Sensores Piezoelectricos

Consiste en la aparición de una polarización eléctrica en un material al deformarse bajo la acción de un esfuerzo. Es un efecto reversible. Todos los materiales ferroeléctricos son piezoeléctricos. La propiedad piezoeléctrica está relacionada con la estructura cristalina.

Parámetros empleados para las ecuaciones piezoeléctricas y circuito equivalente cuando se mide tensión generada.

Materiales:

• Naturales más comunes: El cuarzo y la turmalina.
• Sintéticos: cerámicas.

Efectos de un esfuerzo mecánico en diferentes moléculas según su simetría.
a) si hay simetría central no se produce polarización.
b) Polarización paralela al esfuerzo.
c) Polarización perpendicular al esfuerzo.

Aplicaciones.
Detección de magnitudes mecánicas Limitaciones:

• No poseen respuesta en c.c.
• Deben trabajar por debajo de la frecuencia de resonancia del material.
• Los coeficientes piezoeléctricos son sensibles a la temperatura.(Cuarzo hasta 260ºC y la turmalita 700ºC).
• La impedancia de salida de los materiales piezoeléctricos es muy baja.
• Algunos materiales piezeléctricos son delicuescentes.

Ventajas:

• Alta sensibilidad y bajo coste.
• Alta rigidez mecánica (deformaciones experimentadas <>
• La siguiente figura muestra algunos montajes de aplicación del efecto piezoeléctrico a baja frecuencia.

Diversos modos de aplicar el efecto piezoeléctrico a baja frecuencia. En cada caso hay una magnitud nula. En el caso a) es el esfuerzo. En e l caso b) es el campo eléctrico. En el caso c) la deformación y en el caso d) la densidad de carga.