Qu’est-ce qu’un transducteur de pression ?
Les transducteurs de pression, également appelés capteurs de pression, sont des dispositifs qui convertissent toute pression en un signal électrique et le transmettent.
Ils sont principalement utilisés comme capteurs pour le contrôle de la pression. En principe, le signal est converti en un signal électrique de 4 à 20 mA DC ou en un signal pneumatique de 20 à 100 kPa, puis transmis. Toutefois, l’utilisation des signaux pneumatiques est en déclin.
Les gaz, les liquides et les vapeurs sont des exemples d’objets pour lesquels la pression peut être mesurée. Il existe deux types de transducteurs de pression, la pression absolue et la pression relative, qui doivent être utilisés en fonction de l’application.
Utilisations des transducteurs de pression
Parmi les transducteurs de pression, les applications des transmetteurs de pression différentielle comprennent celles de la mesure du débit de pression différentielle, de la mesure de la pression, de la mesure du niveau de liquide et de la mesure de la densité des liquides. Les applications de mesure du débit de pression différentielle sont les plus courantes, représentant plus de la moitié de toutes les applications.
Les transducteurs de pression sont utilisés pour mesurer le niveau de liquide d’un réservoir à l’aide d’un transducteur de pression et pour mesurer la hauteur actuelle du niveau de liquide. Ils sont également utilisés dans des applications de contrôle, par exemple pour effectuer une action différente lorsqu’une certaine pression est atteinte.
Principe des transducteurs de pression
Les transducteurs de pression convertissent principalement la pression en un signal électrique et le transmettent. Le déplacement causé par la pression est transmis sous la forme d’un signal électrique, qui est amplifié avant d’être transmis sous la forme d’un signal continu. Des membranes sont souvent utilisées pour assurer la stabilité.
1. Mesure du débit
Pour mesurer le débit, un orifice peut être installé dans la tuyauterie du processus. La pression avant et après l’orifice (pression différentielle) est proportionnelle au carré du débit, de sorte que le débit peut être mesuré à partir de la pression.
Lorsque l’on mesure le débit de gaz, une compensation de la température et de la pression est nécessaire. Des transducteurs de pression intégrant cette fonction sont également disponibles.
2. Mesure du niveau de liquide
Dans un récipient contenant un liquide, la pression appliquée au fond du récipient est proportionnelle au produit du niveau et de la densité du liquide. Cela signifie que le niveau de liquide peut être mesuré relativement en mesurant la pression.
S’il existe une pression interne au fond du récipient, celle-ci peut être mesurée à l’aide d’un transducteur de pression. S’il n’y a pas de pression interne, celle-ci peut être mesurée à l’aide d’un transmetteur de pression différentielle. Les systèmes d’étanchéité à membrane sont également de plus en plus utilisés dans ce domaine.
Composition des transducteurs de pression
Les transducteurs de pression mesurent le déplacement causé par la pression à l’aide de tubes de Bourdon, de membranes, de soufflets, etc. Les composants typiques d’un transducteur de pression comprennent :
1. L’orifice
Un orifice utilisé dans les transducteurs de pression pour la mesure du débit est un type de mécanisme d’écrasement utilisé dans les débitmètres à écrasement.
En installant une fine plaque percée de trous dans le tube, le débit est mesuré en utilisant la différence de pression créée entre l’amont et l’aval de la plaque de l’orifice.
2. Les tubes de Bourdon
Les tubes de Bourdon utilisés dans les transducteurs de pression sont des tubes qui sont traités pour avoir une section transversale plate. Lorsqu’une pression de mesure est introduite dans le tube métallique hélicoïdal à partir de l’extrémité fixe ouverte, la courbure du tube change en réponse à la pression.
Le déplacement à l’extrémité du tuyau est proportionnel à la pression dans la limite de l’élasticité. Un mécanisme d’expansion lié à l’extrémité du tuyau fait tourner l’aiguille et la position sur la plaque d’échelle à cette position correspond à la pression mesurée.
Autres informations sur les transducteurs de pression
Types de pression mesurés par les transducteurs de pression
Le type de pression mesurée par un transducteur de pression dépend de la référence de pression.
1. Pression absolue
Exprime le vide absolu comme référence zéro et est la pression utilisée dans la pression atmosphérique et dans le système scientifique. La somme de la pression atmosphérique et de la pression manométrique correspond à la pression absolue. Le terme “abs.” est parfois utilisé par commodité afin de ne pas être confondu avec la pression manométrique.
2. Pression manométrique
Pression exprimée en tant que pression atmosphérique ou pression ambiante par rapport à zéro. Dans l’industrie, sauf indication contraire, elle est généralement désignée simplement par le terme pression. L’ISO recommande la notation avec Pe ou Gage.
3. Pression différentielle
Il s’agit de la différence mesurée entre deux pressions par rapport à une pression spécifique. Elle peut prendre une valeur négative pour représenter la différence entre deux pressions. Dans les transducteurs de pression, le système reçoit deux pressions et convertit la différence entre ces deux pressions en un signal qui est transmis à l’extérieur. Ils occupent une place importante dans les systèmes industriels de mesure et de contrôle. Dans les transducteurs de pression, deux pressions sont reçues.
Le transducteur de pression reçoit les deux pressions, convertit la différence entre elles en un signal et le transmet au monde extérieur.