Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino18 Trasduttori potenziometrici I sensori potenziometrici sono generalmente utilizzati per ottenere un uscita elettrica da elementi elastici utilizzati nei manometri meccanici (capsule, soffietti o tubi bourdon). I principali vantaggi sono: - basso costo - uscita elettrica I principali limiti sono: - scarsa affidabilità - deriva di zero e span Le più diffuse tecnologie sono: - avvolgimento di filo metallico - deposito in film spesso Il principio di misura si basa sulla variazione della resistenza elettrica del circuito impegnato dal contatto strisciante I principali campi di utilizzo sono: - pressione relativa - mezzo liquido e gassoso - petrolifero
Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino19 Trasduttori piezoresistivi I sensori piezoresistivi sono principalmente utilizzati per. I principali vantaggi sono: - buona risposta in frequenza - elevata compensazione termica - basso costo - compattezza I principali limiti sono: - temperatura di impiego limitata - limitata resistenza alle sovratensioni Le più diffuse tecnologie sono: - cristallo in quarzo - ceramica piezoelettrica Il principio di misura si basa sull’effetto piezoresistivo di semiconduttori (normalmente silicio) sottoposto a sollecitazione meccanica. I principali campi di utilizzo sono: - pressione assoluta, differenziale e relativa - mezzo liquido e gassoso - industriale, biomedico
Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino20 Trasduttori piezoelettrici I sensori piezoelettrici sono principalmente utilizzati per misure di pressione dinamiche. I principali vantaggi sono: - ottima risposta in frequenza - discreta accuratezza I principali limiti sono: - elevato costo - elevata impedenza in uscita Le più diffuse tecnologie sono: - cristallo in quarzo - ceramica piezoelettrica Il principio di misura si basa sull’effetto piezoelettrico differenza di potenziale elettrostatico prodotta dal cristallo piezoelettrico sottoposto a sollecitazione meccanica. I principali campi di utilizzo sono: - mezzo liquido e gassoso - acustica - campo balistico - prove motori
Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino21 Trasduttori capacitivi Dopo i sensori estensimetrici, i sensori capacitivi sono probabilmente i sensori più diffusi in accoppiameneto a un diaframma. I principali vantaggi sono: - elevata sensibilità e precisione anche a basse pressioni - ridotta isteresi - buona risposta in frequenza - elevata linearità I principali limiti sono: - elevato costo - lieve dipendenza dalla temperatura e dalle proprietà dielettriche del fluido di misura Le più diffuse tecnologie sono: - singolo statore - doppio statore Il principio di misura si basa sulla variazione della capacità causata dalla deflessione di una delle due armature. I principali campi di utilizzo sono: - pressione assoluta, relativa e differenziale - mezzo liquido e gassoso - industriale, laboratorio, biomedico, aerospaziale
Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino22 Trasduttori ad elemento risonante I sensori ad elemento risonante stanno recentemente guadagnando un certo successo grazie all’evoluzione della microelettronica I principali vantaggi sono: - elevata risoluzione e precisione - ridotta isteresi - uscita in frequenza I principali limiti sono: - elevato costo - non linearità - sensibilità alla temperatura - sensibilità alle vibrazioni Le più diffuse tecnologie sono: - a filo risonante - a cilindro risonante - …(a cristallo di quarzo) Il principio di misura si basa sulla variazione della frequenza di risonanza della struttura vibrante a causa della variazione della densità con la pressione. I principali campi di utilizzo sono: - pressione assoluta - mezzo liquido e gassoso - industriale e laboratorio
Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino23 Trasduttori a bilanciamento di forza I sensori a bilanciamento di forza vengono generalmente impiegati in controllori di misura o strumenti da laboratorio I principali vantaggi sono: - elevata risoluzione, linearità e precisione - ridotta isteresi I principali limiti sono: - elevato costo - limitata risposta in frequenza Le più diffuse tecnologie sono: - a tubo bourdon in cristallo di quarzo - pneumatici Il principio di misura si basa sul bilanciamento della deformazione di un tubo elastico mediante l’opposizione di una forza (generalmente elettica I principali campi di utilizzo sono: - pressione assoluta, relativa e differenziale - mezzo gassoso - laboratorio
Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino24 Manometri a liquido I manometri a liquido vengono per lo più impiegati in laboratorio per misure assolute e differenziali di basse pressioni I principali vantaggi sono: - elevata linearità e precisione - ridotta isteresi I principali limiti sono: - uscita meccanica - complessità d’uso - limitata risposta in frequenza Le più diffuse tecnologie sono: - tubo inclinato - tubo dritto con lettura interferometrica Il principio di misura si basa sulla legge di Stevino. I principali campi di utilizzo sono: - pressione assoluta, relativa e differenziale - mezzo gassoso - laboratorio
Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino25 Caratteristiche metrologiche statiche Ripetibilità Linearità Isteresi Effetto della temperatura Deriva di zero e di span Nota: Queste caratteristiche sono generalmente espresse in FS dello strumento, solo talvolta in termini di V.L. Per tale motivo le misure possono talvolta diventare molto poco accurate per valori di misura inferiori al 10%F.S.