Os transmissores de pressão são projetados para fornecer leituras precisas dentro de uma faixa de temperatura operacional definida. Esta faixa é ditada pelas limitações de projeto do elemento sensor e da eletrônica associada. Quando a temperatura ambiente ou do processo sai da faixa especificada, a precisão do transmissor pode ser prejudicada. Por exemplo, em temperaturas elevadas, a agitação térmica pode alterar a resistência dos extensômetros em sensores piezoresistivos, levando a imprecisões. Da mesma forma, em temperaturas mais baixas, a viscosidade dos sensores cheios de fluido pode aumentar, afetando o tempo de resposta e a linearidade das medições de pressão. Portanto, a precisão das leituras de pressão está intrinsecamente ligada à temperatura operacional, necessitando de consideração cuidadosa ao selecionar um transmissor para ambientes com variações de temperatura.
Os materiais utilizados em transmissores de pressão, como metais e cerâmicas, estão sujeitos à expansão e contração térmica. Este fenômeno ocorre porque as estruturas reticuladas dos materiais se expandem com o calor e se contraem quando resfriados. Por exemplo, se o diafragma de detecção ou o material do invólucro de um transmissor se expandir devido a altas temperaturas, isso poderá induzir estresse mecânico ou deformação, alterando a resposta de pressão do sensor. Por outro lado, a contracção a temperaturas mais baixas pode causar lacunas ou desalinhamentos, o que pode levar a fugas ou falhas mecânicas. Essas mudanças físicas são críticas em aplicações onde o transmissor está exposto a variações de temperatura frequentes ou extremas, pois podem levar a desvios de longo prazo ou falhas repentinas.
O desvio refere-se ao desvio gradual da saída do transmissor do valor real da pressão ao longo do tempo, que pode ser exacerbado por mudanças de temperatura. O desvio induzido pela temperatura ocorre porque os componentes eletrônicos, como resistores, capacitores e transistores, possuem coeficientes de temperatura que afetam seu desempenho. Por exemplo, um aumento na temperatura pode fazer com que a resistência em um circuito de ponte de Wheatstone (comumente usado em sensores de pressão) mude, levando a uma mudança na linha de base (ponto zero) ou na amplitude (sensibilidade). Esse desvio afeta a estabilidade da saída do transmissor, tornando crucial monitorar e corrigir o desvio induzido pela temperatura, especialmente em aplicações críticas de precisão.
Os transmissores de pressão modernos são frequentemente equipados com mecanismos de compensação de temperatura projetados para neutralizar os efeitos da temperatura na precisão da medição. Esses mecanismos normalmente envolvem algoritmos de software que ajustam a saída com base nas leituras de temperatura de um sensor integrado. O processo de compensação leva em consideração os coeficientes de temperatura conhecidos dos elementos sensores e eletrônicos para corrigir o sinal de saída. No entanto, a eficácia destes mecanismos é limitada pela precisão da medição da temperatura e pela faixa em que a compensação é eficaz. Em aplicações com flutuações extremas de temperatura, a compensação pode mitigar apenas parcialmente os erros, levando a imprecisões residuais. Portanto, compreender as limitações dessas técnicas de compensação é crucial ao implantar transmissores de pressão em ambientes termicamente dinâmicos.
