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A medida de pressão é necessária numa infinidade de processos industriais, de distribuição de fluidos como líquidos e gases, além do próprio armazenamento. Como medir a pressão usando transdutores é algo que todo o profissional deve saber, principalmente levando em conta que qualquer deslize nessa tarefa pode incluir também problemas de segurança.

Sensores eletrônicos de pressão são de grande importância nos nossos dias, uma vez que eles podem fornecer sinais elétricos diretamente para circuitos de controle ou de monitoramento. O conhecimento do modo como esses sensores funcionam e do seu uso, portanto, são de grande importância.


Será justamente esse o tema deste nosso artigo em que iniciamos por definir algumas grandezas básicas que envolvem a medida da pressão.

Pressão

Definimos pressão como a força exercida por um fluido, por unidade de área, conforme mostra a figura 1.
 


A unidade de pressão no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o pascal, definido como 1 newton por metro quadrado ou 1 N/m2. No entanto, existem outras unidades que podem ser usadas em alguns casos, como libras por polegada quadrada (PSI), atmosferas (atm), bar, polegadas de mercúrio (in Hg) e milímetros de mercúrio (mm Hg).

No site da revista disponibilizamos uma tabela que possibilita a conversão de pressões.


A medida de pressão pode ser tanto estática como dinâmica. Quando não existe movimento do fluido cuja pressão está sendo medida, no interior de um reservatório, por exemplo, a medida da pressão é estática. Quando o fluido está em movimento, escapando de um reservatório, por exemplo, a medida é dinâmica. A figura 2 ilustra os dois casos.
 


A medida de uma pressão também pode ser considerada como função do modo como ela é realizada. Assim, existem três tipos de medidas de pressão possíveis: absoluta, calibrada e diferencial.

A pressão absoluta, conforme exibe a figura 3 é medida em relação ao vácuo como referência. Também é denominada PAA (Pascals Absolute) ou PSIA (Pounds per Square Inch Absolute – Libras por Polegada Quadrada Absoluta).
 



A medida da pressão calibrada (Gauge) é feita em relação ao ambiente ou a uma pressão de referência, veja a figura 4.
 


Essa pressão também é abreviada por PAG (Pascals Gauge) ou ainda PSIG (Pounds per Square Inch Gauge ou Libras por Polegada Quadrada Calibrada).

Finalmente, temos a medida da pressão diferencial ou relativa, que é feita conforme indica a figura 5.
 


Diferentemente da pressão calibrada que é tomada em relação a pressão atmosférica ambiente, essa medida é feita tomando-se uma outra pressão como referência.

Também é chamada PAD (Pascal Differential) ou PSID (Pounds per Square Inch Differential – Libras por Polegada Quadrada Diferencial).


Os sensores

A pressão é uma grandeza analógica, existindo uma infinidade de tipos de sensores que podem convertê-la no movimento de uma agulha numa escala, em uma tensão elétrica, uma corrente elétrica, ou em outra grandeza que possa ser observada.

Os três principais tipos de sensores que são usados nas aplicações práticas são os seguintes:

a) Membrana

Os mais comuns de todos os sensores são os de membrana com configuração em ponte de Wheatstone. A construção de um sensor desse tipo é vista na figura 6.
 


Quando uma pressão é aplicada ao diafragma, ele se deforma com uma conseqüente alteração de sua resistência elétrica. Essa resistência pode, então, ser medida por um circuito externo.

Basicamente, existem três tipos de sensores de membrana.


O primeiro é o de liga onde uma folha de metal forma uma liga com o diafragma, sendo sua resistência medida quando a pressão atua sobre o conjunto. Dentre as vantagens desse tipo de sensor, temos a rápida resposta e a capacidade de operar numa faixa muito ampla de temperaturas.

Os sensores do tipo pulverizado são fabricados pulverizando-se uma camada de vidro no diafragma e sobre ela colocando-se uma película de filme metálico. Esses sensores são ideais para ambientes rudes.

O terceiro tipo é o que tem por base um semicondutor. Sensores sensíveis à pressão com materiais semicondutores podem ser elaborados, conforme mostra a figura 7.
 


Nele, uma membrana pressiona um material semicondutor que altera suas características de condução conforme a pressão aplicada. Normalmente esses sensores já incluem um circuito integrado que processa seus sinais, sendo por isso muito simples de usar.