A medição precisa de pressão é um requisito essencial para a confiabilidade de processos industriais, laboratórios de metrologia e sistemas de automação. No entanto, diversos fatores externos podem afetar a exatidão das leituras de instrumentos de pressão, sendo a temperatura ambiente ou de processo um dos mais significativos. Neste artigo, exploramos como a temperatura na medição de pressão afeta sensores industriais, os tipos de sensores mais comuns e como o processo de compensação de temperatura é aplicado para garantir resultados consistentes, com foco nos transmissores e indicadores da linha Sensycal, como RP1000, RP2000, DPI100 e DPI110.
Por que a temperatura afeta a medição de pressão?
Sensores de pressão baseiam-se em fenômenos físicos que são, em maior ou menor grau, sensíveis à temperatura. As alterações térmicas afetam:
- A resposta elétrica do elemento sensor;
- As propriedades dos materiais internos (como diafragmas, fluidos de enchimento e semicondutores);
- O desempenho dos componentes eletrônicos do circuito de condicionamento do sinal.
Como resultado, a medição de pressão pode ser superestimada ou subestimada, levando a erros significativos em aplicações que exigem alta exatidão, como calibração e na instrumentação de processos de alta precisão.
Tipos de sensores de pressão e seus efeitos térmicos
Cada tipo de sensor de pressão reage de forma diferente às variações de temperatura, seja por conta dos materiais utilizados, da arquitetura interna ou do princípio de funcionamento.
Por isso, compreender essas diferenças é essencial para escolher o sensor mais adequado a cada aplicação e prever a necessidade de compensação térmica.
A seguir detalhamos as características dos principais tipos e seus respectivos comportamentos térmicos.
Sensores piezoresistivos
Baseiam-se na variação da resistência de um material sob deformação. São amplamente utilizados devido ao bom custo-benefício e alta sensibilidade. No entanto, são influenciados pela temperatura, exigindo compensação ativa.
Sensores capacitivos
Medem a variação da capacitância entre placas sob a ação de pressão. Apresentam boa estabilidade térmica e são menos sensíveis à temperatura ambiente, mas ainda requerem ajustes para aplicações críticas. Além disso, são mais suscetíveis à erros na leitura devido à vibração.
Sensores ressonantes
Utilizam microestruturas que vibram com frequência proporcional à pressão. São muito estáveis e com menor desvio por variação de temperatura, porém possuem alto custo.
Principais efeitos da temperatura na medição de pressão
- Offset térmico: alteração da leitura do zero com a variação de temperatura.
- Deriva de span: mudança no ganho do sensor, afetando toda a escala de medição.
- Histerese térmica: diferença de leitura ao aquecer e resfriar o sensor.
Esses efeitos podem se manifestar de forma combinada e variam conforme o tipo de sensor, a faixa de medição, a aplicação e a construção do equipamento.
O que é compensação de temperatura?
A compensação de temperatura é um processo pelo qual o erro induzido pela temperatura é minimizado por meio de correções eletrônicas ou matemáticas aplicadas ao sinal do sensor.
Existem duas abordagens principais aplicáveis em casos de temperatura em medição de pressão:
1. Compensação passiva
Utiliza componentes eletrônicos (resistores, termistores) para compensar automaticamente variações de temperatura. Essa técnica é mais simples e comum em sensores de menor precisão.
2. Compensação ativa ou digital
Realizada por microcontroladores ou algoritmos embutidos que ajustam dinamicamente a leitura com base em sensores de temperatura internos. Essa técnica pode ser combinada com a compensação passiva para melhores resultados, e é utilizada em instrumentos de alta performance, como os transmissores RP1000 e RP2000, e os manômetros digitais DPI100 e o DPI110 da Sensycal.
Exemplos práticos de aplicação
- Sistemas de abastecimento de gás: variações bruscas de temperatura externa afetam medições de pressão em linhas de distribuição.
- Medição de pressão em caldeiras: sensores de pressão estão submetidos à altas temperaturas.
- Sistemas de vácuo ou alta pressão: operações sob aquecimento podem comprometer o desempenho sem compensação adequada.
Indústrias que mais sofrem com o impacto da temperatura na medição de pressão
As variações de temperatura representam um desafio recorrente em diversos segmentos industriais. Embora os efeitos térmicos afetem, em maior ou menor grau, todas as aplicações que envolvem sensores de pressão, certos setores são particularmente mais sensíveis a esses desvios, seja pelas condições extremas de operação, seja pela exigência de alta exatidão em ambientes controlados.
Abaixo destacamos as indústrias que mais sofrem com esse tipo de interferência e onde a compensação térmica se torna um diferencial indispensável.
Indústria Química e Petroquímica
- Reações exotérmicas e processos sob alta pressão e temperatura exigem sensores de alta estabilidade.
- Ambientes com grandes variações térmicas exigem compensação precisa para evitar falhas operacionais.
Indústria de Óleo e Gás (onshore e offshore)
- Mudanças de temperatura entre dia e noite, além de operação em ambientes submersos (plataformas), afetam a estabilidade da leitura.
- Tubulações e poços operam sob condições dinâmicas de calor e pressão.
Indústria Alimentícia e de Bebidas
- Processos como pasteurização, esterilização e limpeza CIP/SIP envolvem ciclos de aquecimento e resfriamento.
- A precisão da medição de pressão é crítica no controle de processos térmicos para garantir segurança alimentar.
Indústria Farmacêutica
- Ambientes controlados exigem exatidão rigorosa em todas as medições.
- O impacto térmico pode interferir diretamente em processos de formulação ou envase estéril.
Setor de Energia (Geração e Distribuição)
- Caldeiras, turbinas, sistemas de vapor e dutos estão sujeitos a grandes variações de temperatura.
- Leitura imprecisa de pressão pode afetar o controle de eficiência e segurança.
Tratamento de Água e Efluentes
- Sensores submersos sofrem com gradientes térmicos verticais em reservatórios, tanques ou estações de tratamento.
- A temperatura afeta tanto a densidade da água quanto a resposta do sensor.
Como a Sensycal trata os efeitos térmicos nos seus produtos
Transmissores RP1000 e RP2000
Projetados com algoritmos de compensação de temperatura e sensores internos que monitoram a temperatura do processo em tempo real, os modelos da linha RP oferecem alta estabilidade mesmo em aplicações com oscilações térmicas. A função de damping configurável também colabora para estabilizar a resposta, caso necessário.
Manômetros digitais DPI100 e DPI110
Manômetros digitais de alta exatidão, com compensação digital integrada. Capazes de operar com múltiplos ranges e com curvas de correção ajustadas em fábrica, permitem medições confiáveis em ambientes com ampla variação de temperatura.
Boas práticas para reduzir o impacto negativo da temperatura na medição de pressão
- Utilizar sensores com compensação ativa em aplicações críticas.
- Instalar o sensor distante de fontes de calor excessivas.
- Evitar choques térmicos abruptos (imersão rápida, jatos de vapor, etc.).
- Utilizar transmissores com isoladores térmicos ou selos diafragma em processos de altíssima temperatura.
- Realizar calibrações periódicas em condições próximas às de operação.
Tenha confiabilidade em medições de pressão mesmo com variações térmicas
A temperatura é uma variável crítica que influencia diretamente a qualidade da medição de pressão em ambientes industriais. Compreender seus efeitos e aplicar estratégias de compensação é essencial para garantir a exatidão e confiabilidade dos dados coletados.
A Sensycal incorpora tecnologia de compensação de temperatura em seus transmissores e manômetros digitais, como o RP1000, RP2000, DPI100 e DPI110, oferecendo aos profissionais da indústria uma solução confiável para medições de pressão em condições térmicas variáveis.
Para saber mais sobre as soluções da Sensycal em medição de pressão, acesse as páginas dos nossos produtos: RP1000, RP2000, DPI100 e DPI110 ou solicite um orçamento gratuito.
