Coluna líquida em U

Para padrão de pressão pequena, principalmente para calibração de instrumentos de medição de vazão e nível, utiliza-se o manômetro de coluna em U. O uso da coluna líquida para a medição de pressão se baseia no princípio de que uma pressão aplicada suporta uma coluna líquida contra a atração gravitacional. Quanto maior a pressão, maior a coluna líquida suportada.

A unidade de pressão da coluna líquida é o comprimento. Mesmo que o comprimento não seja reconhecido pelas normas ISO como unidade de pressão, por uma questão de conveniência e tradição, ele ainda é muito usado para medir pequenas pressões.

A área da seção transversal do tubo não afeta a medição e, por isso, pode ser não uniforme. Em um determinado local, com g constante e conhecido, a sensitividade depende somente da densidade do fluido. Água e mercúrio são os líquidos mais usados: a água por ser o mais disponível e o mercúrio por ter uma altíssima densidade e, como consequência, implicar em pequenas alturas de coluna.

Para melhorar a precisão, devem ser considerados os seguintes parâmetros:

1. Expansão da escala graduada.
2. Valor exato do g local.
3. Não verticalidade do tubo.
4. Dificuldades na leitura do menisco do líquido formado pela capilaridade.
5. Densidade do fluido cuja pressão está sendo medida. Isto ainda depende da temperatura e da pressão. No caso de gases, depende também do conteúdo da umidade.

Para trabalho de alta precisão, todos esses fatores devem ser considerados. Tipicamente, para uma coluna d’água:

1. Uma diferença de temperatura de 16 ^oC varia o fator de conversão para pascal de 0,18%.
2. Diferenças devidas à gravidade são de cerca de 0,1%.
3. O fator devido à densidade do ar é de 0,12%.

Com tais cuidados, pode-se ter precisão de até 0,01 mmHg. Quando se usa coluna d’água para medir pressões diferenciais em altas pressões estáticas (ordem de 100 atmosferas), o erro devido ao desprezo da densidade do ar é da ordem de 10%.

O manômetro da coluna U pode ter várias formas para aumentar sua precisão, como manômetro com poço, com escala inclinada e com micrômetro.