Mecánica, presión, manómetro, calibración de presión, tipos de presión
La página sobre conocimientos de las medidas mecanicas le ofrece información sobre la medida mecánica de la presion. Obtenga respuestas a preguntas sobre manómetros, sensores, tipos y calibraciones.
Aquí encontrará respuestas a las siguientes preguntas:
- ¿En qué métodos de medición de presión se basan los manómetros?
- ¿Qué manómetros indirectos existen?
- ¿Qué sensores de presión hay disponibles?
- Resumen de los tipos de presión
- ¿Cómo se realiza la calibración de manómetros?
- ¿Posibilidades de calibración de presión?
- ¿Cómo funciona un manómetro de tubo Bourdon?
- ¿En que se basa el principio de un manómetro diferencial con membrana?
- ¿Qué tipos de referencia se distinguen para la calibración de la presión?
- ¿Cómo se realiza la calibración de las llaves dinamométricas y los transductores de par?
- ¿Cómo se realiza la calibración del ángulo de giro?
- ¿Cómo se realiza el calibrado de la fuerza?
¿En qué métodos de medición de presión se basan los manómetros?
Los métodos de medición de presión pueden distinguirse según los principios físicos subyacentes. Se distingue entre dispositivos de medición de presión directa e indirecta. Un manómetro directo se relaciona directamente con la definición de la magnitud física de la presión; entre ellos se encuentran, por ejemplo, los manómetros de pistón y los manómetros de líquido. Los manómetros indirectos utilizan efectos físicos secundarios y obtienen la presión a través de ellos, es decir, miden magnitudes, como las mecánicas o eléctricas, que están claramente relacionadas con la presión. Se trata, por ejemplo, de manómetros con elementos de medición elásticos (manómetros de tubo de Bourdon, manómetros de membrana, etc.) y sensores de presión.
¿Qué manómetros indirectos existen?
Básicamente, se distingue entre manómetros elásticos y electrónicos. Los manómetros con elementos de medición elásticos por muelle combinan una alta calidad metrológica, un funcionamiento sencillo, robustez y adaptabilidad con las ventajas de una producción industrial y rentable. Con los elementos de medición elásticos por resorte, no es necesario recurrir a complejas alimentaciones eléctricas o neumáticas. Los manómetros electrónicos o transductores de presión son una forma muy utilizada de elemento sensor de presión. Un sensor de presión es un elemento de medición que convierte la presión física medida en una magnitud eléctrica.
¿Qué sensores de presión hay disponibles?
Los métodos más utilizados para los sensores son los siguientes:
- Galgas extensométricas de película fina
- Sensor cerámico de película gruesa
- Elemento sensor piezoresistivo
- Elemento sensor piezoeléctrico
- Sensores capacitivos
Resumen de los tipos de presión
Las mediciones de presión, comparan la presión a medir con una presión de referencia. Se distinguen cuatro tipos de presiones, segun la relación de la presión medida con la presión de referencia
Presión absoluta (p abs)
- Presión medida por encima del cero absoluto
- Referencia: vacío ideal
- La presión de medición siempre es mayor que la presión de referencia
Presión relativa (p rel)
- Se compara la presión a medir con la presión atmosférica en el lugar de trabajo.
- Esto depende de varios parámetros (por ejemplo, la distancia al nivel del mar)
- Dependiendo de si la presión medida es superior o inferior a la atmosférica se puede hablar de sobrepresión positiva y negativa
sobrepresión positiva (manómetro)
- Presión medida por encima de la presión atmosférica en el momento y lugar de trabajo
- Referencia: Presión ambiental
- La presión de medición siempre es mayor que la presión de referencia
sobrepresión negativa (vacío)
- Presión medida por debajo de la presión atmosférica en el momento y lugar de trabajo
- Referencia: Presión ambiental
- La presión de medición es siempre inferior a la presión de referencia
Presión diferencial (Δ p)
- Se compara la presión a medir con cualquier otra presión de referencia.
- Presión de medición inferior o superior a la presión de referencia.
¿Cómo se realiza la calibración de los manómetros?
La calibración de los manómetros puede realizarse según diferentes procedimientos. El procedimiento que se lleve a cabo dependerá de la clase de precisión del instrumento de medida que se vaya a calibrar. Antes de realizar una serie de mediciones, se debe realizar una precarga para garantizar la estanqueidad de todo el sistema de tuberías. Aquí se aplica presión al valor final del rango de medición del dispositivo, después de un tiempo de retención de aproximadamente 30 segundos la presión puede ser liberada completamente de nuevo. Si la presión es inestable, hay que asegurar primero la estanqueidad del sistema de tuberías; si la presión es estable, se puede iniciar la calibración. Para ello, se abordan primero varios puntos de medición (distribuidos uniformemente en el campo de medición) de abajo a arriba (en dirección ascendente) y luego también de arriba a abajo (en dirección descendente). Los tiempos de mantenimiento, los puntos de medición y el número de precargas dependen de la secuencia de calibración seleccionada (A / B / C).
¿Posibilidades de calibración de presión?
Para la calibración de los instrumentos de medición de presión se utilizan preferentemente los siguientes sistemas de medición:
- Balanzas de presión (manómetros de pistón)
- Manómetro espiral de cuarzo
- Calibradores y controladores de presión
¿Cómo funciona un manómetro de tubo Bourdon?
Los manómetros de tubo Bourdon son uno de los dispositivos mecánicos de medición de presión más utilizados. El principio se basa en un muelle elástico (que también se denomina muelle de Bourdon) y un tubo doblado circularmente con sección transversal ovalada. Cuando se aplica presión al interior del tubo de Bourdon, la sección transversal cambia y se crea una tensión angular que aumenta el radio del muelle circular. Esta desviación es la medida de la presión. Para hacer visible el recorrido relativamente pequeño en el extremo de dicho muelle, se utiliza un mecanismo de puntero. Esto amplía la trayectoria y la convierte en un movimiento giratorio.
¿Cómo funciona el principio de un manómetro diferencial con membrana?
Un manómetro diferencial tiene dos cámaras de medición (más y menos) que están separadas por el diafragma. Los fuelles metálicos sellan las cámaras de presión de la atmósfera. La diferencia de presión entre las cámaras positiva y negativa del medio de medición provoca una desviación axial del elemento de medición (recorrido de medición). Esta trayectoria de medición se transfiere al movimiento a través de la varilla de empuje y convierte así la trayectoria de medición en un movimiento de la aguja.
Estos instrumentos de medición se utilizan principalmente para:
- Control de los sistemas de filtrado mediante la visualización de la pérdida de presión
- Indicador de nivel en contenedores abiertos y cerrados
- Medición del caudal de los fluidos (líquidos, gases y vapores)
¿Qué tipos de referencia se distinguen para la calibración de la presión?
En nuestro laboratorio de presión distinguimos la calibración según dos referencias: Balanzas de presión y controladores de presión.
Los reguladores de presión tienen una gran precisión, pueden automatizarse, regulan las presiones necesarias de forma independiente y, por tanto, son ideales para la calibración de sus patrones de trabajo.
Para sus patrones de referencia, utilizamos el método más complejo de calibración mediante balanzas de presión. Una balanza de presión utiliza la propiedad física de la presión. Aquí se genera la presión necesaria con la ayuda de un disco de masa y un sistema de cilindros de pistón. Con este método, de eficacia probada, se pueden alcanzar las precisiones necesarias para la calibración de los patrones de referencia.
¿Cómo se realiza la calibración de las llaves dinamométricas y los transductores de par?
Para la calibración de las llaves dinamométricas se utilizan principalmente estaciones de medición automáticas y manuales. En este caso, el transductor de par gira e introduce así los pares deseados en la herramienta de atornillado. La especificación normativa es que esto debe realizarse en tres etapas diferentes, dependiendo del equipo de prueba, y debe repetirse cinco veces en cada caso. La norma actualmente vigente DIN EN ISO6789:2017 define claramente las etapas de la prueba y cubre todo el rango de medición del equipo de prueba.
El procedimiento de calibración de los transductores de par se aparta de esto.
Los transductores de par se calibran continuamente, por ejemplo, para excluir las influencias debidas a la fluencia a corto plazo.
¿Cómo se realiza la calibración del ángulo de giro?
Al calibrar los ángulos de rotación, se distingue entre sistemas de medición directa e indirecta.
Los sistemas de medición directa miden el ángulo de giro mediante, por ejemplo, una escala de cristal. Estos sensores se instalan en el dispositivo de calibración tan libres de fuerzas y tensiones transversales como sea posible y las series de mediciones individuales se ejecutan paso a paso.
Los sistemas de medición indirecta suelen instalarse en las llaves dinamométricas en forma de giroscopio. Para la calibración, además del ángulo de giro, debe aplicarse y mantenerse un par de torsión durante la medición.
¿Cómo se realiza el calibrado de la fuerza?
La medición de la fuerza se realiza en una máquina de ensayos de materiales optimizada para la calibración, que tiene la rigidez necesaria y también la perpendicularidad. Las fuerzas de tracción y compresión pueden aplicarse y mantenerse por pasos mediante husillos ascendentes y descendentes. Esta calibración se caracteriza por una gran flexibilidad en la selección de los puntos de medición.