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ıllı Sensor piezoeléctrico : que es, definición y significado, descargar videos y fotos.

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salud  ıllı Sensor piezoeléctrico : que es, definición y significado, descargar videos y fotos.  


Un disco piezoeléctrico produce voltaje cuando es desfigurado (cambio radical en la manera).

Los sensores piezoeléctricos se consideran herramientas polivalentes para la medición de diferentes procesos, por servirnos de un ejemplo en garantías de calidad, procesos de control o bien investigación y desarrollo en diferentes campos industriales. Si bien el efecto piezoeléctrico fue descubierto por Pierre Curie en mil ochocientos ochenta, no empezó a ser incorporado en las aéreas sensoriales de la industria hasta mil novecientos cincuenta. Desde ese momento, el empleo de este principio de medición se ha aumentado, debido a su simple manejo y su alto nivel de confiabilidad. Tiene aplicaciones en campos como la medicina, la industria aeroespacial y la instrumentación nuclear, como en pantallas táctiles de teléfonos móviles. En la industria automovilística, los elementos piezoeléctricos se usan para monitorear la combustión a lo largo del desarrollo de motores de combustión interna, bien montados de manera directa en hoyos auxiliares en la culata o bien en las bujías, que están pertrechadas con un sensor piezoeléctrico en miniatura.

Transmisor piezoeléctrico en una guitarra acústica.

A pesar de que los sensores piezoeléctricos son sistemas electromecánicos que reaccionan a la compresión, los elementos sensoriales muestran una deflexión prácticamente nula. A ello se debe la alta precisión de estos sensores, ya tienen una frecuencia natural altísima y una buena linealidad en extenso rango. Además de esto, la tecnología piezoeléctrica es indiferente a campos electromagnéticos y a la radiación. Ciertos materiales utilizados (como el fosfato de galio o bien la turmalina), tienen un alto grado de sensibilidad aun siendo expuestos a elevadas temperaturas, dejando que el sensor sea eficaz a temperaturas del orden de mil °C. La turmalina asimismo tiene piroelectricidad, con lo que se produce una señal eléctrica cuando la temperatura del cristal es perturbada. Este efecto es muy habitual en materiales piezocerámicos.


Una desventaja de los sensores piezoeléctricos es que no se pueden usar para mediciones de estática, puesto que una fuerza estática resultaría en una cantidad fija de cargas sobre el material piezoeléctrico. Al trabajar con dispositivos de visualización usuales y materiales aislantes imperfectos, como por la reducción de la resistencia interna del sensor, resulta poco eficaz debido a la pérdida incesante de electrones y el bajo desempeño de la señal. Además de esto, las temperaturas elevadas ocasionan una falla auxiliar en la resistencia interna y en la sensibilidad de la medición. La primordial consecuencia del efecto piezoeléctrico es que cuando aumenta significativamente la presión y la temperatura la sensibilidad se reduce debido al llamado montaje gemelo (twin-formation).


Mientras que los sensores de cuarzo deben enfriarse a trescientos °C a lo largo de las mediciones, existen cristales como el fosfato de galio que no presentan un montaje gemelo hasta el punto de ebullición del propio material. Se piensa que en la naturaleza asimismo existen sensores piezoeléctricos. La smithsonita o bien el carbonato de cinc son piezoeléctricos, y se considera que puede llegar portarse como sensores biológicos de fuerza.?



  • Símbolo esquemático y modelo electrónico de un sensor piezoeléctrico.

Dependiendo de de qué forma se corte el material piezoeléctrico, se consiguen 3 formas de operación diferentes: trasversal, longitudinal o bien tangencial.


Efecto Transeversal


Se aplica una fuerza a lo largo del eje neutro Y, los cambios son generados a los largo del eje X, o sea perpendicular a la línea de fuerza. La cantidad de carga, depende de las dimensiones geométricas del elemento piezoeléctrico, respectivo. Para dimensiones a,b,c se aplica :

Cx = dxyFyb / a,

Donde a es la dimensión alineada con el eje Y, b está alineada con el eje que produce la carga y d es el pertinente factor piezoeléctrico.


Efecto longitudinal


La cantidad de carga producida es de manera directa proporcional por fuerza aplicada y es independiente del tamaño y la manera del elemento piezoeléctrico. Utilizando múltiples elementos mecánicamente en serie y eléctricamente paralelamente, se puede lograr acrecentar la carga emitida. La carga resultante es:

Cx = dxxFxn,

Donde dxx es el factor piezoeléctrico para una carga en dirección X, carga liberada por fuerzas aplicadas a lo largo del eje X (en pC/N). Fx es la carga proporcionada en dirección X y n corresponde al número de elementos en el circuito.


Efecto Tangencial


Nuevamente las cargas producidas son rigurosamente proporcionales a las fuerzas aplicadas y también independientes de la manera y el tamaño de los elementos. Para n elementos mecánicamente en serie y eléctricamente paralelamente la carga es:

Cx = 2dxxFxn.

Un transductor eléctrico tiene una altísima impedancia de salida de corriente continua y puede ser modelado como una fuente proporcional de voltaje y como una red de filtro. El voltaje V en la fuente es de manera directa proporcional por fuerza, presión o bien tensión aplicada. La señal producida está relacionada con esta fuerza mecánica tal y como si hubiese pasado por medio de un circuito equivalente. Un modelo detallado incluye los efectos de la construcción mecánica del sensor y otras no idealidades. La inductancia Lm es ocasionada merced a la masa sísmica y la inercia del propio sensor. Ce es inversamente proporcional a la elasticidad mecánica del sensor. C0 representa la capacitancia estática del transductor , la que es resultado de la inercia de una masa de tamaño infinito. Ri es la resistencia de la salida del aislamiento del elemento del transductor. Si el sensor está conectado a una resistencia de carga, esto asimismo actúa paralelamente con la resistencia del aislamiento, acrecentando la alta frecuencia de corte.


Dos grandes conjuntos de materiales son utilizados en los sensores piezoeléctricos: cerámicos piezoeléctricos y materiales de un solo cristal.El material cerámico (como por servirnos de un ejemplo la porcelana PZT) tienen una sensibilidad incesante que es más o menos 2 órdenes de magnitud más grande que los materiales de un solo cristal y pueden ser producidos por medio de procesos de sinterización de bajo costo. El Efecto “Piezo” en las piezocerámicas se cree que es “entrenado” con lo que desafortunadamente su alta sensibilidad se ve degradada con el tiempo. Esta humillación está enormemente relacionada con la temperatura. Los materiales de cristal menos sensibles (fosfato de galio, cuarzo, turmalina) cuando se manipulan de manera cuidadosa tienen mayor estabilidad en un largo plazo.


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