléctricas. Mediante una curva característica programada se calcula la presión.







Sensores de alta presión


Aplicación
Los sensores de alta presión se emplean en el automóvil para medir la presión del combustible y del líquido de freno:
Sensor de presión "rail" diesel Este sensor mide la presión del combustible en el tubo distribuidor (rail) del sistema de inyección diesel "Common Rail". La presión máxima de trabajo (presión nominal) Pmax: es de 160 MPa (1600 bares). La presión del combustible es modulada en un circuito de regulación. Es casi constante e independiente de la carga y de la velocidad de rotación. Las posibles desviaciones del valor teórico se compensan mediante una válvula reguladora de presión.


Sensor de presión "rail" para gasolina Este sensor mide la presión del combustible en el tubo distribuidor (rail) del sistema MED-Motronic de inyección directa de gasolina; la presión, que depende de la carga y de la velocidad de rotación, es de 5 a 12 MPa (50 a 120 bares). La presión medida se utiliza como magnitud real para la regulación de la presión rail. El valor teórico, que depende de la carga y del número de revoluciones, está memorizado en un diagrama característico y se ajusta mediante una válvula de control de la presión en el rail


Sensor de presión del líquido de freno Este sensor de alta presión mide la presión del líquido de freno en el grupo hidráulico de sistemas de seguridad de marcha (p. ej. ESP); la presión es en general de 25 MPa (250 bares). Los valores de presión máximos pmáx pueden subir hasta 35 MPa 350 bares). La medición y la vigilancia de la presión son activados por la unidad de control, que efectúa asimismo la evaluación a partir de una señal retrocesiva.

Estructura y funcionamiento

El corazón del sensor lo constituye una membrana de acero, sobre la que están metalizados por evaporación unos elementos piezorresistivos formando un circuito en puente (figura 1, pos. 3). El campo de medición del sensor depende del espesor de la membrana (membrana gruesa para presiones elevadas, membrana delgada para presiones reducidas). Tan pronto como la presión a medir atraviesa el racor (4) y actúa sobre un lado de la membrana, el valor de resistencia de los elementos piezorresistivos varía a causa de la deformación de la membrana (aprox. 20 µm a 1500 bares).La tensión de salida de 0 a 80 mV generada por el puente es conducida por líneas de unión a un circuito de evaluación (2) del sensor. Este circuito amplifica la señal emitida por el puente a un valor entre 0 y 5 V y lo transmite a la unidad de control, que partiendo de él calcula la presión con la ayuda de una característica memorizada

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