Cómo realizar una compra científica y una evaluación de calidad a través de parámetros clave de sensores de presión

En los campos de la automatización industrial, energía, protección ambiental, fabricación mecánica e infraestructuras, los sensores de presión son uno de los elementos de medición más básicos y críticos. Una selección inadecuada suele provocar distorsión de medición, fallos frecuentes e incluso riesgos para la seguridad del sistema.

Para el personal de compras o técnicos que participan por primera vez en la selección de un proyecto, enfrentarse a sensores de presión con distintos rangos, precisiones, salidas y estructuras puede resultar confuso. Combinando la experiencia de aplicación en ingeniería, este artículo organiza de forma sistemática los parámetros clave que deben considerarse en la compra de sensores de presión y explica además cómo evaluar su calidad y fiabilidad.

I. Por qué la compra de sensores de presión debe basarse en parámetros y no en el precio

En proyectos reales, los sensores de presión no son componentes “universales”. Los distintos entornos de trabajo presentan diferencias significativas en cuanto a rango, estabilidad de precisión, compatibilidad con el medio y exigencias del entorno electromagnético.

Si el precio se toma como el principal criterio de decisión, suelen aparecer los siguientes problemas:

• Selección inadecuada del rango, con funcionamiento prolongado a escala completa que provoca fatiga y fallos

• Precisión no compatible, generando acumulación continua de desviaciones en el control del sistema

• Incompatibilidad con el medio, causando corrosión o daños en el diafragma

• Capacidad antiinterferencias insuficiente, con fuertes fluctuaciones de señal

Por lo tanto, la selección sistemática basada en parámetros clave es el principio fundamental para la compra de sensores de presión.

II. Parámetros clave que deben considerarse en la compra de sensores de presión

1. Selección del rango: base de la seguridad y la vida útil

El rango es el parámetro más intuitivo y, al mismo tiempo, uno de los más fácilmente mal utilizados en los sensores de presión.

En la práctica de ingeniería, se recomienda seguir los siguientes principios:

• La presión de trabajo normal debe situarse entre el 60 % y el 80 % del rango nominal

• La presión anómala posible del sistema no debe superar la sobrecarga máxima permitida

• En condiciones de presión pulsante o de impacto, debe reservarse un margen de seguridad suficiente

Por ejemplo, si la presión de trabajo a largo plazo del sistema es de 6 MPa, elegir un rango de 10 MPa en lugar de 6 MPa puede mejorar significativamente la estabilidad y la vida útil.

2. Clase de precisión: adaptada a las necesidades del sistema, no necesariamente cuanto mayor mejor

La precisión de los sensores de presión suele expresarse como %FS e incluye los siguientes factores:

• No linealidad

• Repetibilidad

• Error de histéresis

La selección debe combinarse con la asignación global de errores del sistema de medición y control:

• Control de procesos generales: 0,5 %FS o 0,25 %FS

• Monitoreo energético y protección de equipos: 1,0 %FS es suficiente

• Procesos de precisión o sistemas de calibración: 0,1 %FS o superior

Asimismo, deben considerarse las siguientes fuentes adicionales de error:

• Deriva del punto cero

• Coeficiente de temperatura (cero y escala completa)

• Estabilidad a largo plazo

Una selección razonable de la precisión suele lograr el mejor equilibrio entre rendimiento y coste.

3. Medio medido: determina la fiabilidad de funcionamiento a largo plazo

El sensor de presión entra en contacto directo con el medio medido, por lo que la compatibilidad con el medio es crucial.

Antes de la compra deben aclararse los siguientes datos:

• Tipo de medio (gas / líquido / mezcla)

• Composición química y concentración

• Rango de temperatura de trabajo

• Existencia de corrosión, cristalización o partículas

Los distintos materiales de diafragma e interfaces presentan diferencias claras en su ámbito de aplicación, por ejemplo:

• El acero inoxidable es adecuado para la mayoría de los fluidos industriales

• Los medios altamente corrosivos requieren recubrimientos especiales o diafragmas aislados

• Las industrias alimentaria y farmacéutica requieren estructuras de tipo sanitario

La incompatibilidad con el medio es una de las principales causas de fallo prematuro de los sensores de presión.

4. Selección del tipo de presión: no confundir presión manométrica, absoluta y diferencial

Según la presión de referencia, los sensores de presión pueden clasificarse en:

• Presión manométrica: referencia a la presión atmosférica local

• Presión absoluta: referencia al vacío absoluto

• Presión diferencial: medición de la diferencia entre dos puntos de presión

• Presión negativa: presión inferior a la atmosférica

Las aplicaciones típicas se distinguen de la siguiente manera:

• Sistemas de tuberías: normalmente presión manométrica

• Sistemas de vacío: presión absoluta o negativa

• Medición de nivel en recipientes cerrados: preferentemente presión diferencial

Si se selecciona un tipo de presión incorrecto, no se obtendrán datos válidos aunque la precisión sea alta.

III. Características de carga del sensor de presión y adaptación al sistema

1. Qué son las características de carga del sensor de presión

Cuando un sensor de presión se conecta a un sistema de medición, puede influir en el objeto medido o en el circuito de señal, provocando que el resultado se desvíe del valor real; este fenómeno se denomina efecto de carga.

Las características de carga no solo existen entre el sensor y el medio, sino también entre:

• El sensor y el módulo de adquisición de datos

• El transmisor y el sistema de control

2. Requisitos de carga para salidas de corriente y tensión

Las salidas analógicas más comunes incluyen:

• Señal de corriente 4–20 mA

• Señal de tensión 0–10 V

En aplicaciones de ingeniería:

• Las señales de corriente tienen mayor resistencia a interferencias y son más adecuadas para entornos industriales

• Las señales de tensión exigen una mayor impedancia de carga

Los requisitos típicos son:

• Carga de salida de corriente ≤ (Us − 7,5) ÷ 0,02 Ω

• Carga de salida de tensión ≥ 100 kΩ

Una correcta adaptación de la carga ayuda a mejorar la estabilidad de la medición y la integridad de la señal.

IV. Cómo inspeccionar y evaluar la calidad de los sensores de presión

1. Importancia de las pruebas de resistencia a interferencias

En entornos industriales, los sensores de presión suelen enfrentarse a múltiples interferencias electromagnéticas:

• Sobretensiones: impactos transitorios causados por rayos o conmutación de grandes equipos

• Ráfagas de pulsos: interferencias de picos de alta frecuencia en grupos

• Descarga electrostática: liberación de electricidad estática acumulada por personas o equipos

Una resistencia a interferencias insuficiente suele manifestarse como:

• Ausencia de señal de salida

• Indicaciones anómalas

• Daño instantáneo del sensor

2. Métodos de prueba de precisión y consistencia

Las pruebas de precisión de sensores de presión suelen emplear:

• Fuentes de presión de alta precisión

• Multímetros de alta categoría (precisión del 0,01 %)

Mediante pruebas de carga y descarga multipunto, se puede verificar:

• Si la precisión real cumple con las especificaciones nominales

• La repetibilidad y la linealidad

• La estabilidad del punto cero y de la escala completa

Estos son criterios importantes para evaluar la calidad de los sensores de presión.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Elegir un rango mayor es siempre más seguro?
No necesariamente. Un rango excesivo reduce la resolución y afecta a la precisión de la medición.

¿4–20 mA es siempre mejor que 0–10 V?
En entornos industriales, las señales de corriente son más estables, pero la elección debe basarse en la arquitectura del sistema.

¿Por qué existen grandes diferencias de precio entre sensores de presión con los mismos parámetros?
Las diferencias suelen residir en la calidad del elemento sensible, la compensación de temperatura, el diseño antiinterferencias y la estabilidad a largo plazo.

Conclusión

La compra de sensores de presión no es una simple comparación de precios, sino una decisión técnica integral basada en las condiciones de trabajo, la estructura del sistema y la fiabilidad a largo plazo. Solo comprendiendo plenamente parámetros clave como rango, precisión, compatibilidad con el medio, tipo de presión, características de carga y resistencia a interferencias, es posible seleccionar el sensor de presión adecuado para cada proyecto.

Nexisense continúa profundizando en el campo de la medición de presión, comprometido a ofrecer sensores de presión y soluciones de sistemas estables, fiables y de funcionamiento a largo plazo para diversas industrias, proporcionando una base de datos sólida para aplicaciones de ingeniería.