SENSORES DE FUERZA PRESION Y SONIDO

CAPTADORES PIEZOELECTRICOS:

Un sensor piezoeléctrico es un dispositivo que utiliza el efecto piezoeléctrico para medir presión, aceleración, tensión o fuerza; transformando las lecturas en señales eléctricas.
Los sensores piezoeléctricos son catalogados como herramientas versátiles para la medición de varios procesos. Son utilizados para garantías de calidad, procesos de control, investigacióny desarrollo en diferentes campos industriales. Aunque el efecto piezoeléctrico fue descubierto por Curie en 1880, éste comenzó a ser implementado en las aéreas sensoriales de la industria solamente a partir del año 1950. Desde entonces, el uso de este principio de medición se ha incrementado, ya que puede ser considerado como una tecnología madura gracias a su fácil manejo y su alto nivel deconfiabilidad. Tiene aplicaciones en campos como la medicina, la industria aeroespacial y la instrumentación nuclear, así como pantallas táctiles de teléfonos celulares. En la industria automovilística, los elementos piezoeléctricos son utilizados para monitorear la combustión durante el desarrollo de motores de combustión interna. Los sensores pueden estar, bien sea montado directamente en hoyosadicionales en la culata o en las bujías las cuales están equipadas con un sensor piezoeléctrico en miniatura.
El ascenso de la tecnología piezoeléctrica está directamente relacionado a un conjunto de ventajas inherentes. A pesar de que los sensores piezoeléctricos son sistemas electromecánicos que reaccionan a la compresión, los elementos sensoriales muestran casi una deflexión nula. Por esta razónlos sensores piezoeléctricos son tan precisos, tienen una frecuencia natural extremadamente alta y una excelente linealidad en amplio rango. Además, la tecnología piezoeléctrica es insensible a campos electromagnéticos y radiación, facilitando mediciones bajo condiciones adversas. Algunos materiales usados (especialmente fosfato de galio o turmalina), poseen un alto grado de sensibilidad inclusoal ser expuestos a altas temperaturas, permitiendo que el sensor sea eficiente hasta temperaturas de 1000 °C. La turmalina también posee piroelectricidad; gracias a esta característica se genera una señal eléctrica cuando la temperatura del cristal es alterada. Este efecto es muy común en materiales piezocerámicos.
Una desventaja de los sensores piezoeléctricos es que no se pueden usar para tomarmediciones de estática verdadera. Una fuerza estática resultaría en una cantidad fija de cargas sobre el material piezoeléctrico. Trabajar con dispositivos de visualización convencionales, materiales aislantes imperfectos, así como la reducción de la resistencia interna del sensor, resulta poco eficiente debido a la pérdida constante de electrones y el bajo rendimiento de la señal. Además lastemperaturas elevadas causan una falla adicional en la resistencia interna y en la sensibilidad de la medición. El mayor efecto del efecto piezoeléctrico es que cuando aumenta significativamente la presión y la temperatura, la sensibilidad se reduce debido a un montaje gemelo (twin-formation).
Para generar una señal de salida útil, los sensores se basan en el efecto piezoeléctrico. ("Piezo" es untérmino griego que significa "apretar".) Cuando los elementos piezoeléctricos están tensas por una fuerza externa, la carga eléctrica se acumula en las  superficies desplazadas opuestas. El desplazamiento de la carga eléctrica debido a la desviación de la red en un cristal de cuarzo natural piezoeléctrico. Los círculos más grandes representan átomos de silicio, mientras que los más pequeños representanoxígeno. Cuarzo cristalino, ya sea en su estado natural o de alta calidad, forma reprocesado, es uno de los materiales más sensibles y estable piezoeléctrico.

Además de los cristales de cuarzo, PCB, también utiliza el hombre, policristalino, piezocerámicos. Estos materiales, que son obligados a convertirse en piezoeléctricos por la aplicación de un campo eléctrico de gran tamaño, producen una...