Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino Leggi fondamentali: perdite di carico Allo stesso modo nella misura della pressione di un fluido in un condotto la posizione del sensore può essere ovviamente determinante nel caso in cui tra il punto di cui si vuole conoscere la pressione ed il punto di misura ci sia una notevole distanza o una perdita di carico concentrata essendo infatti la pressione variabile secondo la legge: 10

Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino11 Leggi fondamentali: legge dei gas ideali Essendo la pressione una proprietà termodinamica, essa può essere soggetta a variazioni nel tempo o nello spazio qualora il sistema che desideriamo misurare subisca delle trasformazioni termodinamiche. Ad esempio in un sistema chiuso a pareti rigide e fisse la pressione può subire notevoli variazioni anche in seguito ad un aumento della temperatura, infatti essendo per la legge dei gas ideali: si avrà una variazione DP con la temperatura pari a:

Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino12 Come misurare? La pressione viene solitamente misurata in ambito industriale (e per pressioni medio-elevate) mediante elementi meccanici, generalmente un sistema di trasduzione trasduce la deformazione dell’elemento elastico in un segnale elettrico (R, C, V, …) ed infine attraverso un elemento di condizionamento (trasmettitore) il segnale in uscita viene amplificato e condizionato in un segnale standard (3..15 psi, 0…10V, mA, fieldbus) Elemento elastico Elemento di trasduzione Elemento di condizionamento

Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino13 Principi di misura della pressione manometri a quadrante ad elemento elastico trasduttore estensimetrico trasduttore potenziometrico trasduttore piezoresistivo trasduttore piezoelettrico trasduttore capacitivo trasduttore LVDT trasduttore a variazione di riluttanza trasduttore ad elemento risonante trasduttori ottici trasduttore a bilanciamento di forza elettrici trasduttori a bilanciamento di forza pneumatici manometri a liquido …

Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino14 Elementi meccanici elastici Gli elementi meccanici illustrati in figura trasducono la pressione di misura in una deformazione lineare o angolare di piccole, medie o ampie proporzioni In particolare gli elementi sensibili sono: diaframmi, capsule, soffietti, tubi bourdon (diritti, a C, ritorti, ad elica, a spirale)

Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino15 Elementi meccanici elastici

Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino16 Manometri a quadrante ad elemento elastico Nel caso di deformazioni di medie- grandi entità la deformazione può essere amplificata mediante un sistema di leveraggi meccanici ed in tal caso lo strumento di misura prende il nome di manometro meccanico a quadrante

Misure Meccaniche e Termiche - Università di Cassino17 Trasduttori estensimetrici Sono i più impiegati trasduttori di pressione associati a diaframmi e occasionalmente soffietti Le più diffuse tecnologie sono: - strain gauge incollati - strain gauge a film sottile - strain gauge a semiconduttori (vedi piezor.) Il principio di misura si basa sulla variazione di resistenza di uno o più estensimetri (generalmente collegati a ponte) I principali vantaggi sono: - basso costo - dimensioni ridotte - sufficientemente affidabilità I principali svantaggi sono connessi a: - l’elevata isteresi - richiedono compensazione della temperatura - bassa stabilità nel tempo I principali campi di utilizzo sono: - pressione relativa e differnziale