As características e os tipos de sensores

Características e tipos de manômetros

Muitos dos aparatos empregados para a medida de pressões utilizam a pressão atmosférica como nível de referência e medem a diferença entre a pressão real ou absoluta e a pressão atmosférica, chamando-se a este valor pressão manométrica; tais aparatos recebem o nome de manômetros e funcionam segundo os mesmos princípios em que se fundamentam os barômetros de mercúrio e os aneroides. A pressão manométrica se expressa bem seja acima ou abaixo da pressão atmosférica. Os manômetros que servem para medir pressões inferiores à atmosférica se chamam manômetros de vácuo ou vacuômetros.

Um tipo de manômetro já com séculos de existência é o de coluna líquida. Este manômetro contém um tubo, no qual se coloca uma dada quantidade de líquido, ar ou outro gás. Neste método a pressão a medir é aplicada a uma das aberturas do tubo, enquanto uma pressão de referência é aplicada à outra abertura (geralmente a pressão atmosférica). A diferença entre as pressões é proporcional à diferença do nível do líquido, em que a constante de proporcionalidade é a massa volúmica do fluido.

Os manômetros de coluna líquida podem ser em forma de 'U' ou ter uma única coluna. Para se forçar o líquido a percorrer uma maior distância utilizam-se colunas com inclinação (uma vez que a pressão obriga a subir, o que exige um maior deslocamento no caso de a coluna estar inclinada), sendo necessário conhecer o ângulo relativo à horizontal com precisão. Os manômetros de coluna líquida podem ser divididos em manômetros de dois ramos abertos e manômetros truncados.

Manômetro de dois ramos abertos

O manômetro mais sensível consiste em um tubo de vidro dobrado em U que contém um líquido apropriado (mercúrio, água, óleo, ...). Uma dos ramos do tubo está aberto à atmosfera; o outro está conetado com o depósito que contém o fluido cuja pressão se deseja medir (Figura 1). O fluido do recipiente penetra em parte do tubo em U, fazendo contato com a coluna líquida. Os fluidos alcançam uma configuração de equilíbrio da qual resulta fácil deduzir a pressão manométrica no depósito:

onde ρm e ρ são as densidades do líquido manométrico e do fluido contido no depósito, respectivamente. Se a densidade de tal fluido é muito inferior a do líquido manométrico, na maioria dos casos podemos desprezar o termo ρgd, e teremos

de modo que a pressão manométrica p-patm é proporcional à diferença de alturas que atinge o líquido manométrico nos dois ramos. Evidentemente, o manômetro será tanto mais sensível quanto menor seja a densidade do líquido manométrico utilizado.

Manômetro truncado

O chamado manômetro truncado (Figura 2) serve para medir pequenas pressões gasosas, desde vários torrs até 1 Torr. Não é mais que um barômetro de sifão com seus dois ramos curtos. Se o ramo aberto se comunica com um depósito cuja pressão supere a altura máxima da coluna barométrica, o líquido barométrico preenche o ramo fechado. No caso contrário, se forma um vácuo barométrico no ramo fechado e a pressão absoluta no depósito será dada por

Manômetro