¿Qué son los sensores de presión?

Los sensores de presión han estado en demanda desde el advenimiento de la era del vapor. Miles de millones de estos sensores se utilizan a diario para controlar la presión de los fluidos en tuberías, motores, sistemas hidráulicos o en la naturaleza. También se utilizan sensores especializados para determinar la presión de sólidos o gases. Un sensor de presión típico tiene un tamaño de aproximadamente una pulgada cúbica, aunque algunos pueden ser cien veces más pequeños, por ejemplo, los que se usan en sistemas microelectromecánicos.

La mayoría de los sensores de presión modernos funcionan según un principio llamado piezorresistencia. La presión hace que un material conduzca electricidad a una cierta velocidad, lo que lleva a un nivel específico de flujo de carga asociado con un nivel específico de presión. Esta carga se alimenta a un cable que conduce a un panel de control y una pantalla para el análisis humano.

Los sensores de presión convencionales utilizan resistencias de película, galgas extensométricas, aleaciones metálicas o semiconductores policristalinos como medios resistivos. Estos materiales conducen más o menos electricidad en función de deformaciones geométricas en su estructura. Debido a que un aumento lineal en la presión no conduce a una magnitud lineal en la deformación, se deben utilizar técnicas de calibración para determinar la presión verdadera. Estos están incorporados en la gran mayoría de sistemas.

En sensores de presión más sensibles basados ​​en semiconductores monocristalinos, que se fabrican con tecnología de semiconductores convencional, pequeñas deformaciones pueden dar lugar a grandes cambios de resistencia. El cambio de resistencia no se basa en deformaciones geométricas en el material conductor, sino en deformaciones estructurales más pequeñas y delicadas.

Hay varios tipos diferentes de sensores de presión. Uno es un sensor de presión absoluta, que mide la presión absoluta utilizando un vacío como punto de referencia. Otro es un sensor manométrico, que mide la presión en referencia a la presión atmosférica ambiental. También hay sensores de presión diferencial, que miden la diferencia de presión entre dos contactos.

Por lo general, hay un medio intermedio entre el fluido que se mide y el sensor de presión en sí. A menudo se utiliza un diafragma metálico o una cámara de fluido sellada herméticamente. Especialmente cuando se mide la presión de materiales volátiles o corrosivos, como aceite caliente en un motor, se usa una capa intermedia para evitar daños en el delicado dispositivo sensor. Además de su uso casi omnipresente en equipos de proceso, los naturalistas también utilizan sensores de presión para determinar variables como la profundidad de un paquete de hielo o la densidad de una capa de roca.