¿Cómo determinar la polaridad de un zumbador piezoeléctrico?

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Dentro de un zumbador piezoeléctrico hay un pequeño disco unimorfo / bimorfo que convierte el voltaje en movimiento mecánico. Para funcionar como un zumbador, simplemente alimenta una señal de CA a su frecuencia de resonancia. Sin embargo, John Alexander, el autor de este proyecto: Proyecto STM , patentó un diseño que usa el disco unimorfo dentro de un timbre barato como mecanismo de ajuste fino (US5866902).

Básicamente, si aplica un voltaje de CC a través de la parte cerámica del disco y la parte de bronce, el disco se flexionará una cantidad muy pequeña (alrededor de 100nm / V).

Mi pregunta es esta: Los elementos piezoeléctricos reciben una polaridad aplicando un fuerte campo eléctrico que alinea los momentos dipolares dentro del material piezoeléctrico. Por lo tanto, no puedo saber a priori si el disco piezoeléctrico que quito de un zumbador se extenderá o contraerá cuando aplique un sesgo de voltaje positivo. Teniendo en cuenta que una aplicación de 15 V produciría una flexión de alrededor de 1um, ¿cuál es una forma inteligente de probar la polaridad de un disco?

    
pregunta Hunter Akins

4 respuestas

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Normalmente, cuando se realiza la polarización, se escribe un punto de pintura o un rasguño o algún signo similar en una superficie de piezocerámica para indicar una polaridad positiva. Para ver la deformación, probablemente el mejor sistema es hacer brillar un rayo de luz en la superficie y ver cómo va el rayo reflejado. Otro sistema podría ser acoplar mecánicamente un bimorfo de referencia a la unidad bajo prueba y medir la corriente de salida de la unidad conocida cuando se le da una unidad a la unidad bajo prueba.

    
respondido por el krufra
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He comprado discos de latón piezo-cerámicos específicos en cantidad. Normalmente, un lote es mayormente polarizado igual. :) Sin embargo, algunos pueden ser revertidos. Puede realizar la prueba flexionando el borde del disco y observando la dirección del cambio de voltaje. En mi aplicación, permití cualquiera de las dos polaridades mediante un "amarre" selectivo, los cables se agregan para conectarse en cualquier dirección.

    
respondido por el Dave Sheldon
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Otro método es aplicar un poco de presión en el disco y observar el voltaje generado en un alcance.

Según esta conversación :

  

En las frecuencias por debajo de la resonancia, su impedancia es capacitiva ... sobre   20,000pf promedio. Los más grandes son más altos.

     

La forma más sencilla es si tiene algo como un amplificador de carga. Una entrada fet   seguidor (ganancia de unidad) el amplificador operacional funcionará. Mis alcances de laboratorio son muy altos   Impedancia por lo que puedo conectar el piezo directamente al alcance.

     

Enganche input / grd al piezo. Luego simplemente colóquelos en un soporte (como   un pequeño anillo de aproximadamente 2/3 del diámetro) y presiónalo con un lápiz   borrador o algo así. Ver si la salida del amplificador operacional (o alcance) va   positivo o negativo. Incluso con una presión bastante ligera deberías ver   5-20 voltios.

     

Para que esto funcione, RC tiene que ser un segundo o algo así, eso significa que el amplificador operacional   La entrada (o alcance) debe ser de al menos 50 megohms. Un poco más alto lo haría.   ser mejor La impedancia de entrada del amplificador y la capacitancia de   el elemento forma un filtro de paso alto.

    
respondido por el Marki555
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Simplemente conéctese a un multímetro configurado en voltios dc. Presione en el centro del disco (con un borrador de lápiz). La lectura irá + ve o -ve muy rápidamente (y luego se invertirá), así que observe el signo +/- NO los voltios reales. Debe observar la respuesta inicial y no los cambios posteriores.

Necesitará cambiar la escala Vdc para obtener mejores resultados

    
respondido por el Keithy

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