Transdutor Piezo-Elétrico

Definição: O transdutor piezoelétrico é um transdutor eletroacústico usar para conversão do pressão ou estresse mecânico em uma alternância força elétrica. É usado para medir a quantidade física, como força, pressão, estresse, etc., que não é diretamente possível medir.

O transdutor piezo converte a quantidade física em uma tensão elétrica que é facilmente medida por um medidor analógico e digital.

O transdutor piezoelétrico usa omaterial piezoeltrico que tem uma propriedade especial, isto o material induz voltagem quando a press ou stress aplicado a ele. O material que mostra essa propriedade é conhecido como o elemento eletro-resistivo.

A palavra piezoelétrica significa a eletricidadeproduz pela pressão. O Quartzo é o exemplo dos cristais piezoelétricos naturais, enquanto os sais de Rochelle, a desidratação de amônio, o fosfato, o sulfato de lítio e o tartarato de dipotássio são os exemplos dos cristais feitos pelo homem. O material cerâmico também é usado para transdutor piezoelétrico.

O material cerâmico não tem opropriedade piezoelétrica. A propriedade desenvolve-se nele pelo tratamento de polarização especial. O material cerâmico tem várias vantagens. Está disponível em diferentes formas e tamanhos. O material tem a capacidade de trabalhar em baixas tensões, e também pode operar na temperatura mais de 3000ºC

Efeito piezoelétrico

O EMF se desenvolve por causa do deslocamento deas acusações. O efeito é mutável, isto é, se o potencial de variação se aplica a um transdutor piezoelétrico, ele mudará a dimensão do material ou o deformará. Este efeito é conhecido como efeito piezoelétrico.

A pressão é aplicada aos cristais com oajuda dos dispositivos de soma de força para exemplos a tensão é aplicada através de medidores mecânicos de pressão e sensores de pressão, etc. A deformação induz a EMF que determina o valor da pressão aplicada.

Teoria do Transdutor Piezo-Elétrico

Um cristal piezoelétrico é mostrado na figura abaixo.

A polaridade da carga depende da direção das forças aplicáveis.

Onde, d - sensibilidade de carga dos cristais
F - força aplicada em Newton

A força altera a espessura dos cristais.

Onde A - área de cristais em metro quadrado
t - a espessura dos cristais em metros
E - módulo de Young N / m²

O jovem módulo é,

onde ω - largura dos cristais em metro
l - o comprimento dos cristais em metro

Ao substituir o valor da força na equação de carga, obtemos

A tensão de saída é obtida por causa das cargas do eletrodo.

O g é a sensibilidade de tensão dos cristais.

Onde E₀ - intensidade do campo elétrico, V / m

A sensibilidade da tensão dos cristais é expressa pela relação entre a intensidade do campo elétrico e a pressão.

Quando a deformação mecânica ocorre nos cristais, gera cargas. E essa carga desenvolve as voltagens nos eletrodos.

O cristal piezoelétrico é sensível à direção. A polaridade da tensão depende da direção da força que é de tração ou compressiva. A magnitude e a polaridade das cargas dependem da magnitude e da direção da força aplicada.

Modos de Operação do Cristal Piezo-Elétrico

Os cristais piezoelétricos são usados ​​em muitos modos, tesoura de espessura, cisalhamento de face, expansão de espessura, expansão transversal, etc. A figura do corte de medo é mostrada na figura abaixo.

Propriedades do Piezo Elétrico-Cristal

A seguir estão as propriedades dos cristais piezoelétricos.

1. O material piezoelétrico tem alta estabilidade.
2. Está disponível em várias formas e tamanhos.
3. O material piezoelétrico tem saída insensível à temperatura e umidade.

Usos do cristal piezoelétrico

A seguir estão os usos dos transdutores piezoelétricos.

1. O material piezoelétrico tem alta estabilidade e, portanto, é usado para estabilizar o oscilador eletrônico.
2. Os geradores ultrassônicos usam o material piezoelétrico. Este gerador é usado no SONAR para detecção subaquática e em aparelhos industriais para limpeza.
3. É usado em microfones e alto-falantes para converter o sinal elétrico em som.
4. O material piezoelétrico é usado em isqueiro elétrico.

O transdutor tem saída baixa e, portanto, o circuito externo está associado a ele.