Piezocomposites metal-cerámica como elementos activos en acelerómetros

Abstract

Piezoelectric ceramic materials have an important number of applications that is continuing increasing. One of these applications is as driving element in the design of an accelerometer. They may be used in monitoring vibration for the automobile and aeroespacial industries and robotic or civil engineering. The cymbal transducer is a good candidate for accelerometer applications due to its high effective piezoelectric charge coefficients. In this work it is shown that changes in the geometry and size of the caps improve the performance of the sensor. The sensitivity of the cymbal accelerometer increases with decreasing cap size. The mechanical vibration response of the cymbal is studied and different properties, like resonant frequency, electromechanical coupling coefficient, and fastest response time are compared.<br><br>Los materiales cerámicos piezoeléctricos presentan un número importante y en continuo aumento de aplicaciones. Entre éstas su utilización como elementos activos en el diseño de acelerómetros posibilita el control de vibraciones en la industria del transporte, aerospacial, robótica e ingeniería civil entre otras. Entre los múltiples diseños como material compuesto destaca, gracias a sus elevados coeficientes de carga efectivos, el denominado tipo címbalo. En este trabajo se comprueba que modificando la geometría y el tamaño de las cápsulas se optimiza el comportamiento del sensor. Concretamente una disminución en el tamaño de las cápsulas se traduce en un aumento de la sensibilidad del acelerómetro. También se muestran los espectros de impedancia y se comparan distintas propiedades como son la frecuencia de resonancia, coeficiente de acoplo electromecánico y tiempo mínimo de respuesta.

Keywords

• Accelerometer
• impact sensor
• piezoelectric
• cymbal
• Acelerómetro sensor de impacto
• piezoeléctrico
• címbalo