26/08/2010
Capitolo 10 - Misure di pressione
L'unità di pressione nel S.I. che prende il nome di Pascal, cioè 1 Pa = 1 N / 1 m2. Comunemente
sono utilizzate altre unità di misura:
•il bar, che è una unità SI pari esattamente a 105 Pa.
•L’atmosfera (atm) che è la pressione esercitata dalla colonna d’aria che ci sovrasta nella nostra
atmosfera terrestre a livello del mare, pari a circa 1 bar.
•Il kilogrammo peso (kgp del sistema tecnico) al cm² o al m²
•l’ atmosfera tecnica pari a 1 kgp/cm², di poco inferiore all'atmosfera (1 atm= 1,033227 at).
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La pressione viene quasi sempre misurata, non come assoluta,
ma relativamente alla pressione atmosferica.
Si definiscono sensori per la misura di:
•Pressione relativa (i più comuni)
•Pressione assoluta (all’interno dei quali si realizza una camera col
vuoto)
•Pressione differenziale, con delle prese di pressione da collegare a due
ambienti tra cui misurano la differenza di pressione
Manometri ad equilibrio di colonne di fluido
I manometri misurano differenze di pressioni
pressioni.. La differenza di livello tra le due superfici di
liquido nei due bracci del tubo fornisce la differenza tra la pressione ΔP
ΔP.. Δh = (1/ρ g ) ΔP
ΔP..
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Manometri meccanici
Nei manometri meccanici l’elemento sensibile primario è una superficie
solida di un elemento meccanico su cui si fa agire la pressione per
convertirla in una forza o in un sistema di sollecitazioni che lo deformano e
tale deformazione viene convertita nell’uscita
nell’uscita..
Manometro a tubo di Bourdon
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Sensori di pressione
L’elemento elastico che converte la pressione in una
forza,mediante la sua superficie a contatto col fluido e in una
sua deformazione per effetto della sua elasticità, è collegato
un trasduttore secondario che converte la deformazione in
un segnale elettrico in uscita in tensione (sensori di
pressione) o in corrente (trasmettitori di pressione).
Diaframmi e membrane
Diaframmi e le membrane sono l’elemento sensibile primario
della maggior parte dei sensori di pressione. Hanno la funzione
di convertire la pressione in sollecitazione e quindi in
deformazione
I sensori di pressione a membrana possono misurare
pressioni sia differenziali sia relative che assolute a
seconda che si inserisca il trasduttore tra due fluidi a
pressioni diverse o tra un fluido e il vuoto.
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Sensori di pressione ad estensimetri
E’ quindi possibile impiegando quattro estensimetri collegati in una
configurazione a ponte di Wheatstone completo ottenere in uscita un segnale
elettrico proporzionale alla deformazione e quindi alla pressione, se si resta entro i
limiti di linearità del materiale, degli estensimetri e del ponte.
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Sensori di pressione piezoelettrici
Un cristallo piezoelettrico converte con la sua superficie la pressione
in forza e col suo materiale la forza in deformazione e in segnale
elettrico di uscita.
Sensori di pressione piezoresistivi
I sensori di pressione piezoresistivi si basano sull’impiego di membrane che convertono la
pressione in una deformazione, sulle quali sono realizzati per deposizione elementi in
semiconduttore che presentano l’effetto piezoresistivo, tipicamente due o quattro, collegati a
ponte di Weathstone.
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Sensori di pressione ottici
La deflessione della membrana è rilevata con metodi ottici
Sensori di pressione capacitivi
Nei trasduttori di pressione capacitivi si sfrutta la variazione di capacità di un
condensatore in funzione della variazione della distanza delle due armature
o del dielettrico.
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Taratura statica di sensori di pressione
Le operazioni che devono essere effettuate si succedono nel seguente ordine:
•Lo stantuffo viene posto a fine corsa
•Viene montato nell’apposito alloggiamento il manometro da tarare
•Sul piattello viene posto il peso campione
•La pressione del circuito viene aumentata fino al galleggiamento dei pesi
•Il supporto dei pesi viene messo in rotazione onde annullare l’attrito statico;
•Lettura del valore rilevato al manometro da calibrare.
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