Strumenti di Misura: Manometri e Termostati

Il manometro: misurazione della pressione

Il manometro è uno strumento utilizzato per misurare la pressione di un fluido. Solitamente determina la differenza tra la pressione del fluido e quella atmosferica. La pressione è definita come la forza esercitata da un liquido o un gas perpendicolarmente a una superficie per unità di area.

Manometro a tubo a "U"

Gli strumenti utilizzati per misurare la pressione sono chiamati indicatori. Il metodo tradizionale per misurare con precisione la pressione prevede l'uso di un tubo di vetro a "U" contenente un liquido di densità nota. Per pressioni elevate si utilizza comunemente il mercurio, poiché permette di mantenere dimensioni contenute del tubo; tuttavia, per manometri a "U" di piccole dimensioni, il mercurio non risulta molto sensibile. Questo tipo di indicatore esprime la differenza di pressione tra le due estremità del tubo misurando la differenza di altezza (colonna) del liquido.

Misuratori di pressione assoluta

I misuratori di pressione assoluta consistono in una serie di soffietti e molle contrapposti a un vuoto assoluto sigillato. Il movimento risultante dell'unione dei soffietti eguaglia la pressione assoluta del fluido. Il materiale utilizzato per il soffietto è solitamente ottone o acciaio inox. Sono impiegati per la misurazione accurata e il controllo preciso di basse pressioni, che possono essere influenzate dalle variazioni della pressione atmosferica.

Termostati: tipologie e funzionamento

Bimetallico

Termostato bimetallico automatico.

È costituito da due lamine di metallo accoppiate, con diversi coefficienti di espansione termica. Quando la temperatura varia, la forma della lamina cambia, azionando contatti che chiudono un circuito.

Può essere normalmente aperto o normalmente chiuso, cambiando stato al raggiungimento della temperatura impostata.

Manuali

Richiedono l'intervento umano per tornare allo stato iniziale, come i termostati di sicurezza che intervengono quando la temperatura raggiunge livelli pericolosi.

Termostato a gas per il controllo della temperatura, utilizzato nei condizionatori d'aria.

Automatici

Tornano allo stato iniziale senza intervento umano, operando in modo completamente automatico.

A gas

Si tratta di un gas bloccato all'interno di un tubo di rame. Quando la temperatura aumenta, il gas si espande e spinge una valvola, che svolge una funzione specifica.

A paraffina

Termostato a paraffina per radiatori di veicoli.

Sono valvole di controllo a liquido contenenti paraffina incapsulata che si espande con l'aumentare della temperatura, spingendo un disco che permette il passaggio del fluido. Quando la temperatura scende, una molla riporta il disco nella posizione originale di chiusura. Un esempio è il sistema di raffreddamento dei motori a combustione interna.

Termostati elettronici

I termostati elettronici sono sempre più comuni grazie ai loro vantaggi:

• Possono essere privi di parti in movimento soggette a usura.
• Configurabili per soglie di temperatura o tempi minimi tra le attivazioni.
• Facilmente integrabili in sistemi complessi.
• Gestione intelligente tramite regolatori PID.

Un termostato elettronico può migliorare le applicazioni dei modelli meccanici, ad esempio in frigoriferi o nei sistemi di raffreddamento dei veicoli, ottimizzando il consumo energetico.

Termistore

NTC (Negative Temperature Coefficient).

Questi termostati sono costruiti attorno a un termistore, un dispositivo che cambia la sua impedenza in funzione della temperatura. L'impedenza viene letta da un sistema di controllo, solitamente basato su un microprocessore.

Usi

Possono essere utilizzati in svariati dispositivi in cui agiscono come sensori all'interno di un diagramma a blocchi con feedback.