TRANSDUCTORES PIEZOELECTRICO

Transductores piezoeléctricos
Algunos elementos cristalinos como el cuarzo, la turnalina y otros materiales sinteticos poseen la propiedad de adquirir una polarización en la dirección de losdenominados ejes eléctricos, cuando se les somete a un esfuerzo y se deforman según la dirección de los llamados ejes mecanicos.
El fenómeno se debe al desplazamiento que sufre el centro de gravedad de lascargas o iones positivos y negativos, generándose un efecto de dipolo eléctrico. Esta propiedad se aprovecha para obtener sensores de deformación o indirectamente de fuerza, par o presión. Las formasde aprovechar este efecto puede ser básicamente dos:
Medición de la carga de polarización.
Medición de la frecuencia de oscilación.
Los sensores basados en el primer método mide la densidad decarga superficial que aparece en la dirección de los ejes eléctricos al someter al cristal a una presión en la dirección de los ejes mecánicos. Dicha densidad de cargas es proporcional a la presión:q/S= k F/S
La constante de proporcionalidad para el cuarzo, por ejemplo, es de 2,1 x 10 -12 culombios/ newton. Un circuito electrónico permite detectar por influencia la carga eléctrica yproporcionar una señal de salida proporcional a la deformación.
El segundo método aplicable con los cristales piezoeléctricos se basa en la medición de su frecuencia de oscilación cuando se les coloca en uncircuito con realimentación positiva. Un cristal con electrodos dispuestos en la dirección de los ejes eléctricos tiene una frecuencia propia de oscilación que depende básicamente de sus dimensiones.Eléctricamente el sistema tiene un circuito equivalente como el que se muestra en la figur………. Donde la inductancia L y la capacidad C dependen de las dimensiones del cristal, y la capacidad C, es unacapacidad parasita que aparece entre los electrodos. La frecuencia propia de resonancia fn en condiciones estáticas depende de los valores de L y C según la conocida formula:
Fn=
La capacidad...