Los transmisores de presión están diseñados para ofrecer lecturas precisas dentro de un rango de temperatura operativa definido. Este rango está dictado por las limitaciones de diseño del elemento sensor y la electrónica asociada. Cuando la temperatura ambiente o del proceso se desvía fuera de este rango especificado, la precisión del transmisor puede degradarse. Por ejemplo, a temperaturas elevadas, la agitación térmica puede alterar la resistencia de las galgas extensométricas en sensores piezoresistivos, lo que genera imprecisiones. De manera similar, a temperaturas más bajas, la viscosidad de los sensores llenos de líquido puede aumentar, afectando el tiempo de respuesta y la linealidad de las mediciones de presión. Por lo tanto, la precisión de las lecturas de presión está intrínsecamente ligada a la temperatura de funcionamiento, lo que requiere una consideración cuidadosa al seleccionar un transmisor para entornos con temperaturas variables.
Los materiales utilizados en los transmisores de presión, como metales y cerámicas, están sujetos a expansión y contracción térmica. Este fenómeno ocurre porque las estructuras reticulares de los materiales se expanden con el calor y se contraen cuando se enfrían. Por ejemplo, si el diafragma sensor o el material de la carcasa de un transmisor se expande debido a las altas temperaturas, puede inducir tensión mecánica o deformación, alterando la respuesta de presión del sensor. Por otro lado, la contracción a temperaturas más bajas puede causar espacios o desalineaciones, lo que puede provocar fugas o fallas mecánicas. Estos cambios físicos son críticos en aplicaciones donde el transmisor está expuesto a variaciones de temperatura frecuentes o extremas, ya que pueden provocar derivas a largo plazo o fallas repentinas.
La deriva se refiere a la desviación gradual de la salida del transmisor del valor de presión real a lo largo del tiempo, que puede verse exacerbada por los cambios de temperatura. La deriva inducida por la temperatura se produce porque los componentes electrónicos, como resistencias, condensadores y transistores, tienen coeficientes de temperatura que afectan su rendimiento. Por ejemplo, un aumento de temperatura podría hacer que cambie la resistencia en un circuito de puente de Wheatstone (comúnmente utilizado en sensores de presión), lo que provocaría un cambio en la línea base (punto cero) o el intervalo (sensibilidad). Esta deriva afecta la estabilidad de la salida del transmisor, lo que hace que sea crucial monitorear y corregir la deriva inducida por la temperatura, especialmente en aplicaciones de precisión crítica.
Los transmisores de presión modernos suelen estar equipados con mecanismos de compensación de temperatura diseñados para contrarrestar los efectos de la temperatura en la precisión de la medición. Estos mecanismos suelen implicar algoritmos de software que ajustan la salida en función de las lecturas de temperatura de un sensor integrado. El proceso de compensación tiene en cuenta los coeficientes de temperatura conocidos de los elementos sensores y la electrónica para corregir la señal de salida. Sin embargo, la eficacia de estos mecanismos está limitada por la precisión de la medición de la temperatura y el rango en el que la compensación es efectiva. En aplicaciones con fluctuaciones extremas de temperatura, la compensación podría mitigar solo parcialmente los errores, lo que daría lugar a imprecisiones residuales. Por lo tanto, comprender las limitaciones de estas técnicas de compensación es crucial cuando se implementan transmisores de presión en entornos térmicamente dinámicos.
