Aula 09 - Medição de Pressão

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Carmela Maria Polito Braga, DELT/EE-UFMG
Hugo César Coelho Michel, DELT/EE-UFMG
Aula 09
Medidores mecânicos, mecânicos elástico, célula 
capacitiva, piezoelétrico, piezoresistivo.
MEDIÇÃO DE PRESSÃO 
CONCEITOS BÁSICOS
• Pressão: força por unidade de área:
• Em um recipiente fechado a pressão é a força média exercida 
pelos átomos e moléculas nas paredes do mesmo.
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F - força (N);
A - área (m2);
P - pressão (N/m2 ou Pa).A
F
P 
Dois cilindros de áreas diferentes
conectados como vasos
comunicantes
Em um fluido a pressão em um dado ponto é 
dependente da profundidade. Assim, os dois vasos 
ao lado apresentam o mesmo nível.
Isso é porque os fluidos são meios contínuos e a 
pressão aplicada sobre eles é transmitida a todos 
os pontos até às paredes do vaso, 
independentemente da sua forma.
2
1
1
2 A
A
F
F 
F1 F2
A1
A2
x1
x2
CONCEITOS BÁSICOS
• No exemplo anterior, dos cilindros conectados como vasos 
comunicantes, o volume de fluido movido pelo pistão 1 é o 
mesmo movido pelo pistão 2, apesar de F2 > F1.
• Assim sendo, o deslocamento do pistão 2 (x2) será menor que o 
do pistão 1 (x1).
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Pa atm bar Torr psi kgf/cm2 mmH2O
1 Pa 1 9,87x10-6 10-5 7,5x10-3 1,45x10-4 1,09x10-5 0,10197
1 atm 1,03x105 1 1,013 760 14,696 1,0332 10332
1 bar 105 0,987 1 750 14,503 1,0197 10197
1 Torr (mmHg) 133,32 1,32x10-3 1,33x10-3 1 1,93x10-2 1,36x10-3 13,595
1 psi 6894,76 6,80x10-2 0,06894 51,714 1 0,0703 703,07
1 kgf/cm2 98066 0,96784 0,098067 735,56 14,223 1 10000
1 mmH2O 9,8066 9,68x10
-5 9,81x10-5 0,07356 1,42x10-3 0,0001 1
Unidades de pressãoUnidade no SI
 m
 N
pascalPa
2

CONCEITOS BÁSICOS
• Há duas referências para a medição de pressão:
• Pressão atmosférica: é a pressão exercida pela atmosfera 
(camada gasosa que envolve o globo terrestre, com espessura de 
cerca de 50km, cuja parte inferior se encontra na superfície da terra, 
exercendo uma pressão correspondente ao peso total desta camada 
gasosa).
• Ao nível do mar, em condições normais de gravidade 
(g=9,80665m/s2) e temperatura de 0oC esta pressão equivale a 1 
atm = 14,69 psia = 1.033kgf/cm2 (abs) = 760 mmHg (abs). Esta 
referência varia com o local.
• Quando se utiliza a pressão atmosférica como referência, as pressões 
medidas acima dessa referência são chamadas pressões relativas 
(positivas) ou manométricas (gauge pressures). 
• As pressões abaixo desta referência são chamadas de vácuo ou 
pressões negativas. O vácuo é simplesmente uma redução da pressão 
atmosférica.
• Pressão absoluta: é a pressão medida a partir do vácuo ou zero 
absoluto. 
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CONCEITOS BÁSICOS
• O zero absoluto representa a total ausência de pressão ou total 
ausência de qualquer fluido confinado.
• A unidade pode receber uma letra para indicar que a medição é 
absoluta (exemplo: psia).
• Pressão manométrica (ou relativa): é a pressão diferencial em que 
um dos pontos está aberto para a atmosfera. Portanto é a 
medição de pressão em relação à atmosfera local. 
• A maioria dos instrumentos industriais mede a pressão manométrica.
• A unidade pode receber uma letra para indicar que a medição é 
manométrica (exemplo: psig).
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)(relativa amanométriclocal aatmosfericabsoluta PPP 
CONCEITOS BÁSICOS
• Pressão diferencial: é a diferença de magnitude entre 
duas pressões quaisquer.
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Vácuo
• A pressão absoluta pode 
ser considerada uma 
pressão diferencial em 
relação ao vácuo absoluto.
• A pressão manométrica 
pode ser considerada uma 
pressão diferencial em 
relação à pressão 
atmosférica local.
CONCEITOS BÁSICOS
• Pressão estática: força por unidade de área exercida 
perpendicularmente à parede de uma tubulação por um fluido 
que escoa na direção paralela à sua parede. 
• Corresponde à pressão, isenta de influências da velocidade, se nas 
mesmas condições o fluido estivesse em repouso, já que não há 
vetores de velocidade perpendiculares à parede.
• É a sobrepressão ou depressão relativa criada pela atuação de um 
equipamento (ventilador, exaustor, bomba ou compressor) ou pela 
altura da coluna de um líquido.
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Se houver circulação a pressão deve ser medida, 
através de um orifício de pressão, com eixo
perpendicular à corrente do fluido, de modo que a 
medição não seja influenciada pela componente
dinâmica da circulação.
h
Se não houver circulação do fluído, a 
pressão será a mesma em todos os
pontos da tubulação.
CONCEITOS BÁSICOS
• Pressão dinâmica ou cinética: é a pressão devida a velocidade 
de um fluido em movimento, que ocorre no sentido da corrente 
do fluido. 
• Bernoulli propôs a seguinte relação para o escoamento de um 
fluido incompressível em uma tubulação: 
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P1
P2
A1 A2
v1
v2
h1 h2
P1,2 – pressões (Pa);
A1,2 – área da seção transversal da tubulação (m
2);
v1,2 – velocidade do fluido (m/s);
h1,2 – altura da tubulação (piezométrica)
g – aceleração da gravidade (m2/s)
 - densidade do fluido (kgf/m3)
2
2
2
1
2
1
22
h
g
v
g
P
h
g
v
g
P 21 

vQvAvA  2211
Equação da continuidade: Para 
líquidos incompressíveis que fluem 
em uma tubulação completamente 
preenchida
CONCEITOS BÁSICOS
• Para os dois pontos em uma mesma altura, tem-se que:
ou
• P1 e P2 são as pressões dinâmicas/cinéticas do fluido em pontos 
de tomadas diferentes (1 e 2). Caso não haja diferença de 
pressões a pressão dinâmica de um fluido é dada simplesmente 
por:
• Pressão total: é a soma das pressões estática e dinâmica. 
• O Tubo de Pitot é um instrumento que mede as pressões estática, dinâmica e 
total
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ΔP - pressão 
diferencial (Pa);
 
2
 
2
2
1
2
2
2
1
2
2
21
vv
P
vv
PP



 
2
 e 
2
 
2
2
1
2
2
2
1
2
1
2
2
21
v
P
v
P
vv
PP  


2
2
v
P



CONCEITOS BÁSICOS
• Pressão da coluna de líquido: é a pressão em um 
determinado ponto no interior de um recipiente, acima 
do qual existe uma altura h de líquido com massa 
específica .
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h

𝑃 = 𝜌𝑔ℎ
P – pressão (Pa);
h – altura da coluna de fluido (m);
 – massa específica do fluido (kgf/m3);
g – aceleração da gravidade (m2/s).
O produto g é também denominado 
peso específico, .
CONCEITOS BÁSICOS
• Teorema de Stevin: relaciona as pressões estáticas exercidas por 
um fluido em repouso com a altura da coluna do mesmo em um 
determinado reservatório. 
• “A diferença de pressão entre dois pontos de um fluido em repouso é 
igual ao produto do peso específico do fluido pela diferença de cota 
entre os dois pontos”.
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P – pressão (Pa);
h – altura (m);
 – peso específico do fluido(N/m3). 
)(
1212
hhPPP  
CONCEITOS BÁSICOS
• Teorema de Pascal: a pressão exercida em qualquer 
ponto de um fluido incompressível em forma estática 
se transmite integralmente em todas as direções e 
produz a mesma força em áreas iguais.
• Este princípio é a base da hidráulica que utiliza fluidos 
incompressíveis. Assim a força mecânica desenvolvida 
em um fluido pode ser transmitida, multiplicada ou 
controlada.
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2
2
1
1
A
F
A
F

2211 xAxA 
F1 F2
A1
A2
x1
x2
MEDIDORES MECÂNICOS DE PRESSÃO
• Os elementos/dispositivos mecânicos para medição de pressão se 
dividem em dois grupos básicos:• Elementos mecânicos de medição direta
• Ex.: Manômetro de tubo em U com líquido
• Elementos mecânicos Elásticos de medição (deformação de sólidos).
• Ex.: Manômetro de fole ou tubo de Bourdon.
• Estes dispositivos para medição de pressão manométrica são
denominados, genericamente, manômetros.
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MEDIDORES MECÂNICOS DE 
PRESSÃO
• Os manômetros de líquido foram largamente utilizados na medição de 
pressão, nível e vazão nos primórdios da instrumentação.
• Atualmente, a aplicação destes instrumentos, na área industrial, limita-se 
a locais ou processos cujos valores medidos não são cruciais no resultado 
do processo ou em locais onde não é possível a instalação de outro tipo 
de instrumento.
• Todavia, em laboratórios de calibração os manômetros encontram sua 
grande utilização, pois podem ser tratados como padrões.
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Manômetro de pressão
arterial de parede com 
coluna de mercúrioManômetro inclinado.Manômetro em tubo U.
• Manômetro em tubo tipo U: o mais simples e mais barato dos 
instrumentos de medição direta de baixas pressões, sendo sua 
faixa de medição geralmente de 0 a 2000 mmH20/mmHg.
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P1 P2 P1 P2 P1 P2

21 PPh


 é o peso específico
do líquido utilizado
MANÔMETROS DE COLUNA LÍQUIDA
MANÔMETROS DE COLUNA LÍQUIDA
• Manômetro tipo tanque ou coluna reta vertical: manômetro de 
tubo em U com diâmetros diferentes:
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
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1
21
PP
A
A
h










Deslocamento do zero
Este deslocamento normalmente
já é compensado na escala. 
Quando A1>>A2, a leitura de 
pressão é a própria coluna dágua.
(Leitura direta da altura.)
h
A
1
A
2
Superfície do líquido 
quando P1 = P2
MANÔMETROS DE COLUNA LÍQUIDA
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h2
h1
hA1
A2

 21
PP
senL


Manômetro de coluna inclinada: possibilita a obtenção de um 
deslocamento maior, mesmo na medição de pressões muito
pequenas.
MANÔMETROS DE COLUNA LÍQUIDA
• Pode-se enumerar as principais vantagens e 
desvantagens dos manômetro de coluna inclinada:
• Vantagens:
• são equipamentos de simplicidade considerável;
• possuem grande precisão e sensibilidade;
• possuem custo moderado e
• são adequados para medições de pequenas pressões.
• Desvantagens:
• uso restrito a bancadas;
• necessitam de nivelamento para o uso adequado;
• não possuem proteção de sobre-faixa;
• para medições de pressões elevadas são grandes e 
desajeitados
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MANÔMETROS MECÂNICOS ELÁSTICOS
• São dispositivos construídos com elementos que se 
deformam em função da pressão exercida sobre eles 
pelo fluido em medição. Podem ser:
• Diafragma
• Fole
• Tubo de Bourdon
• Elemento C
• Elemento Espiral
• Elemento Helicoidal
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MANÔMETROS MECÂNICOS ELÁSTICOS
• Diafragma: membranas elásticas sofrem deformação pela 
ação da diferença de pressão entre dois pontos quaisquer ou 
entre a pressão a ser medida e a pressão atmosférica local
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Diafragma
Elástico
Escala
Ponteiro
Mola
P
MANÔMETROS MECÂNICOS ELÁSTICOS
• Cápsulas de diafragma: uma cápsula consiste em dois diafragmas 
metálicos soldados. Todavia, duas ou mais cápsulas podem ser 
unidas de maneira que a deflexão total seja igual o somatória das 
deflexões individuais de cada cápsula.
• A sensibilidade aumenta mas a linearidade reduz.
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http://www.zurichpt.com.br
• Manômetros de cápsula diafragma são apropriados 
para medição de gases e vapores não corrosivos e 
para medir baixa pressão e micropressão.
• Geralmente, as cápsulas são produzidas de bronze 
fosforoso, cobre-berílio, aço inoxidável ou monel.
MANÔMETROS MECÂNICOS ELÁSTICOS
• Fole: é, basicamente, um cilindro metálico, corrugado ou
sanfonado, i.e., um elemento elástico que sofre deslocamento no 
mesmo sentido da pressão externa.
• O movimento resultante deste deslocamento, como no diafragma, pode ser 
associado a um dispositivo transdutor do deslocamento do fole.
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Fole
Pressão
Mola
Setor - Pinhão
Link
Ponteiro
Escala
Fole
P
MANÔMETROS MECÂNICOS ELÁSTICOS
• Tubos de Bourdon
• A configuração mais comum é o tubo de Bourdon em C.
• A extremidade inferior é presa a um quadrante pivotado
(conectada ao processo onde se quer medir a pressão) e a 
outra conectada a um sistema dentado (dentes de uma 
engrenagem) que movimenta o ponteiro.
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A pressão atuando no 
interior do Bourdon
produz uma 
deformação que é 
amplificada, 
mecanicamente, e 
transformada em 
movimento angular de 
um ponteiro associado 
a uma escala.
Tubo de bourdon é oco!
MANÔMETROS MECÂNICOS ELÁSTICOS
• Tubos de Bourdon C: princípio construtivo.
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3/15/1
05,0 














B
A
t
R
E
Pa
a
t
A
B
R
a
a
MANÔMETROS MECÂNICOS ELÁSTICOS
• Existem três diferentes tipos de tubo de Bourdon:
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Eugène Bourdon
(1808-1884)
P
P
P
MANÔMETROS MECÂNICOS ELÁSTICOS
• Pode-se dizer que os tubos de Bourdon com seção Helicoidal e 
Espiral são modificações da primeira patente do feita pelo 
engenheiro francês Eugène Bourdon.
• De maneira didática, é fácil visualizar que o tubo de Bourdon
Helicoidal consiste em diversos tubos de Bourdon C em diferentes 
planos verticais e o tubo de Bourdon em Espiral diferentes planos 
horizontais.
• O resultado das modificações é a produção de um movimento maior 
da extremidade livre do elemento e uma consequente amplificação 
mecânica.
• Vantagens dos Tubos Helicoidal e Espiral:
• Medição de altíssimas pressões, cerca de 6000 kg/cm2.
• Proteção sobre-faixa elevada, de até 1000% do FE.
• Possibilidade de medir vácuo na faixa de 0-500 mmHg.
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A primeira patente do 
tudo de Bourdon C.
MANÔMETROS MECÂNICOS ELÁSTICOS
• Manômetros com Selagem Líquida: Em processos industriais que 
manipulam fluidos corrosivos, viscosos, tóxicos, sujeitos à alta 
temperatura e/ou radioativos, a medição de pressão com 
manômetro tipo elástico exige um procedimento de selagem 
líquida para impedir o contato do fluido com o elemento de 
medição. O Bourdon não é adequado para essa aplicação, uma 
vez que pode haver:
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Manômetro com selo diafragma
• deformação proveniente 
da temperatura;
• dificuldade de escoamento 
de fluidos viscosos;
• ataque químico de fluidos 
corrosivos.
MANÔMETROS MECÂNICOS ELÁSTICOS
• A Selagem Líquida consiste na utilização de um fluido 
inerte, geralmente glicerina (por ser inerte a quase
todos os fluidos), em contado com o tudo de Bourdon, 
de maneira que este não se misture com o fluido do 
processo.
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Transdutor de Pressão Diferencial
MANÔMETROS MECÂNICOS ELÁSTICOS
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• Transdutor de Pressão Diferencial utilizando um diafragma de 
pressão diferencial e um LVDT.
• Consiste em uma bobina primária, duas bobinas secundárias (bs1 e bs2) ligadas 
em oposição de fase e um núcleo de ferro-docedisposto simetricamente com 
relação às bobinas. 
• Quando o sistema está em repouso, as tensões induzidas em bs1 e bs2 são 
idênticas, sendo a resultante V2 igual a zero. 
• Quando há pressão aplicada, ocorre o deslocamento do núcleo, provocando 
tensões diferentes em bs1 e bs2 e, logo, V2 será diferente de zero. 
SENSORES DE PRESSÃO 
CAPACITIVOS
• Os sensores capacitivos eliminam
totalmente os sistemas de alavancas na
transferência da força, e deslocamento, 
entre o processo e o sensor.
• Este sensor mede a partir da deformação
efetuada pela pressão do processo que se 
deseja medir em uma das placas do 
elemento capacitivo (diafragma - eletrodo 
móvel do capacitor). Tal deformação
altera o valor da capacitância total que é
medida por um circuito eletrônico. O 
eletrodo fixo, geralmente, se constitui de 
um metal sobre um substrato cerâmico ou 
vidro.
• Os sensores de pressão capacitivos são 
utilizados em uma faixa extensa de pressão, 
de 3 a 107 Pa.
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SENSORES DE PRESSÃO CAPACITIVOS
• Transdutor de pressão diferencial capacitivo utilizando um 
diafragma de pressão diferencial, diafragma de isolação e um 
capacitor de placa móvel.
• O sensor é formado pelos seguintes componentes :
• Armaduras fixas metalizadas sobre um isolante de vidro fundido
• Dielétrico formado pelo óleo de enchimento (silicone ou fluorube)
• Armadura móvel (Diafragma sensor)
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SENSORES DE PRESSÃO CAPACITIVOS
• Funcionamento da célula capacitiva...
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1
2
SENSORES DE PRESSÃO CAPACITIVOS
• Transdutor de pressão diferencial Capacitivo
39
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Uma diferença de pressão entre as câmaras de alta
(High) e de baixa (Low) produz uma força no diafragma
isolador que é transmitida pelo líquido de enchimento.
Sinal de saida : 4-20 mAdc a dois
fios com comunicação digital 
sobreposta(protocolo HART). 
Alimentação: 12 a 45 Vdc.
Câmara de 
pressão
Diafragma isolador
SENSORES DE PRESSÃO PIEZOELÉTRICOS
• Os sensores de pressão piezoelétricos são robustos e possuem 
resposta rápida para uma larga faixa de medição de pressão.
• Os elementos piezelétricos são cristais, como o quartzo e titanato de 
bário, que acumulam cargas elétricas em certas áreas da estrutura
cristalina, quando sofrem uma deformação física por ação de uma
pressão. Sua resposta é linear com a variação de pressão.
• A carga devida à alteração da forma é gerada sem energia auxiliar, 
uma vez que o quartzo é um elemento transmissor ativo. Esta carga é
conectada à entrada de um amplificador, sendo indicada ou
convertida em um sinal de saída, para tratamento posterior.
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Cápsula de Impacto
Pino pré-
carregado
Amplificador
Envoltória
Cristal de 
Quartzo
Eletrodo 
coletor de 
carga
Perfuração de 
Montagem
Força
SENSORES DE PRESSÃO PIEZOELÉTRICOS
• Vantagens:
• São muito robustos e menores em relação aos demais medidores de 
pressão;
• São os medidores de pressão mais rápidos do mercado, ainda que 
lineares. Por esse motivo, são muito recomendados para 
caracterizações dinâmicas de pressões. Podem chegar a operar em 
bandas de até 1MHz de variação de pressão.
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http://www.pcb.com/
• Desvantagens:
• Sensíveis a variações de temperatura;
• Pode apresentar derivas, próximo ao 
ponto de zero pressão;
• Não recomendados para locais com 
fortes vibrações e choques mecânicos, 
pois podem variar a impedância de 
saída do transdutor.
• Devido à elevada impedância de saída, 
o condicionamento de sinal necessita de 
amplificador de carga, além da unidade 
de tratamento e transmissão.
SENSORES DE PRESSÃO PIEZORESISTIVOS
• Os sensores de pressão piezoresistivos têm a propriedade de variar 
a resistência elétrica quando submetidos a uma força e 
consequente deformação.
• Os extensômetros de resistência elétrica (strain gauges) são elementos sensores 
piezoresistivos muito utilizados para medir pressão e se encontram, geralmente, 
associados a um diafragma de área determinada.
• Outro tipo de elemento sensor piezoresistivo muito utilizado para medir pressão 
é conhecido como resistor sensor de força (FSR – force sensitive resistor).
• Apesar do nome força, ele é dependente da área de aplicação da força, 
logo, é muito útil na medição de pressão
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Sensor piezoresistivo
integrado em sílicio
Sensor 
piezoresistivo de 
estado sólido para
autoclaves 
hospitalares
Sensor piezoresistivo 0 
– 50 kPa -> 0 50 mV
Motorola MPX2050DP
ALGUNS CONCEITOS DE RESISTÊNCIA DOS 
MATERIAIS
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Lo
Lo + Lo
P 
Força de tração
Área sem 
carga So
Área 
S =So + So
Tipos de fratura por 
tração
(a) Frágil (quebradiço)
(b) Dúctil (deformável)
(c) Completamente dúctil
Ductilidade representa o grau 
de deformação que um material 
suporta até o momento de sua 
fratura. 
Materiais que suportam pouca ou 
nenhuma deformação no ensaio 
de tração são considerados 
materiais frágeis.
Uma peça submetida a uma força de tração ou compressão 
deforma-se variando Comprimento, [Lo] e Área, [So].
|F|
x
F=kx
Lei de Hooke
Amostra usada em testes de 
deformação (ductibilidade).
Tensão Normal 
(Tração-Compressão):
Deformação (Strain):
][
][
][
2mS
NP
Pa 
0
0
L
L

STRAIN GAUGE OU EXTENSÔMETRO DE 
RESISTÊNCIA METÁLICO
• Resistência Elétrica:
44
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R ->Resistência
 -> Resistividade
Comprimento
L
Área
A
Resistência é 
insensível às 
forças laterais 
de tração e 
compressão.
Resistência 
aumenta com 
a tração
Resistência 
diminui com a 
compressão
A
L
R 
Tração: 
comprimento aumenta
resistência aumenta
Compressão: 
Comprimento diminui, 
Resistência diminui.
Serpentina maximiza o 
comprimento num 
espaço menor
SENSORES DE PRESSÃO PIEZORESISTIVOS
• Existem dois tipos de sensores de pressão piezoresistivos que 
utilizam extensômetros de resistência elétrica.
• Extensômetros de resistência elétrica metálicos (strain gauge): 
pequenos elementos resistivos adesivos que podem ser fixados em 
vigas, barras cilíndricas, etc.
45
Profs. Carmela Maria Polito Braga e Hugo César Coelho Michel - DELT/EE-UFMG
GF varia em torno de 2
APLICAÇÃO DE STRAIN GAUGE NA
CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS
• Determinação de curva de Tensão [] x Deformação []:
46
Profs. Carmela Maria Polito Braga e Hugo César Coelho Michel - DELT/EE-UFMG
Strain-gauge
Strain-gauge
Construção de uma 
célula de carga
Máquina para teste de materiais
Alongamento 
plástico 
uniforme
Gargalo 
("Necking") 
Deformação (Strain)
D
E
A
B
C
Região 
Elástica
Tensão 
(Stress)
A. Limite deformação elástica: S = E
B. Limite deformação Plástica
C. Deformação plástica de teste
D. Tensão máxima de deformação
E. Tensão de Ruptura
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Testing Systems
CÉLULAS DE CARGA COM STRAIN-GAUGE
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Profs. Carmela Maria Polito Braga e Hugo César Coelho Michel - DELT/EE-UFMG
R+r
R+r
R-r
R-r
Fio mais grosso 
e mais curto
Fio mais fino e 
mais comprido
Célula de carga é um transdutor que 
converte força em sinal elétrico.
Sensor Cavity
Stress
Relief
mount
Cristal
Alternate inlet
Measure for absolute
or diffential pressure
Single port
(backward gauge)
SENSORES DE PRESSÃO PIEZORESISTIVOS
SEMICONDUTORES (MEMS)
• Extensômetros (strain gauge) de resistência elétrica 
semicondutores: construídos diretamente em uma pastilha de 
silício, contendo um diafragma associado com os extensômetros.
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• A tecnologia utilizada é a mesma dos 
circuitos integrados (CI’s).
• Desta forma, é possível construir 
sensores menores e mais uniformes 
com características muito bem 
definidas e repetitivas.
• O dispositivo ao lado apresenta um 
sensor de pressão piezoresistivo, sendo 
um tipo de sistema conhecido como 
MEMS (Micro Electro Mechanical
Systems - dispositivos sensores 
fabricados diretamente em pastilhas 
semicondutoras).
• Sinais muito pequenos (V e mV) e 
sensíveis a variação de temperatura.
SENSORES DE PRESSÃO PIEZORESISTIVOS
SEMICONDUTORES
• Sensores adquiridos para o Laboratório de Instrumentação 
Industrial do DELT/EE-UFMG: MPX2050DP, Motorola/Freescale, 
entrada 0 a 50 kPa e saída em tensão 0 a 50 mV (transdutor).
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SENSORES DE PRESSÃO PIEZORESISTIVOS
SEMICONDUTORES
• Os sensores de pressão piezoresistivo semicondutores são 
tipicamente aplicados em:
• microfones;
• instrumentação biomédica (pressão sanguínea);
• sensores de vácuo; 
• aplicações automotivas (potência e aceleração).
• medição de nível.
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v
VO
V1 V2
GND
Vcc
R + ΔR
R + ΔR
R – ΔR
R – ΔR
R4 R2
R1
R3
Tensão 
Mecânica
Substrato de 
Silício
Membrana 
diafragma
Strain
Gauge
Sensor de nível
piezoresistivo
(converte a pressão
aplicada pela
coluna de fluido em
sinal elétrico)
SENSORES DE PRESSÃO PIEZORESISTIVOS
SEMICONDUTORES
• O FSR (Force sensitive resistor ou Resistor sensor de força) consiste 
em um polímero que exibe uma diminuição da resistência elétrica 
com o aumento da força na superfície ativa do sensor (é um 
MEMS).
• Quando uma força externa é aplica ao sensor, o elemento resistor é 
deformado contra o substrato. O ar é expelido e o material condutivo 
entra em contato com a área ativa. Quanto maior a área ativa (maior 
pressão) menor será a resistência do FSR (P=F/A).
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SUBSTRATO FLEXÍVEL COM 
MATERIAL SEMICONDUTOR
ÁREA ATIVA
SUBSTRATO 
ESPAÇADOR COM 
VENTILAÇÃO
(AR)
ÁREA ATIVA
SUBSTRATO FLEXÍVEL
SUBSTRATO FLEXÍVEL COM 
ELETRODOS IMPRESSOS
CONEXÃ0 
FLEXÍVEL
SENSORES DE PRESSÃO PIEZORESISTIVOS
SEMICONDUTORES
• O FSR é não linear, de precisão muito 
baixa.
• Chegam a apresentar erros de 25%. 
• Todavia, sua aplicação se torna 
interessante quando se utilizam vários FSRs
de menor área espalhados.
• Tem baixo custo e é fácil de usar.
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http://www.ladyada.net/learn/sensors/fsr.html
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MEDIÇÃO DE PRESSÃO: GENERALIZAÇÃO
5
30
100
500
1000
4000
104
105
106
1
1
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
10-8
m
m
H
g
Vácuo Absoluto
0,06
0,3
1
2
6
30
60
250
6x102
6x103
6x104
k
g
f/
c
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2
 
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Pressão 
Atmosférica
BIBLIOGRAFIA
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• http://www.ladyada.net/learn/sensors/fsr.html
• http://metrolog.net/transdutores/pressure/m50.php?lang=ptbr
• http://catalogohospitalar.com.br/transmissor-de-pressao-txp.html
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