Entendendo e usando um transdutor piezoelétrico

Neste post, tentamos investigar o que são transdutores e como eles devem ser configurados em circuitos enquanto usados ​​em um determinado aplicativo

Entendendo os transdutores piezoelétricos

Um transdutor piezoelétrico é um dispositivo usado principalmente para converter uma frequência aplicada em som audível. Pode ser comparado a um alto-falante alto, a única diferença é a capacidade de manuseio e os princípios operacionais.

Um alto-falante é usado para lidar com frequências de som de alta potência e pode reproduzir exatamente o que foi alimentado na entrada.

No entanto, um transdutor piezoelétrico pode não ser tão eficiente quanto um alto-falante com potência e qualidade de saída, mas existem alguns dos recursos que tornam esses dispositivos excelentes.

Um transdutor piezoelétrico é especialmente adequado para gerar saídas de som muito nítidas, o que um alto-falante pode não ser capaz de fazer.


Além disso, um transdutor piezoelétrico é barato, muito compacto e elegante, e não requer circuitos complicados para operar.

Basicamente, eles são usados ​​para produzir notas altas aplicáveis ​​a buzinas musicais, dispositivos de aviso, etc.

Especificações gerais (use como gerador de som)

Um transdutor piezoelétrico é de forma redonda com uma base de metal; os transdutores piezoelétricos de 27 mm de diâmetro são mais populares.
Aproximadamente a 3 mm da periferia externa, o material piezoelétrico interno é revestido na base metálica de um piezo.

Este material é bastante vulnerável, principalmente quando solda fios a eles.

Basicamente, esses são dois tipos de contato e três de contato. A base metálica é usada como o terminal de aterramento e o revestimento interno do material do poço se torna o terminal positivo.

Para todos os três tipos de contato, o material piezoelétrico interno consiste em uma pequena seção piezoelétrica discretamente separada que se torna o terceiro contato e se comporta principalmente como o elemento de feedback.

Como conectar 3 cabos piezo


Os três contatos piezoelétricos acima também podem ser usados ​​em aplicações de transdutor de dois fios em que o terceiro contato de realimentação central não é usado.

A frequência externa de um controlador piezoelétrico é aplicada através da base metálica e do material piezoelétrico interno; o piezo começa a vibrar no nível de frequência aplicado, gerando um som agudo.

No entanto, esse som pode ser muito insignificante e de baixo volume, a menos que o piezo seja fixado em uma caixa de plástico especial com um orifício central.

O tamanho do furo é importante e não deve ter mais de 8 mm de diâmetro ou menos de 6 mm de diâmetro.

A carcaça de plástico deve ser tal que o piezo seja colado à plataforma de elevação com um adesivo apenas alguns mm acima da base da carcaça, consistindo no orifício explicado acima.

A porção elevada deve ter apenas 2 mm de largura, apenas apoiando a borda da circunferência piezo.

Todo o procedimento de colagem (instalação) foi explicado neste artigo simples do circuito de toque.

Especificações técnicas – Como funciona o piezo

Como sabemos, um transdutor piezoelétrico converte uma força mecânica em pulsos elétricos equivalentes através dos terminais do seu corpo. A aplicação dessa força mecânica no material piezoelétrico pode ter as seguintes três formas básicas:

  • Transversal
  • Longitudinal
  • Cortar.

Efeito transversal

Nesse impacto, a pressão é cortada ao longo de um eixo neutro (y) movendo cargas ao longo da direção (x), perpendicular à linha de força. A magnitude ou nível de carga (Cz) produzido depende das especificações geométricas do material piezoelétrico. Se tomarmos a, b, d como as dimensões que obtemos:

Cz = dxyFelicenciado em cartas

Onde uma é a dimensão através do eixo neutro, sim está na linha que gera a carga e O coeficiente piezoelétrico é relevante.

Efeito longitudinal

Nesse impacto, a magnitude da carga transferida é especificamente equivalente à força aplicada. No entanto, isso não depende das dimensões piezoelétricas.


A única maneira de aumentar a saída de carga de um elemento piezoelétrico é configurar muitos desses dispositivos mecanicamente em série ou empilhados uns sobre os outros, mas conectados eletricamente em paralelo. A carga gerada pode ser calculada usando a seguinte fórmula:

CX = dxxFXnorte

Onde dxx denota o coeficiente piezoelétrico de uma carga na direção x, produzido pelo esforço ou força aplicada na mesma direção. FX representa a força aplicada na direção x, enquanto norte representa o número de elementos piezoelétricos empilhados uns sobre os outros.

Efeito de corte

Nesse impacto, as cargas geradas são especificamente equivalentes à força exercida, mas não dependem das dimensões piezoelétricas. Quando norte O número de transdutores é empilhado em série uns sobre os outros e conectados eletricamente em paralelo, a magnitude da carga pode ser calculada usando a seguinte equação:

CX = 2dxxFXnorte

Somente o efeito transversal possui uma sensibilidade ajustável para a força aplicada ao material piezoelétrico, o que não está disponível para os resultados do efeito longitudinal e de cisalhamento.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

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Veja na FONTE até ser revisado o post.

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