Você está projetando um bloco hidráulico compacto, um equipamento de bancada ou um instrumento portátil e precisa medir pressão num espaço do tamanho de uma moeda. Não cabe um transmissor com rosca e conector; o que cabe é a peça que fica dentro dele. Essa peça é o sensor de pressão: a célula que transforma a força de um fluido em um sinal elétrico de alguns milivolts. Entender como ela funciona, onde ela termina e começa o transdutor ou o transmissor, e o que o datasheet realmente garante evita duas surpresas comuns de projeto: leituras que derivam com a temperatura e um zero que muda depois da montagem.
Este guia reúne o essencial sobre o tema e, no final, aponta os artigos que aprofundam cada decisão.
O que é um sensor de pressão
O sensor de pressão é o elemento que mede, o coração de qualquer instrumento de pressão. A pressão do fluido age sobre uma superfície (membrana, diafragma ou o próprio chip) e provoca uma deformação mínima, que o sensor converte em variação de resistência, capacitância, carga ou frequência. Nas células KELLER tratadas aqui, quem faz essa conversão é um chip de silício piezorresistivo, e a saída é uma tensão em milivolts.
Esse sinal é pequeno, depende da temperatura e traz um offset de zero que precisa ser corrigido. O que se monta em volta da célula (corpo, conexão, eletrônica, conector) define se o produto final é um transdutor ou um transmissor.
Sensor, transdutor e transmissor: onde termina cada um
| Nível | O que é | Sinal de saída | Exemplos KELLER no catálogo |
|---|---|---|---|
| Sensor de pressão | A célula que mede: chip piezorresistivo isolado, montado pelo cliente no próprio equipamento | Bruto, em mV | Série 3 L–10 L, Séries 2 e 4, Série 7 LI |
| Transdutor de pressão | Sensor + fixação ou conexão mecânica (corpo, rosca, flange) | Ainda em mV | Série 11, Série 13, Série M5 |
| Transmissor de pressão | Sensor + fixação + placa eletrônica que padroniza o sinal + conector | 4…20 mA, 0…10 V, 0…5 V, digital | 4LC…9LC e a linha de transmissores |
O datasheet da Série 11 mostra bem a passagem de um nível para o outro: é o sensor da Série 10 instalado com os resistores de compensação numa carcaça de inox com rosca G 1/4", flutuando sobre um o-ring, e o sinal continua em milivolts. No outro extremo, a 4LC…9LC leva o condicionamento de sinal para dentro da própria cápsula e entrega saída raciométrica de 0,5…4,5 V: vira transmissor sem mudar de tamanho.
Um aviso de nomenclatura, porque ele confunde muita gente: nos datasheets, a KELLER chama as células das famílias 4L a 10LHP de "cápsula de transdutor de pressão piezorresistiva" (a edição de 2009 dizia "transdutores piezorresistivos OEM"). Aqui seguimos a definição da tabela: a célula é o sensor; transdutor é a célula já com corpo e conexão. Por isso o site separa as categorias de sensores de pressão, transdutores de pressão e transmissores de pressão. Para a fronteira entre os dois últimos, veja a diferença entre transmissor e transdutor de pressão.
Como funciona o sensor piezorresistivo
O silício muda de resistência elétrica quando deformado, e o efeito é forte o bastante para permitir células pequenas e sensíveis. É a tecnologia de todas as células KELLER citadas neste guia.
O chip e a ponte de Wheatstone
No chip de silício são difundidos quatro resistores, ligados em ponte de Wheatstone. Quando a pressão flexiona o chip, dois resistores aumentam e dois diminuem de valor. Alimentada por uma corrente de excitação, a ponte sai do equilíbrio e gera uma tensão proporcional à pressão. Nas famílias 4L a 10LHP a ponte é semiaberta, com cinco terminais, justamente para permitir a inserção de resistores de compensação.
Sem pressão aplicada, a ponte nunca fica perfeitamente equilibrada. O que sobra é o offset do zero, que o datasheet limita a menos de ±25 mV/mA sem compensação e a menos de ±2 mV/mA depois do ajuste com R3 ou R4.
A KELLER informa um sinal típico de 160 mV/mA, válido para as faixas médias e altas. Nas faixas baixas o sinal é menor. Um exemplo (cálculo nosso, com a sensibilidade típica da tabela e 1 mA): a 7L de 0…5 bar entrega cerca de 160 mV no fundo de escala; a 9L de 0…1 bar, cerca de 80 mV; a 10L de 0…0,1 bar, só uns 13 mV, menos que o offset sem compensação. É por isso que medir em mbar exige cuidado redobrado com a eletrônica.
Diafragma, óleo e passagem de vidro
O chip não pode ter contato com água, óleo hidráulico ou fluido de processo. Nas famílias 4L a 10LHP, ele fica isolado numa caixa metálica cheia de óleo de silicone, fechada por um diafragma metálico soldado rente à face frontal, sem frestas. O fluido empurra o diafragma, o diafragma empurra o óleo e o óleo transmite a pressão ao chip. Os contatos saem por uma passagem de vidro em cinco pinos banhados a ouro, com opção de fios de silicone.
As Séries 2 e 4 seguem outra lógica: são feitas para soldar direto na placa de circuito impresso e o datasheet não menciona membrana de aço nem óleo. Na Série 2 o meio atua direto no chip, por isso ela é só para ar seco; na Série 4 o meio atua na parte traseira do chip, o que admite meios úmidos não agressivos.
Por que o diâmetro limita a faixa
A edição de 2009 do datasheet explica um efeito que continua valendo como raciocínio: o óleo interno dilata com a temperatura e, pela rigidez do diafragma, essa dilatação aparece como uma pressão falsa sobre o chip. Quanto menor o diâmetro da cápsula, maior esse efeito e mais difícil compensar o zero. Os datasheets atuais são coerentes com isso: a 4L, de Ø11 mm, começa em 0…10 bar; a 7L, de Ø15 mm, em 0…5 bar; a 9L, de Ø19 mm, desce a 0…0,2 bar; e a 10L, também Ø19 mm, mas com 15 mm de altura, chega a 0…0,1 bar.
Corrente de excitação
O sinal de um sensor piezorresistivo é proporcional à excitação. Nos datasheets atuais, as famílias 4L a 10LHP são especificadas para corrente constante de 1 mA nominal, com máximo de 3 mA; as especificações valem só a 1 mA, e alimentar a célula de forma diferente da calibração desloca o sinal. (A edição de 2009 limitava a 1,5 mA; para essas famílias, vale o valor atual.) Alimentar em tensão constante cobra seu preço: no datasheet das Séries 2 e 4, o coeficiente de temperatura da sensibilidade nesse modo é de -0,2 %/K, ou seja, cerca de 1 % a cada 5 °C.
Compensação de temperatura
A faixa compensada padrão é de -10…80 °C (na 4L, 0…50 °C). Dentro dela, quem faz a compensação é a sua placa: R1 ou R2 pré-compensam o coeficiente de temperatura do zero e R3 ou R4 ajustam o offset. Esses resistores não fazem parte do fornecimento da célula, e a KELLER recomenda componentes com coeficiente abaixo de 50 ppm/°C quando a faixa de temperatura é ampla.
Para quem tem microcontrolador, a alternativa é o modelo matemático opcional: a cápsula é caracterizada em fábrica em vários níveis de pressão e temperatura e sai com os coeficientes de um polinômio que usa os dois sinais. Quando a compensação digital já vem integrada à cápsula, como nas versões X (7LX, 9LX, 10LX e outras), o produto passa a ser um transmissor.
Os principais tipos de sensor de pressão
Cada tecnologia de conversão tem seu nicho:
| Tecnologia | Princípio | Onde costuma aparecer |
|---|---|---|
| Piezorresistivo | A deformação muda a resistência de resistores em ponte | Uso geral industrial, hidráulica, nível, instrumentos portáteis |
| Capacitivo | A membrana se aproxima de um eletrodo fixo e muda a capacitância | Baixas pressões (mbar), pressão diferencial |
| Piezoelétrico | Um cristal gera carga elétrica quando a pressão varia | Pressão dinâmica, explosões, combustão; não serve para pressão estática |
| Potenciométrico | Um elemento elástico move o cursor de um potenciômetro | Aplicações simples, de baixo custo; sofre com desgaste e vibração |
| Relutância variável | A membrana altera o circuito magnético entre bobinas | Pressão diferencial e faixas baixas |
| Ressonante | A pressão muda a frequência de vibração de um elemento | Referências de alta estabilidade, medição barométrica |
| Óptico | A deformação altera a luz em uma fibra ou interferômetro | Locais com interferência eletromagnética intensa ou acesso difícil |
Na indústria, a disputa real fica entre piezorresistivo e capacitivo. A KELLER usa o capacitivo, com membrana cerâmica, nas faixas de 30 a 300 mbar do manômetro LEO Record; as células deste guia são todas piezorresistivas. Para decidir entre os dois em baixa pressão, leia sensor piezorresistivo ou capacitivo: qual usar.
Referência da pressão: PR, PAA, PA e PD
O que existe do outro lado do diafragma define a referência. As siglas dos datasheets KELLER:
- PR (relativa): zero na pressão atmosférica. A referência precisa chegar à célula: as versões PR têm um tubinho de Ø1,2 × 3 mm na traseira, com opção de capilar de silicone.
- PAA (absoluta): zero no vácuo; a leitura inclui a pressão atmosférica.
- PA (absoluta selada): referência selada a 1 bar absoluto.
- PD (diferencial): mede a diferença entre duas pressões aplicadas. Os datasheets atuais não trazem tabela PD; citam a PD-10L e a PD-9FLX como produtos relacionados.
Nem toda família oferece todas as referências: 4L, 6LHP, 7LHP e 10LHP são só absolutas (PAA e PA). Escolher a referência errada gera erro sistemático desde o primeiro dia. Os exemplos práticos estão em pressão absoluta, manométrica e diferencial.
As famílias de sensores KELLER da Série 3 L–10 L
A página da Série 3 L–10 L reúne as células piezorresistivas com óleo para montagem com o-ring dentro do equipamento do cliente. O quadro resume os datasheets atuais da KELLER (edições 07 e 08/2025); clique no nome da família para abrir o PDF:
| Família | Ø × altura (mm) | Faixas (bar) | Versões | Estabilidade/ano | Meio (°C) |
|---|---|---|---|---|---|
| 4L | 11 × 5,2 | 0…10 a 0…200 | PAA, PA | ±0,50 %FS | -20…85 |
| 7L | 15 × 5 | 0…5 a 0…200 (PR até 50) | PR, PAA, PA | ±0,25 %FS | -20…100 |
| 9L | 19 × 5 | 0…0,2 a 0…200 (PR até 50) | PR, PAA, PA | ±0,2 %FS (> 1 bar) | -40…125 |
| 9FL | 17/21 (flange) × 5,5 | 0…0,2 a 0…200 | PR, PAA, PA | ±0,2 %FS (> 1 bar) | -40…125 |
| 10L | 19 × 15 | 0…0,1 a 0…200 (PR até 50) | PR, PAA, PA | ±0,15 %FS (> 1 bar) | -40…125 |
| 6LHP | 13 × 8 | 0…100 a 0…2000 | PAA, PA | ±0,25 %FS | -40…150 |
| 7LHP | 15 × 8 | 0…100 a 0…2000 | PAA, PA | ±0,25 %FS | -40…150 |
| 10LHP | 19 × 15 | 0…100 a 0…1000 | PAA, PA | ±0,15 %FS | -40…150 |
O que as oito famílias têm em comum, segundo os mesmos datasheets: ponte de 3,5 kΩ ±20 %, excitação de 1 mA, precisão (não-linearidade pela melhor reta, histerese e não-repetibilidade) de ±0,25 %FS típica e ±0,50 %FS máxima (na 4L, só o máximo de ±0,50 %FS), frequência natural acima de 30 kHz, mais de 10 milhões de ciclos de pressão de 0 a 100 %FS e caixa e diafragma em aço inox 316L. Há opção de Hastelloy C-276 ou titânio nas famílias 7L, 9L, 9FL e 10L, e as HP têm variantes em Hastelloy (H), Inconel 718 (I) ou titânio (Ti), conforme a família. O o-ring padrão é FKM (Viton®); para meio abaixo de -20 °C, usa-se fluorsilicone (FVMQ).
Nas famílias HP, a montagem leva o-ring mais anel de suporte em PTFE ou PEEK. Acima de 1600 bar, a KELLER informa que o conjunto o-ring e anel de suporte não é adequado e recomenda soldar a cápsula num corpo.
Famílias como 3L (a de menor diâmetro, Ø9,5 mm), 5L e 8L aparecem só na edição de 2009 do datasheet; antes de projetar com elas, confirme a vigência com a equipe. Fora da Série 3 L–10 L, a categoria tem ainda as Séries 2 e 4, para soldar em placa, e a Série 7 LI, célula de Ø15 mm em Inconel 718 que o datasheet de 2014 da KELLER descreve para 200 °C e faixas de 200 a 1000 bar.
A ficha individual que acompanha cada célula
Cada célula das famílias 4L a 10LHP sai da fábrica com uma ficha de ensaio própria, o ponto de partida para quem compensa na própria eletrônica. Entre os itens:
- número de série e lote do chip, para rastreabilidade;
- offset do zero e valores calculados de R1/R2 (coeficiente de temperatura do zero) e R3/R4 (offset);
- resistência da ponte e sensibilidade a 25 °C, em mV/bar;
- não-linearidade, estabilidade de longo prazo e teste de isolamento a 500 V.
Na maioria das famílias, a KELLER também disponibiliza os dados de calibração em formato JSON pela plataforma myCalibration, por navegador ou API. Não confunda essa ficha de fábrica com um certificado de calibração do instrumento final.
Célula avulsa e reposição
A Kelltech vende a célula avulsa, tanto para projeto novo quanto para reposição. O código da peça já diz quase tudo: a referência (PR, PAA ou PA), a família e a faixa. Alguns sufixos documentados nos datasheets ajudam a decifrar o resto: FL indica a versão com flange, HP a alta pressão, e H, I e Ti o material (Hastelloy C-276, Inconel 718 e titânio). Um PA7LHPI de 1000 bar, por exemplo, é uma célula absoluta selada da família 7LHP em Inconel.
Há um limite importante: transmissores KELLER com compensação digital e as versões Ei não admitem troca de célula em campo. Nesses casos, fale com a equipe sobre reparo ou substituição do instrumento.
Cuidados ao especificar um sensor de pressão
- Faixa e pressão de prova: confira a sobrepressão admissível, não só o fundo de escala; picos de partida e de comutação podem ultrapassá-la.
- Compatibilidade com o fluido: verifique o material do diafragma e do o-ring. O datasheet não traz tabela de compatibilidade química.
- Temperatura: a precisão vale dentro da faixa compensada; fora dela, o erro do zero cresce. Os datasheets também proíbem a formação de gelo na célula.
- Eletrônica disponível: uma célula exige excitação estável, amplificação e compensação. Sem essa eletrônica, um transmissor com saída padronizada resolve com menos risco.
- Montagem livre de tensões: a célula depende do isolamento que o o-ring dá; sob tensão mecânica, zero e estabilidade mudam.
- Posição e tomada de pressão: a dependência da posição é de até 2 mbar (calibração na vertical, diafragma para baixo), e um furo de tomada longo reduz a resposta dinâmica que os 30 kHz da célula permitiriam.
Guias do cluster Sensores de Pressão
Fundamentos e nomenclatura
- Célula de pressão: os nomes da mesma peça
- Ponte de Wheatstone e sensibilidade
- Sensor absoluto selado: PA, PAA e PR
- Sobrepressão do sensor de pressão
- Frequência natural e furo de tomada
Eletrônica, sinal e compensação
- Sensor com saída em mV: do sinal ao CLP
- Alimentação: corrente constante ou tensão
- Compensação de temperatura com resistores
- Deriva térmica do zero por família
- Modelo matemático e compensação digital
- Ficha individual do sensor KELLER
- Saída 4–20 mA ou 0–10 V no transmissor
Escolha e integração
- Como escolher sensor de pressão
- Sensor de pressão OEM: célula ou transmissor
- Validar o sensor OEM com a Série 11
- O que define o preço da célula
- Sensor de pressão miniatura
- Sensor para placa: Série 2 ou Série 4
Aplicações e faixas
- Sensor de pressão em mbar
- Pressão negativa e vácuo
- Sensor de pressão barométrica
- Sensor diferencial para líquido
- Sensor para bloco hidráulico
- Células HP para ultra-alta pressão
- Sensor OEM para compressor
- Sensor para alta temperatura
Montagem, materiais e reposição
- Montagem com o-ring sem deslocar o zero
- Partes molhadas: metal e o-ring
- Óleo de enchimento do sensor
- Como identificar a célula de reposição KELLER
Está escolhendo a célula de pressão para um equipamento, uma bancada ou uma reposição? Mande para a equipe a faixa, a referência (PR, PA, PAA ou PD), o meio, a faixa de temperatura, a quantidade ou o volume anual e a fase do projeto. Com isso, a Kelltech, distribuidora oficial da KELLER no Brasil, indica a família e a construção certas. Veja a Série 3 L–10 L ou fale com a equipe técnica.
Fale com um especialista e encontre o produto certo para a sua aplicação.Equipe técnica da Kelltech, distribuidora oficial KELLER no Brasil.
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