Sensores de presión montados en placa: funcionamiento, beneficios clave y consejos de selección

En este artículo, aprenda qué son los sensores de presión montados en placa, cómo operan, sus ventajas, aplicaciones típicas y cómo elegir el sensor adecuado para su diseño.

Los sensores de presión montados en placa (Figura 1) ya son parte integral de dispositivos médicos, automatización industrial, sistemas HVAC/R y más. Pero, ¿por qué optar por una solución montada en placa frente a transductores de presión convencionales?

Como su nombre indica, estos sensores se fabrican para montarse directamente en un PCB, convirtiéndose en una parte integrada del ensamblaje electrónico. Mientras que algunos modelos miden presión de contacto contra una superficie sólida, otros están diseñados específicamente para medición de presión de líquido o gas.

Beneficios clave de los sensores montados en placa

Ventajas típicas incluyen:

• Reducción del número de componentes y menores costes de lista de materiales.
• Simplificación del layout de placa, ideal para diseños apretados o congestionados.
• Huella general del sistema más pequeña.
• Mayor flexibilidad de diseño gracias a ASICs integrados.

Muchos sensores montados en placa cuentan con calibración, amplificación y compensación de temperatura en el chip, lo que:

• Mejora el tiempo de actividad del sistema.
• Facilita el reemplazo directo del sensor.
• Permite un módulo de medición de presión compacto y ligero.

Estos dispositivos están diseñados para entornos de alta humedad y ricos en fluidos, permitiendo exposición directa al medio bajo prueba —crucial para aplicaciones como ventiladores o monitores de apnea del sueño (Figura 2).

Algunos modelos ofrecen precisión, exactitud, resolución y repetibilidad excepcionalmente altas —características esenciales para muchos dispositivos críticos de seguridad.

Tipos de presión medidos

Los sensores montados en placa suelen basarse en un micro‑diafragma o estructura similar cuya propiedad eléctrica (capacitancia, resistencia o carga) cambia proporcionalmente a la deformación. Las categorías clave de presión son:

• Presión manométrica – presión relativa al ambiente.
• Presión diferencial – diferencia entre dos puertos.
• Presión absoluta – presión relativa al vacío (útil para mediciones barométricas o de altitud).

Los sensores manométricos responden a desviaciones de la presión atmosférica; los diferenciales comparan dos puntos; los absolutos usan una referencia de vacío interna.

Aplicaciones en campos médico e industrial

Los sensores de presión montados en placa se despliegan en un amplio espectro de casos de uso, ilustrados en la Figura 3.

Industria médica

Equipos médicos clave que dependen de estos sensores incluyen:

• Ventiladores
• Máquinas de anestesia
• Monitores de presión de aire en habitaciones de hospital
• Espirómetros
• Unidades de análisis de sangre, diálisis y centrifugación
• Sistemas de distribución de gases (oxígeno, nitrógeno)

Industria industrial

En entornos industriales, los sensores montados en placa soportan:

• Maquinaria general y monitorización de condición
• Dispositivos IIoT e Industria 4.0
• Robótica
• Control de aire neumático, control de procesos y detección de fugas
• Sistemas de control climático, interruptores de vacío, altímetros y barómetros

Elegir el sensor adecuado: especificaciones a considerar

Especificaciones clave incluyen tipo de señal de salida (analógico VDC ratiométrico vs. I²C o SPI digital), voltaje de alimentación y tasa de actualización (típicamente en kHz). Métricas de rendimiento centrales son:

• Rango – presión mínima y máxima que el sensor puede medir de forma fiable.
• Resolución – menor cambio de presión que produce una salida detectable.
• Presión de rotura – presión transitoria máxima que el sensor puede soportar, crítica para ciclos de limpieza o sanitización.
• Compensación de temperatura – corrección de offset, sensibilidad y no linealidad del sensor, usualmente vía ASIC en chip.
• Precisión – expresada como porcentaje de escala completa (FS) o banda de escala completa (FSS), a veces reportada como banda total de error (TEB).
• Compatibilidad con el medio – idoneidad para gases y líquidos no iónicos, no corrosivos.

Equilibrar rango y resolución es esencial; un rango más amplio típicamente reduce la resolución. Asegúrese de que la presión de rotura del sensor supere cualquier pico transitorio en su aplicación.

Serie Honeywell TruStability SSC

La línea Honeywell TruStability Standard‑Accuracy Silicon Ceramic (SSC) ejemplifica una solución montada en placa que combina tamaño pequeño, exposición directa al medio y rendimiento superior.

• Rango de presión: ±1,6 mbar a ±10 bar (±160 Pa a ±1 MPa).
• Compensada en temperatura para -20 °C a 85 °C con ASIC en chip.
• Soporta presión manométrica, diferencial y absoluta.
• Opciones de salida: analógico ratiométrico o I²C/SPI digital.
• Tasas de actualización: 2 kHz (digital), 1 kHz (analógico).
• Precisión: ±2 % FSS a ±5 % FSS, con líder en la industria ±0,25 % FSS BFSL.
• Modo de sueño eficiente energéticamente.
• Múltiples configuraciones de puerto y carcasa para prototipado rápido.

Sager Electronics es distribuidor autorizado de soluciones Honeywell Sensing and IoT, ofreciendo una amplia selección de sensores de presión montados en placa TruStability y productos de conmutación relacionados. Más información aquí o explore el catálogo de Honeywell en el sitio de Sager.

Los Artículos de Industria proporcionan una plataforma para que socios compartan noticias, insights y tecnología con lectores de All About Circuits. Estos artículos se adhieren a estrictas directrices editoriales y representan los puntos de vista del socio, no necesariamente los de All About Circuits o sus escritores.