Volume 1

465 12.6 Gli elementi di misura 12.6.5.4 Estensimetro A segnale elettrico Sono i sensori più moderni, trasducono la pressione in un segnale elettrico facilmente gestibile nei moderni sistemi di controllo di processo. Funzionano secondo diversi principi e coprono un ampia gamma di pressioni, accuratezza, sensibilità. Talvolta si trovano accoppiati ai sistemi meccanici visti precedentemente. Oltre che come sensori di pressione, possono essere generalmente utilizzati anche come sensori di peso (celle di carico). Limitiamo la trattazione ai più diffusi nell industria di processo. L estensimetro (strain gauge) è un sensore che rileva deformazioni meccaniche trasformandole in variazioni di resistività. Come si è visto a proposito della prova di trazione (Cap. 2), quando un materiale è sottoposto all azione di un carico (qui di una pressione), entro certi limiti, si deforma proporzionalmente al carico applicato, secondo la legge di Hooke. Come si è già visto per la prova di trazione, si ha un allungamento e una strizione del provino che, nel caso dell estensimetro, si traduce in un allungamento e in un assottigliamento del conduttore, con un aumento della sua resistenza elettrica. Per la misura, l estensimetro è usualmente inserito in un ponte di Wheatstone, di cui costituisce la resistenza variabile con la pressione. Se varia tale resistenza, il ponte si sbilancia e uno strumento rileva il segnale che viene letto direttamente come pressione (v. Fig. 12.48). Vrif a) Fig. 12.48 b) a) Estensimetro: una sottile traccia metallica è depositata su un supporto isolante con una forma a zigzag per aumentare la deformazione complessiva. b) Estensimetro inserito in un ponte di Wheatstone. Si alimenta il ponte con una tensione costante (Vrif) tra due vertici opposti e tra gli altri due vertici si pone lo strumento di misura. Se le quattro resistenze sono identiche non passa corrente nello strumento, in caso contrario misura una tensione proporzionale alla variazione della resistenza. Gli estensimetri possono essere in metallo (p.e., nichel, nichel-cromo, costantana, platino) o in semiconduttore (silicio drogato), quest ultimi sono detti anche piezoresistivi. I primi sono relativamente robusti e insensibili alla temperatura, i secondi sono molto più sensibili, ma molto più delicati e, soprattutto, molto sensibili alle variazioni di temperatura, richiedono solitamente un diaframma di isolamento dal processo (v. Fig. 12.49 a). Cella capacitiva 12a CAPITOLO_421-496.indd 465 La cella capacitiva è sostanzialmente un condensatore elettrico, un dispositivo costituito da due armature metalliche separate da un dielettrico (isolante), capace di immagazzinare cariche elettriche. La capacità del condensatore, ad 27/04/12 12.05

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