Medição de Pressão

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Medição de Pressão
 Pressão
 Força por unidade de área
 Técnicas de medição
 Unidade de medida
 Sistema internacional Pascal (Pa = N/m²)
 atm
 bar
 kgf/cm²
 mmH20
 mmHg (tor)
 psi
 Conceitos Gerais
 Em um recipiente fechado a pressão é a 
 força média exercida pelos átomos e 
 moléculas nas paredes do mesmo
 Em um fluído a pressão em um dado 
 ponto é dependente da profundidade.
 Fluídos são meios contínuos e a pressão 
 aplicada sobre eles é transmitida a todos 
 os pontos até às paredes do vaso e produz 
 a mesma força em áreas iguais.
 Teorema de pascal
 A força mecânica desenvolvida em um 
 fluído sob pressão pode ser transmitida, 
 mutiplicada ou controlada. F1/A1 = F2/A2
 Fluido pode ser utilizado para transferir energia em um sistema hidráulico ou pneumático
 Sistemas hidráulicos líquido (geralmente óleo)
 Sistemas pneumáticos gás (geralmente ar)
 Para gerar uma pressão de fluido contínua 
 é utilizada uma máquina (bomba ou 
 compressor )
 tubulações utilizadas para transferir o 
 fluido pressurizado para o ponto de uso
 fluido pode exercer uma força contra um 
 pistão ou conjunto de pistões para 
 executar um trabalho mecânico
 Referência para a medição de 
 pressão
 Pressão atmosférica
 Ao nível do mar, em condições normais de 
 gravidade e temperatura 0ºC esta pressão 
 equivale a 1atm
 pressões medidas acima dessa referência 
 são chamadas pressão relativas (positivas) 
 ou manométricas (gauge pressures)
 pressões medidas abaixo dessa referência 
 são chamadas vácuo ou pressões 
 negativas
 Pressão absoluta
 pressão medida a partir do vácuo ou zero 
 absoluto
 zero de absoluto = ausência de pressão ou 
 total ausência de qualquer fluido 
 confinado
 Pabsoluta = Patmosferica local + P 
 manométrica(relativa)
 A pressão manométrica( ou relativa) é a 
 medição de pressão em relação à 
 atmosfera local.
 Pressão diferencial é a diferença de 
 magnitude entre duas pressões quaisquer
 Pressão absoluta = pressão diferencial em 
 relação ao vácuo
 Pressão manométrica = pressão 
 diferencial em relação à pressão 
 atmosférica local
 Pressão total = Pressão estática + 
 Pressão dinâmica
 Pressão estática
 É a força por unidade de área exercida 
 perpendicularmente à parede de uma 
 tubulação
 corresponde à pressão, isenta de 
 influências da velocidade
 Pressão dinâmica ou cinética
 Lei da Conservação de Energia
 A soma de energia em qualquer ponto em 
 fluxo de fluido passivo deve ser constante.
 É a pressão devida a velocidade de um 
 fluido em movimento, que ocorre no 
 sentido da corrente do fluido.
 Se não houver circulação a pressão será a mesma em todos os pontos
 Se houver circulação
 a pressão dever ser medida através de um 
 orifício de pressão, com eixo 
 perpendicular à corrente do fluido
 Lei da continuidade
 qualquer fluido que se move atrás de uma 
 tubulação obedece à Lei da Continuidade, 
 uma expressão da Lei de Conservação de 
 Massa
 ρ * A1 * v1 = ρ * A2 * v2
 um fluido é incompressível se sua 
 densidade não muda para pequenas 
 variações de pressão. Dessa forma, ρ é 
 constante. A1 * v1 = A2 * v2
 Mnemônicos ISA 5.1
 Elemento Primário PE
 Transmissor com indicação PIT
 Transmissor com registro PRT
 Controlador com indicação PIC
 Alarme baixo PAL
 Alarme alto PAH
 Chave de detecção de alto e baixo PSHL
 Elemento final de controle PV
 Dispositivos Mecânicos
 Medição direta Manômetros
 Tubo em U líquido: No início da 
 instrumentação, foi utilizado para medir 
 pressão, nível e vazão. Atualmente, sua 
 aplicação limita-se a locais e processos 
 cujos valores medidos não são cruciais no 
 resultado do processo.
 Coluna inclinada: possibilita a obtenção 
 de um deslocamento maior, mesmo em 
 medições muito baixas.
 Tanque ou coluna reta Fornece meio mais fácil de ler a pressão
 Elásticos de medição (
 deformação de sólidos)
 Monômetros
 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.
 Cápsulas de diafragma: uma cápsula 
 consiste em dois diafragmas metálicos 
 soldados.
 Fole: cilindro metálico, corrugado, ou 
 sanfonado
 Um elemento elástico sofre de 
 deslocamento no mesmo sentido da 
 pressão externa
 Tubo de Bourdon
 A pressão atuando no interior do Bourdon 
 produz um deformação que é 
 amplificada, mecanicamente, e 
 transformada em movimento angular de 
 um ponteiro associado a uma escala.
 Medição de altas pressões, proteção 
 contra sobre-faixa e possibilidade de 
 medir vácuo na faixa de 0-500 mmHg
 Medição de gases e vapores não 
 corrosivos e para medir baixa pressão e 
 micropressão
 Adequados para medição de pequenas 
 pressões. Uso restrito a bancadas.
 Aluno: Enzo Murakami
 Matrícula: 2017072685
 F = força em Newton (N)
 A = área em m²
 F = força em Newton (N)
 A = área em m²
 ρ = densidade do fluido (kg/m³)
 A = área em m²
 v = velocidade média do fluido (m/s)
 Sensores
 Mecânico Elástico com 
 transdutor de Pressão diferencial
 Utiliza um diafragma de pressão 
 diferencial e um LVDT
 Consiste em uma bobina primária e duas 
 bobinas secundárias (bs1 e bs2) ligadas 
 em oposição de fase e um núcleo de ferro-
 doce disposto simetricamente em relação 
 às bobinas. Quando o sistema está em 
 repouso, as tensões induzidas em bs1 e 
 bs2 são idênticasm sendo resultante V2 
 igual a zero. Quando há pressão aplicada, 
 ocorre o deslocamento do núcleo 
 provocando tensõesdiferentes em bs1 e 
 bs2 e, portanto, V2 será diferente de zero.
 Capacitivo
 Eliminam totalmente os sistemas de 
 alavancas na transferência da força/
 deslocamento entre o processo e o sensor.
 Uma diferença de pressão entre as 
 câmaras de alta e baixa pressão produz 
 uma força no diafragma isolador que é 
 transmitida pelo líquido de enchimento 
 ao diafragma sensor.
 Piezoelétricos
 Robustos e possuem resposta rápida para 
 uma larga faixa de medição de pressão
 Os elementos piezoelétricos são cristais 
 que acumulam cargas elétricas em certas 
 áreas da estrutura cristalina, quando 
 sofrem uma deformação física, por ação 
 de uma pressão. 
 Resposta linear com variação de pressão.
 Piezoresistivos Varia a resistência elétrica quando submetido a uma força.
 Extensômetros de resistência elétrica (
 strain gauges)
 Extensômetros de resistência elétrica 
 metálicos
 Pequenos elementos resistivos adesivos 
 que podem ser fixados em vigas ou barras 
 cilíndricas.
 Extensômetros de resistência elétrica 
 semicondutores
 Sinais muito pequenos (µV e mV) e 
 sensíveis a variação de temperatura.
 Utilizados: microfones, instrumentação 
 biomédica, sensores de vácuo, aplicações 
 automotivas, medição de nível.
 Resistor sensor de força
 Polímero que exibe uma diminuição da 
 resistência elétrica com o aumento da 
 força na superfície ativa do sensor.
 Não linear, precisão muito baixa.