Pressione assoluta e differenziale, come misurare le due grandezze?

La pressione è una grandezza fisica il cui rilevamento è indispensabile in diverse campi applicativi, soprattutto all’interno del settore industriale. Per misurare questo valore e ottenere insight azionabili è necessario utilizzare strumenti specifici, sensori e dispositivi professionali con i quali monitorare in modo accurato la pressione assoluta, differenziale o relativa.

Questa forza, infatti, insieme alla temperatura è una delle grandezze più importanti da analizzare in tantissimi ambiti produttivi e operativi, con impieghi diretti nel comparto aeronautico, automotive, oil & gas, chimico ed edilizio. Per ottenere misure precise è fondamentale selezionare con attenzione l’apparecchio giusto, tenendo conto del tipo di pressione da rilevare e delle condizioni d’utilizzo per scegliere il sensore di pressione corretto.

Quali sono i vari tipi di pressione

La pressione assoluta è un valore rilevato in riferimento ad una pressione zero, ovvero una grandezza fisica utilizzata per la comparazione ottenuta in ambienti di vuoto perfetto. Ciò richiede l’assenza della pressione atmosferica, come avviene ad esempio nello spazio, per questo motivo si tratta della sommatoria della pressione relativa e di quella atmosferica.

Per pressione atmosferica, invece, si intende quella presente sulla Terra, arrivando fino a un’altezza di quasi 500 chilometri dopo i quali si manifesta appena quella assoluta. Per convenzione, viene indicata come 1 atm al livello del mare (760 mm Hg), tuttavia il suo valore dipende da una serie di fattori, tra cui le condizioni climatiche, la temperatura e l’altitudine.

Quando invece si parla di pressione differenziale si mettono in relazione due valori di pressione diversi, una modalità molto usata in varie applicazioni in cui è necessario monitorare questa grandezza fisica. In ambito tecnologico, ma non solo, si tende spesso a utilizzare la pressione relativa o sovrapressione, una misura che si ottiene sottraendo l’influenza della pressione atmosferica da quella relativa.

Come misurare la pressione in modo ottimale

Per rilevare la pressione bisogna adoperare strumenti di alta qualità, dispositivi progettati appositamente per offrire una misurazione ottimale di un tipo di pressione specifica. Diventa quindi indispensabile scegliere sensori di pressione adatti alla pressione da misurare e compatibili con la destinazione d’uso.

I trasduttori di pressione, ad esempio, sono i modelli più diffusi nel settore industriale, in quanto attraverso un’apposita membrana sono in grado di convertire le variazioni di pressione in segnali elettrici. Ciò consente di trasformare un valore analogico in uno digitale, con un struttura diversa a seconda della tipologia di pressione da rilevare (assoluta, relativa o differenziale).

In alcuni ambiti specifici vengono utilizzati anche i sensori senza membrana, ad esempio laddove è richiesta la misurazione di differenze molto piccole di pressione. In questo caso, gli strumenti più efficienti sono quelli che sfruttano altre grandezze fisiche come la temperatura e il calore, per monitorare i minimi cambiamenti della pressione. Altrimenti si possono usare i sensori in acciaio per la pressione relativa, dispositivi resistenti e impiegabili anche in condizioni complesse.

Per la pressione atmosferica uno strumento molto apprezzato è il sensore di pressione barometrica, capace di monitorare con grande esattezza qualsiasi piccola variazione della pressione atmosferica. Ovviamente, ogni sensore viene costruito secondo precisi standard tecnici, tenendo conto se deve entrare in contatto con liquidi, gas, sostanze pericolose o aggressive, oppure se deve operare in ambienti particolarmente gravosi.

Come scegliere il sensore di pressione giusto

Orientarsi nella scelta del sensore di pressione non è semplice, infatti bisogna considerare diversi aspetti per capire quale modello utilizzare. Innanzitutto, la prima decisione deve essere presa in base al tipo di pressione da rilevare, infatti i sensori per la pressione assoluta utilizzano come riferimento il vuoto, mentre i sensori per la pressione relativa adottano come parametro di comparazione quella atmosferica ambientale.

Per misurare la pressione barometrica, ad esempio, si tende a privilegiare i sensori di pressione assoluta, in quanto rappresentano l’opzione migliore per calcolare la pressione atmosferica. Inoltre, questi dispositivi sono molto precisi e si usano spesso per la misura dell’altitudine. I sensori di pressione relativa, invece, possono fornire margine d’errore più ampi nel rilevamento della pressione atmosferica, tuttavia sono più efficienti nell’ottenere la differenza di pressione tra quella operativa e atmosferica.

I sensori di pressione differenziale sono strumenti ad alte prestazioni e piuttosto versatili, la cui precisione è apprezzata soprattutto in alcuni settori come in ambito chimico, aerospaziale e industriale. Un altro fattore da considerare è la tecnologia del sensore di pressione, in quanto sul mercato si possono trovare diverse soluzioni. Una di queste sono i sensori capacitivi, ideali per le applicazioni che richiedono alti standard di sensibilità e la misura delle basse pressioni.

I sensori piezoelettrici hanno il grande vantaggio di fornire un’elevata resistenza termica, mentre i sensori piezoresistivi sono più robusti e precisi sebbene offrano un segnale d’uscita più debole. Tra le caratteristiche da valutare ci sono anche l’intervallo di pressione da rilevare, la temperatura operativa di funzionamento e la compatibilità del segnale in uscita con il circuito del sistema. Inoltre, non bisogna trascurare i requisiti d’installazione e la configurazione del sensore di pressione, affinché il loro funzionamento sia perfettamente adatto al contesto d’utilizzo.

Marco Autore

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