¿Cómo afecta la estabilidad de un transductor de presión a las mediciones con el transcurso del tiempo?

La estabilidad a largo plazo en un sensor suele asociarse con el cambio en el desfasamiento cero debido al envejecimiento del componente y la relajación del diafragma metálico a lo largo de un período. Normalmente hace que la lectura en cero aumente o disminuya con el tiempo. Las pruebas independientes han demostrado que este número es <0.25 % bajo la influencia de los ciclos de temperatura y de presión durante 1,500 horas.

¿Cuál es la diferencia entre presión manométrica, absoluta y diferencial?

• La presión manométrica se mide con referencia a la presión barométrica. Los cambios en la presión barométrica no modifican la señal de salida del sensor.
• Los sensores y transductores de presión absoluta toman como referencia un vacío total; la señal de salida del sensor cambia con las variaciones de altitud y con los cambios en la presión barométrica.
• La presión diferencial es la diferencia de presión entre dos puntos; se utiliza por lo regular en aplicaciones de filtración.

¿Qué es un transductor de presión compuesto?

Un transductor de presión compuesto es un manómetro o sensor de manómetro sellado que está calibrado para emular un rango absoluto. Un transductor con un rango de presión de -14.7 a 30 PSI se puede denominar compuesto, de 30V30 (en referencia a -30 pulgadas de mercurio) o un sensor de vacío a 30 PSIG. Para más información sobre la medición de la presión manométrica, consulta el ejemplo titulado Cálculo de salida en un transductor de presión compuesto.

¿Cuál es la diferencia entre los transductores analógicos y digitales?
En la versión analógica del transductor, la señal digital procedente del convertidor A/D interno se ajusta de varias maneras. Se aplican factores de calibración para confirmar que el sensor cumple con las especificaciones de precisión. A continuación, se aplican factores de corrección por temperatura para ajustar la señal y compensar la temperatura ambiente. Finalmente, se agregan calibraciones de cero y de rango que establecen la señal de salida en el rango requerido según el número de parte del transductor. El resultado se convierte nuevamente en una señal analógica mediante un convertidor D/A interno, pasa por un búfer de ganancia unitaria y se envía al pin de salida. La señal de salida es continua y variable, al igual que la presión aplicada al sensor.

En la versión digital del transductor, un núcleo de procesamiento de señales digitales manipula los datos, aplicando diversas compensaciones y correcciones. Estos datos digitales procesados se almacenan luego en registros para ser transmitidos al sistema más adelante. El protocolo de comunicación digital más común en sensores y transductores es InterIntegrated Circuit (IIC o I2C). Esta técnica de comunicación se diseña para que el transductor no tome una lectura de presión ni la envíe hasta que el controlador maestro del sistema solicite los datos. Como la necesidad de datos de presión es intermitente, el sensor puede entrar en modo de reposo (de muy bajo consumo) entre solicitudes de datos. Esto ayuda a conservar la energía del sistema, una función clave en aplicaciones con batería y sistemas inalámbricos.

En el informe técnico Las ventajas de los transductores analógicos y digitales se presentan similitudes, diferencias y recomendaciones para elegir el transductor ideal para cada aplicación.

¿Cuál es el material más utilizado en los transductores de presión?

Los transductores de presión se fabrican principalmente en acero inoxidable 316L o 17-4 PH.  Ambos son relativamente económicos y de fácil fabricación, en comparación con las aleaciones de níquel de alta resistencia, y son de buena resistencia y elasticidad, lo que permite el movimiento de un diafragma. Existen diferencias en las propiedades de sus componentes que se vinculan a aplicaciones industriales y de riesgo, que determinan la preferencia por uno u otro material. Si bien existen diferentes tipos de estos materiales, para la comparación TE ha elegido los más básicos y comunes en el mercado de sensores actual. La diferencia en el contenido de hierro contribuye al magnetismo y la resistencia a la corrosión de cada uno. Por ejemplo, el acero inoxidable 17-4 PH es magnético y menos resistente a la corrosión que el acero inoxidable 316L, que es ligeramente magnético y del cual existen versiones no magnéticas también.

Si comparamos el acero inoxidable 17-4 PH y el 316L, ¿cuál de los dos tiene mayor resistencia?

El 17-4 PH presenta una mayor resistencia que el acero inoxidable 316L. y de uso frecuente en muchos sistemas de presión hidráulica, en los que los aumentos de presión y los ciclos altos son frecuentes, ya que es un buen material elástico. Los sensores y transductores de presión pueden especificarse con presiones nominales de prueba (por lo general, 2 veces la presión nominal) y de explosión (por lo general, 5 veces la presión nominal) que son iguales en ambos materiales; sin embargo, es más probable que el 17-4 PH mida con precisión durante un período más largo si se producen presiones más altas y momentáneas por encima de la presión nominal.

¿Cuál es la compatibilidad química del acero inoxidable 17-4 PH y el 316L?

El 17-4 PH se utiliza en diversos líquidos y gases ligeramente o no corrosivos. Por ejemplo, funciona bien con el líquido hidráulico y el de frenos, los combustibles y otros líquidos industriales estándar. El acero inoxidable 316, con mayor contenido de níquel, funciona con los mismos, además de muchos líquidos y gases con propiedades más corrosivas, como el gas natural con bajo contenido de H₂S, que necesitará el 316L para sobrevivir a la corrosión.

Con frecuencia el agua (a excepción de la salada) se considera un líquido no corrosivo; sin embargo, se prefiere el 316L para medir la presión. Los distintos niveles de PH pueden hacer que el material del 17-4 pH genere depósitos minerales y obstruya las conexiones de proceso.

Los gases, como el hidrógeno, requieren material 316L, ya que los iones de hidrógeno son lo suficientemente pequeños como para penetrar la estructura granular del acero inoxidable 17-4 PH y con el tiempo rompen el diafragma como resultado de la fragilización.

Para aplicaciones de ultra alta pureza, como los equipos de proceso de semiconductores, se introduce el material 316L VAR (fusión por arco al vacío) para reducir las impurezas no metálicas. Además, el acabado de la superficie del material se somete a un proceso llamado electropulido, que reduce aún más las impurezas que entran en contacto con el líquido o el gas al eliminar las imperfecciones no metálicas y una pequeña cantidad de la superficie metálica. 

¿Cuáles son las diferencias entre las tecnologías de sensores de presión?

Elegir la tecnología ideal es un factor importante, puesto que algunas se limitan al material en el que se aplican.

• Las galgas extensiométricas aplicadas al diafragma deben coincidir con las propiedades térmicas del material al que se aplica.
• El acero inoxidable 17-4 PH tiene un coeficiente medio de expansión térmica de 6.0 x 10-6 in/in/°F con tratamiento térmico H900, mientras que el 316L oscila aproximadamente entre 9 y 11 x 10-6 in/in/°F. 
• La placa delgada está limitada al 17-4 PH porque la temperatura del proceso de pulverización es demasiado alta en el diafragma. 

La diferencia en el material del sensor y la tecnología desempeñan un papel crítico en la selección del transductor de presión. Para seleccionar el material adecuado, ten a la mano la información sobre el líquido o gas a medir y su aplicación. Si el 17-4 o el 316L no son los aptos, se cuenta con aleaciones especiales.