Cristal de quartzo piezoelétrico
Um cristal de quartzo é um material piezelétrico que pode gerar uma tensão proporcional à tensão aplicada sobre ele. Para a aplicação, um cristal de quartzo natural tem que ser cortado na forma de uma placa fina de formato retangular ou oval de espessura uniforme. Cada cristal tem três conjuntos de eixos - eixos ópticos, três eixos elétricos OX1, OX2 e OX3 com 120 graus entre si, e três eixos mecânicos OY1, OY2 e OY3 também a 120 graus um com o outro. Os eixos mecânicos estarão em ângulo reto com os eixos elétricos. Alguns dos parâmetros que decidem a natureza do cristal para a aplicação são
Ângulo no qual a bolacha é cortada do cristal de quartzo natural
· Espessura da placa
· Dimensão da placa
· Meios de montagem
Efeito piezoelétrico
O eixo XY de um cristal piezelétrico e sua técnica de corte são mostrados na figura abaixo.
XY Machados de um Cristal Piezoelétrico
A direção, perpendicular à face maior, é o eixo de corte referido.
Se uma tensão elétrica é aplicada nas direções de um eixo elétrico (eixo X), uma deformação mecânica é produzida na direção do eixo Y, que é perpendicular ao eixo X relevante. Da mesma forma, se uma deformação mecânica for dada ao longo do eixo Y, cargas elétricas serão produzidas nas faces do cristal, perpendiculares ao eixo X, que é perpendicular ao eixo Y.
Alguns dos materiais que herdam o efeito piezoelétrico são o cristal de quartzo, o sal de Rochelle, o titanato de bário e assim por diante. As principais vantagens desses cristais são que eles têm alta capacidade de estado mecânico e térmico, capacidade de suportar alta ordem de deformação, baixo vazamento e boa resposta de freqüência, e assim por diante.
Um transdutor piezoelétrico pode ser operado em um dos vários modos, como mostrado na figura abaixo.
Cristal piezoelétrico
Transdutor Piezelétrico
O principal princípio de um transdutor piezelétrico é que uma força, quando aplicada sobre o cristal de quartzo, produz cargas elétricas na superfície do cristal. A carga assim produzida pode ser chamada de piezoeletricidade. A eletricidade piezoelétrica pode ser definida como a polarização elétrica produzida por tensão mecânica em determinada classe de cristais. A taxa de cobrança produzida será proporcional à taxa de mudança de força aplicada como entrada. Como a carga produzida é muito pequena, é necessário um amplificador de carga para produzir uma tensão de saída suficientemente grande para ser medida. O dispositivo também é conhecido por ser mecanicamente rígido. Por exemplo, se for dada uma força de 15 kiloN ao transdutor, ele pode somente desviar para um máximo de 0,002 mm. Mas a resposta de saída pode ser tão alta quanto 100KHz. Isso prova que o dispositivo é melhor aplicável para medições dinâmicas.
A figura mostra um transdutor piezoelétrico convencional com um cristal piezoelétrico inserido entre uma base sólida e o membro somador de força. Se for aplicada uma força na porta de pressão, a mesma força cairá sobre o membro de soma de força. Assim, uma diferença de potencial será gerada no cristal devido à sua propriedade. A tensão produzida será proporcional à magnitude da força aplicada.
Transdutor Piezelétrico
O transdutor piezoelétrico pode medir a pressão da mesma maneira um força ou um a aceleração pode ser medida. Para medição de baixa pressão, a possível vibração da quantidade deve ser compensada. A pilha de discos de quartzo de medição de pressão enfrenta a pressão através de um diafragma e do outro lado dessa pilha, a massa compensadora seguida de um quartzo compensador.
Aplicações
1. Devido à sua excelente resposta de freqüência, é normalmente usado como um acelerômetro, onde a saída é da ordem de (1-30) mV por gravidade de aceleração.
2. O dispositivo é geralmente projetado para uso como um parafuso de pré-tensão, de modo que as medições de força de tensão e de compressão possam ser feitas.
3. Pode ser usado para medir força, pressão e deslocamento em termos de tensão.
Vantagens
1. Resposta de freqüência muito alta.
2. Auto gerando, então não há necessidade de fonte externa.
3. Simples de usar, pois possuem dimensões pequenas e grande faixa de medição.
4. O titanato de bário e o quartzo podem ser feitos em qualquer forma e forma desejados. Ele também tem uma grande constante dielétrica. O eixo do cristal é selecionável, orientando a direção da orientação.
Um transdutor LTRASONIC pode ser personalizado em suas aplicações, combinando com o tipo adequado e oferecendo uma solução profissional.
