O projeto pediu um "sensor de pressão" para a entrada analógica do CLP. Chega à bancada uma peça pequena, com pinos finos e uma ficha de calibração cheia de valores em milivolts. Ligada direto no cartão de 4…20 mA, ela não mostra nada. Ninguém errou na fabricação: o pedido é que não deixou claro o tipo de sinal. Essa é a diferença entre transmissor e transdutor de pressão na prática, e ela aparece na hora da instalação, quando já é tarde.
A regra curta tem três degraus. O sensor é a célula que mede: converte pressão em um sinal elétrico bruto, em milivolts. O transdutor é esse sensor com fixação e conexão mecânica (corpo, rosca, carcaça), ainda com o sinal em mV. O transmissor soma ao sensor e à fixação uma eletrônica que entrega um sinal padronizado e um conector, pronto para viajar pelo cabo até o CLP, o indicador ou o controlador. Para o panorama completo, veja o que são sensores de pressão e como funcionam. A seguir, o que muda em cada um, uma tabela de sinais e um roteiro para especificar sem surpresa.
Sensor e transdutor de pressão: o sinal em milivolts
No sensor piezorresistivo, a pressão deforma um chip de silício com resistores ligados em ponte de Wheatstone. A ponte é alimentada e, quando a pressão muda, a resistência dos braços muda e aparece uma pequena tensão na saída. Esse sinal é da ordem de milivolts e não é corrigido: ele carrega o deslocamento de zero (offset) e a variação com a temperatura próprios daquele chip.
Os sensores KELLER Série 3 L a 10 L ilustram bem a construção. Nos datasheets, a KELLER chama essas células de "cápsula de transdutor" ou "transdutor OEM"; neste artigo, seguindo a nossa definição, elas são o sensor, a célula que mede. Segundo o datasheet da KELLER (edição 07/2025):
- o chip de silício fica isolado em uma caixa metálica cheia de óleo de silicone, fechada por um diafragma metálico soldado rente à face frontal; a pressão chega ao chip através do óleo;
- a alimentação nominal é de 1 mA em corrente constante; as especificações valem só nessa condição, e o sensor não deve ser alimentado com mais de 3 mA;
- o sinal típico é da ordem de 160 mV por mA nas faixas médias e altas; as faixas baixas entregam menos milivolts;
- a precisão à temperatura ambiente é de ±0,25 %FS típica e ±0,50 %FS máxima, incluindo não-linearidade, histerese e repetibilidade;
- cada peça vem com ficha de calibração individual: sensibilidade, não-linearidade, offset do zero e os valores calculados das resistências de compensação, que o integrador monta na própria placa (as resistências não acompanham a peça).
Esse último ponto resume a natureza do sensor: ele chega caracterizado, mas a amplificação e o condicionamento final ficam por conta de quem o integra. A Kelltech fornece a célula avulsa para quem vai integrá-la. O que fazer com esses milivolts antes do CLP está em sensor de pressão com saída em mV, e a construção está detalhada em nosso artigo sobre transdutores de pressão.
Quando esse sensor ganha corpo e conexão mecânica, vira transdutor. Um exemplo do catálogo é a Série 11: o sensor da Série 10 instalado com os resistores de compensação numa carcaça de inox, com rosca G 1/4" e conector, mas ainda com saída em mV e alimentação de 1 mA.
Por que corrente constante?
O sinal da ponte é proporcional à excitação. O datasheet atual avisa que a tensão de saída acompanha a corrente e que alimentar o sensor de forma diferente da usada na calibração desvia o sinal. Por isso a fonte de excitação faz parte do projeto: trocar a forma de alimentar muda o comportamento do sensor.
Transmissor de pressão: sensor + fixação + condicionamento de sinal
O transmissor coloca, dentro do mesmo corpo, a eletrônica que o integrador teria de projetar: excitação da ponte, amplificação, compensação de temperatura, linearização e um estágio de saída padronizado, com conector para a ligação externa. O resultado é um sinal padronizado que as entradas industriais comuns aceitam, sem componentes externos. O funcionamento completo está em o que são transmissores de pressão e como funcionam.
Dois exemplos KELLER mostram até onde vai esse condicionamento:
- Série 21 Y: um sensor de temperatura interno divide a faixa térmica em campos de 1,5 K; para cada campo, os valores de correção de zero e de ganho são calculados na calibração e gravados em EEPROM. Saída 4…20 mA (2 fios, alimentação 8…32 VDC) ou 0…10 V (3 fios, 13…32 VDC), com margem de erro total máxima de ±1,0 %FS entre 0 e 50 °C.
- Série 33 X / 35 X: um microprocessador com conversor A/D de 16 bits resolve um modelo polinomial de pressão e temperatura. A saída digital RS485 tem margem de erro de 0,05 %FS (10…40 °C); quando a saída é analógica (4…20 mA ou 0…10 V), o conversor D/A acrescenta 0,05 %FS.
Tabela comparativa: os sinais de saída lado a lado
Mais útil que o nome do produto é o sinal que ele entrega. Esta tabela resume os casos mais comuns:
| Sinal | Tipo de instrumento | Alimentação | O que o receptor precisa | Onde faz sentido | Exemplo KELLER |
|---|---|---|---|---|---|
| mV (ponte) | Sensor (célula) ou transdutor | Corrente constante (1 mA nominal) | Fonte de excitação, amplificador, compensação | Equipamento OEM com eletrônica própria, cabo curto | Série 3 L–10 L (sensor), Série 11 (transdutor) |
| 0,5…4,5 V ratiométrico | Transmissor (saída OEM) | 5 V regulados | Conversor A/D referenciado aos mesmos 5 V | Máquinas e equipamentos com eletrônica de 5 V | Série 21 C |
| 4…20 mA | Transmissor, 2 fios | 8…32 VDC (Série 21 Y) | Entrada de corrente do CLP ou indicador | Planta industrial, cabos longos | Série 21 Y, Série 33 X |
| 0…10 V | Transmissor, 3 fios | 13…32 VDC (Série 21 Y) | Entrada de tensão de alta impedância | Painéis, distâncias curtas | Série 21 Y, Série 33 X |
| Digital RS485 | Transmissor digital | Conforme o modelo | Mestre do barramento ou PC com conversor | Alta precisão, vários pontos em um barramento | Série 33 X / 35 X |
Sobre o ratiométrico: o sinal é uma fração da alimentação, e não uma tensão absoluta. Se o conversor A/D usa os mesmos 5 V como referência, uma oscilação da fonte afeta sinal e referência na mesma proporção, e a leitura não muda. A Série 21 C entrega 0,5…4,5 V com alimentação de 5,0 VDC ±0,5 V.
Por que a confusão é tão comum
Em inglês, "pressure transducer" é usado com frequência para qualquer sensor de pressão com saída elétrica, inclusive os amplificados, e os próprios fabricantes chamam a célula de "transdutor". Catálogos e pedidos de compra traduzidos carregam essa ambiguidade, e "sensor de pressão" virou o termo guarda-chuva para tudo. Também circula a explicação de que o transdutor "converte sinal elétrico em analógico", o que não descreve nenhum dos dois: o sensor é que converte pressão em sinal elétrico; o transdutor dá a ele fixação e conexão, e o transmissor trata e padroniza esse sinal.
Na dúvida, ignore o nome e confira três dados: o sinal de saída, a alimentação e o número de fios. Eles dizem com precisão o que você está comprando.
Quando usar transdutor e quando usar transmissor
O sensor ou o transdutor em mV fazem sentido quando
- você projeta o próprio equipamento e já tem eletrônica para excitar, amplificar e compensar o sinal;
- o espaço é crítico: a célula mais compacta da linha atual, a Série 4L, tem Ø 11 × 5,2 mm;
- a medição é dinâmica: a frequência natural das células da Série 3 L–10 L é superior a 30 kHz, e a sua eletrônica define a taxa de aquisição;
- o cabo entre sensor e eletrônica é curto, dentro do próprio equipamento.
O transmissor faz sentido quando
- o sinal vai para um CLP, indicador ou controlador de mercado, que espera 4…20 mA, 0…10 V ou um protocolo digital;
- há distância entre o ponto de medição e o painel, e ruído elétrico no caminho (inversores de frequência, motores);
- você não quer lidar com resistências de compensação e ajuste de zero na montagem;
- a aplicação pede precisão em uma faixa ampla de temperatura, com compensação feita na calibração de fábrica em pressão e temperatura.
Cuidados na instalação de cada um
Sensor ou transdutor em mV: alimente com 1 mA em corrente constante (o datasheet atual da Série 3 L–10 L limita a 3 mA e só garante as especificações a 1 mA), monte as resistências de compensação indicadas na ficha, instale a célula livre de tensões mecânicas e mantenha o cabo curto e blindado. Sinais de milivolts são fáceis de contaminar com ruído.
Transmissor 4…20 mA: confira a carga máxima do laço. No datasheet da Série 21 Y, a resistência de carga deve ser menor que (U − 8 V) / 0,025 A. Exemplo com fonte de 24 V:
Rmáx = (24 V − 8 V) / 0,025 A = 640 Ω
Esse valor precisa cobrir a resistência de entrada do cartão do CLP somada à do cabo, ida e volta. Exemplo: com uma entrada de 250 Ω, sobram 390 Ω para o cabo e para eventuais indicadores em série.
Transmissor com saída analógica e digital: na Série 33 X, o datasheet alerta que pode haver interferência no sinal 4…20 mA durante a comunicação pela porta RS485. Se usar as duas saídas, leve isso em conta no programa do CLP.
Checklist antes de pedir o orçamento
- Sinal de saída: o que o receptor aceita (mV, 4…20 mA, 0…10 V, ratiométrico, RS485)?
- Alimentação disponível: 24 VDC de painel, 5 V de placa ou fonte de corrente constante?
- Tipo de pressão: relativa, absoluta ou diferencial. Se tiver dúvida, veja a diferença entre pressão absoluta, manométrica e diferencial.
- Faixa e sobrepressão: a pressão normal de trabalho e os picos que o sensor vai enfrentar.
- Temperatura: do fluido e do ambiente, porque ela define a margem de erro total.
- Conexões: rosca de processo, conector ou cabo, grau de proteção.
- Precisão necessária: em %FS e em qual faixa de temperatura ela vale.
Com essas respostas, a escolha entre sensor, transdutor e transmissor costuma se resolver sozinha, e o modelo certo aparece no catálogo.
Vai integrar o sensor na sua própria eletrônica ou precisa de um sinal pronto para o CLP? Veja os sensores Série 3 L–10 L citados acima e a linha de transmissores de pressão KELLER, ou fale com a equipe técnica da Kelltech com o sinal, a faixa, a referência (PR, PA ou PAA), o meio, a temperatura e a quantidade prevista em mãos.
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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