Come funziona un sensore o trasduttore di pressione?

I trasduttori sono degli strumenti in grado di misurare una determinata grandezza fisica come densità, forza, livello, peso, pH, segnale elettrico, temperatura, velocità, viscosità, umidità ecc e trasformarla in un segnale in uscita diverso come esempio impedenza, forza spostamento o segnale elettrico.

Nel caso del trasduttore di pressione, il sensore converte la misurazione della pressione in entrata in un segnale elettrico analogico in uscita.  Per questo motivo sono largamente utilizzati nell’industria per la regolazione degli impianti. I sensori o trasduttori di pressione trovano infatti ampio utilizzo nell’industria alimentare, nel settore delle macchine da lavoro mobili, nella misurazione dei gas medicali e l’industria dei semiconduttori, l’industria automobilistica, navale e nell’industria aerospaziale.

Ma non bisogna pensare che i sensori di pressione vengano utilizzati solo nel mondo industriale. In realtà siano circondati da questi tipi di strumenti di misura nella vita quotidiana. Sono infatti diffusi in tutte le apparecchiature che ci circondano come per esempio i touch screen: ogni volta che si applica una pressione sul touch screen di uno smartphone o di un tablet, il sensore determina dove è avvenuta la pressione e genera un segnale elettrico che arriva al processore.

Sempre rimanendo nel contesto della misurazione della pressione. Non esiste un solo tipo di misurazione. La misurazione può essere relativa a un valore di riferimento o ad una scala. Ma vediamo nel dettaglio quali tipi di misurazione si possono ottenere:

 

  • Misurazione della pressione assoluta. E’ la misurazione riferita alla condizione di vuoto assoluto. E’ più una misurazione teorica in quanto è molto difficile da raggiungere una pressione nulla e questo tipo di sensori che devono avere delle specifiche molto rigorose sono utilizzati per la misurazione del valori barometrici.
  • Misurazione della pressione relativa: si ottiene confrontando i valori ottenuti dalla misurazione con i valori della pressione atmosferica, per questo quindi viene definita relativa. Le applicazioni sono limitate alla misurazione della pressione dei pneumatici o a quella sanguigna visto che è un tipo di misurazione che essendo legata alla pressione atmosferica corrente, varia al variare dell’altitudine.
  • Misurazione della pressione differenziale: nella misurazione della pressione differenziale, vengono presi in considerazioni i dati di misurazione ottenute in due posizioni distinte. Si utilizza per la misurazione della pressione di fluidi o gas che scorrono in un impianto. In questo modo si può verificare che la pressione sia sempre omogenea e non ci siano malfunzionamenti legati ad intasamenti delle condotte o anomalie legate alla scarsa manutenzione dei filtri.

 

I sensori non sono comunque tutti uguali come è diverso il loro campo di applicazione. Per scegliere il trasduttore di pressione più adatto alle proprie esigenze è importante infatti chiedersi quale sia il suo impiego e soprattutto quali sollecitazioni o condizioni ambientali dovrà sopportare.

Sono innumerevoli le domande che bisogna farsi per capire il tipo di sensore ideale per le proprie necessità. L’utilizzo ne determina infatti la scelta dei materiali

Per impieghi al banco di prova si utilizzano di solito corpi in acciaio inossidabile. Nel caso di contatto con acqua marina o elementi corrosivi la scelta del materiale ricade sul titanio per evitare qualsiasi tipo di corrosione. Non ultima poi è la scelta del materiale di tenuta o guarnizione del liquido che utilizza il sensore.

Molti sensori per questo motivo dispongono di componenti addizionali per poter essere adattati alle linee produttive o di controllo.

Per esempio, esistono manicotti saldati e viti per sensori da temperatura o supporti per elettrodo di pH.

Uno dei maggiori produttori mondiali di sensori e trasduttori di pressione è Keller, azienda svizzera che propone diverse soluzioni basate sul principio piezoresistivo. Keller lavora da anni anche con le aziende italiane commercializzando i suo prodotti attraverso la branch italiana Keller Italy

La gamma di prodotti è una delle più ampie a disposizione offerte da un singolo produttore. L’azienda fabbrica prodotti che spaziano dai sensori di pressione piezoresistivi OEM su larga scala ai trasmettitori a compensazione digitale ad alta precisione fino a sofisticati manometri e calibratori digitali.

 

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