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1 Capitolo 10 - Misure di pressione L'unità di pressione nel S.I. che prende il nome di Pascal, cioè 1 Pa = 1 N / 1 m 2. Comunemente sono utilizzate altre unità di misura: il bar, che è una unità SI pari esattamente a 10 5 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 (kg p del sistema tecnico) al cm² o al m² l atmosfera tecnica pari a 1 kg p /cm², di poco inferiore all'atmosfera (1 atm= 1, at). 1

2 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. La differenza di livello tra le due superfici di liquido nei due bracci del tubo fornisce la differenza tra la pressione ΔP. Δh = (1/ρ g ) ΔP. 2

3 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. Manometro a tubo di Bourdon 3

4 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. 4

5 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. 5

6 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. 6

7 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. 7

8 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. 8

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