Los sensores de presión son componentes ideales de los sectores industriales y proporcionan medidas precisas de la presión. Tanto si se trata de presión de líquidos como de sólidos, los operarios pueden reconocer fácilmente los cambios y predecir los fallos.
Dado que las aplicaciones varían, los sensores de presión también lo hacen. También tienen distintos componentes y mecanismos de funcionamiento.
Hoy hablaremos de uno de los principales tipos de sensores de presión: los sensores piezorresistivos. Destacaremos su mecanismo de funcionamiento y conoceremos sus principales ventajas.
Ciencia 101: ¿Qué es un sensor de presión piezoresistivo?
Un dispositivo sensor de presión piezoresistivo tiene un mecanismo único. En lugar de convertir la respuesta a través de las señales eléctricas, proporciona comunicación de resistencia para la traducción de las mediciones de presión.
La tensión mecánica del aceite o del líquido modifica la presión y se traduce en señales de resistencia.
Así es como puede entenderlo.
- El sensor de presión piezoresistivo tiene una fina membrana de silicio.
- Cuando se aplica presión, el diafragma se desvía ligeramente.
- Las piezorresistencias incrustadas en el diafragma experimentan tensión.
- La tensión modifica su resistencia eléctrica.
- Este cambio de resistencia se mide mediante un circuito de puente de Wheatstone, que lo convierte en una señal eléctrica proporcional a la presión.
Las principales ventajas de los sensores de presión piezorresistivos
Entre las ventajas de los transductores de presión piezoresistivos destaca la precisión de la linealidad. He aquí algunas ventajas completas.
Alta sensibilidad y precisión
Una de las características únicas de los dispositivos transductores de presión piezoresistivos es su alta sensibilidad a los cambios de presión. Incluso una ligera presión puede provocar un cambio y dar lecturas precisas.
Las ventajas de esta alta sensibilidad incluyen:
- Control fiable de rangos de presión muy bajos.
- Diagnósticos médicos precisos en aparatos como tensiómetros y respiradores.
- Control mejorado en aplicaciones de automoción como los sistemas de inyección de combustible.
Cobertura de un amplio rango de presiones
Los sensores de presión piezorresistivos son ideales para las variaciones de presión que van desde unos pocos pascales hasta miles de bares. Gracias a su amplio rango de presión, puede disfrutar de las siguientes ventajas.
- Adaptabilidad a aplicaciones de baja presión, como la medición del caudal de aire en sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, y a entornos de alta presión, como tuberías hidráulicas y de aceite.
- Una única tecnología que puede servir a múltiples industrias.
- Reducción de la necesidad de cambiar entre distintos tipos de sensores para aplicaciones variables.
Excelente linealidad
Los dispositivos sensores de presión piezoresistivos incorporan un diafragma de silicio que produce cambios mecánicos de presión como salida directa. Por lo tanto, las mediciones son precisas y mejores que otras herramientas.
- Procedimientos de calibración simplificados.
- Resultados coherentes y predecibles para los sistemas de control.
- Reducción de la compensación de la señal, lo que permite obtener lecturas más precisas.
Durabilidad y estabilidad a largo plazo
Quien adquiere las herramientas desea una gran durabilidad y estabilidad a largo plazo en el rendimiento. Solo la construcción de alta calidad con herramientas robustas puede lograrlo.
- Reducción de los costes de recalibrado y mantenimiento.
- Fiabilidad en entornos difíciles, como fluidos corrosivos, altas temperaturas o vibraciones.
- Larga vida útil, lo que los hace adecuados para aplicaciones críticas como oleoductos y gasoductos o sistemas de aviación.
Miniaturización y diseño compacto
La buena noticia de los sensores piezorresistivos es su diseño en miniatura, que hace todas las maravillas. Es posible gracias a la tecnología MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) que aumenta las aplicaciones y proporciona un excelente servicio.
Entre las ventajas de la miniaturización destacan:
- Fácil integración en dispositivos portátiles como smartphones, wearables y equipos médicos.
- Reducción de costes mediante un uso eficiente de los materiales.
- Sensores compactos que pueden integrarse en sistemas multisensor.
Compatibilidad con la electrónica digital
La integración es perfecta si tiene previsto instalar los dispositivos sensores de presión piezorresistivos en la electrónica digital. Los dispositivos digitales pueden realizar cambios y configurar los cambios de presión según sea necesario.
Los beneficios incluyen:
- Perfecta integración con microcontroladores, PLC y plataformas IoT.
- Procesamiento y almacenamiento de datos digitales más sencillos.
- Supervisión en tiempo real de sistemas inteligentes como la climatización o la automatización industrial
Tiempo de respuesta rápido
Los sensores de presión piezorresistivos no pierden el tiempo. Gracias a los mecanismos de detección de tensión mecánica, detectan los cambios en milisegundos y ofrecen salidas instantáneas.
Es beneficioso para:
- Seguridad crítica en sistemas como los airbags de los automóviles, donde los milisegundos importan.
- Ajustes precisos en tiempo real en procesos industriales.
- Supervisión fiable en entornos dinámicos de alta velocidad.
Relación coste-eficacia
Puede que piense que los dispositivos transductores de presión piezoresistivos son caros. Esto es falso porque tienen un diseño compacto y reducen los gastos de instalación. Los costes totales disminuyen.
Los beneficios incluyen:
- Reducción de los costes totales del sistema sin sacrificar el rendimiento.
- Accesibilidad para dispositivos de consumo como teléfonos inteligentes y electrodomésticos.
- Se utiliza ampliamente en las industrias debido a su asequibilidad y fiabilidad demostrada.
Versatilidad en entornos de aplicación
La mayoría de las condiciones industriales presentan un desafío directo de condiciones duras. Sólo una construcción robusta puede hacer que sobreviva en tales condiciones. Por otra parte, las aplicaciones de interior no presentan retos tan serios.
En función de los retos medioambientales, los sensores piezorresistivos son compatibles y ofrecen las siguientes ventajas.
- Idoneidad para entornos de alta temperatura, corrosivos o de vacío.
- Uso tanto en industrias robustas como en entornos de laboratorio delicados.
- Menos limitaciones al diseñar para condiciones de funcionamiento específicas.
Fácil integración con sistemas inalámbricos y de IoT
¿Gestionará sus dispositivos sensores de presión piezorresistivos con sistemas inalámbricos y de Internet? Eso es posible e incluso facilita y agiliza el control.
Los beneficios son:
- Mantenimiento predictivo en plantas industriales mediante el análisis de datos en tiempo real.
- Supervisión a distancia de plataformas petrolíferas, oleoductos o sistemas de distribución de agua.
- Dispositivos médicos portátiles que envían datos sanitarios en tiempo real a los profesionales sanitarios.
Aplicaciones reales que se benefician de estas ventajas
Un transductor de presión piezoresistivo tiene ventajas y ayuda a que las siguientes herramientas disfruten de una oportunidad impecable.
- La industria del automóvil tiene varias aplicaciones, como los sistemas de control de la presión de los neumáticos (TPMS), los sensores de presión del combustible del motor y el despliegue de los airbag.
- Los productos médicos, como tensiómetros, aparatos respiratorios y bombas de infusión, utilizan dispositivos transductores de presión piezoresistivos para medir la presión.
- Las herramientas industriales incluyen sistemas hidráulicos, controles neumáticos y monitorización de filtros. Todos ellos utilizan los sensores piezorresistivos.
- La electrónica de consumo también utiliza los sensores piezorresistivos. Por ejemplo, los smartphones con barómetros para el seguimiento de la altitud.
- La industria aeroespacial utiliza estos sensores para controlar la presión de la cabina y el depósito de combustible.
Conclusión
Los dispositivos transductores de presión piezoresistivos suelen ser un invento que proporciona una medición precisa y ofrece aplicaciones en la industria aeroespacial. Debido a su compatibilidad y rentabilidad, este tipo de interruptores está aumentando en los sectores industriales.
¿Desea obtener dispositivos transductores de presión piezorresistivos de alta calidad? Sensores piezorresistivos Sendo-sensor vienen en varios diseños y opciones. Explore una gama de herramientas con medidas precisas y precios asequibles. ¡Eche un vistazo a los productos ahora!