PARAMETRIZACION E IMPLEMENTACION DEL SENSOR LDT1-028K
Enviado por rgr0322 • 30 de Enero de 2019 • Documentos de Investigación • 2.216 Palabras (9 Páginas) • 156 Visitas
PARAMETRIZACION E IMPLEMENTACION DEL SENSOR LDT1-028K
PRIMER INFORME
Universidad Distrital “Francisco José de Caldas”
Facultad tecnológica-Electrónica
ROBINSON GONZALEZ ROJAS COD: 20082073030
RESUMEN: En este documento se muestran los principales avances del proyecto de grado, tomando como punto central la parametrización del sensor LDT1-028K, las pruebas que se le realizaron a este sensor y los resultados de estas.
- Piezoelectricidad
La piezoelectricidad es la propiedad de dos materiales piezoeléctricos de generar una tensión eléctrica (voltaje) cuando estos son golpeados o deformados; o viceversa, es decir, cuando a un material piezoeléctrico se le administra una tensión eléctrica, el material producirá una deformación física.
Estos dos fenómenos se estimulan mutuamente, lo que significa que si se golpea o deforma un material con cualidades piezoeléctricas, esa deformación provocará un voltaje que a su vez deformará el material, generando nuevamente una tensión eléctrica, y así sucesivamente. Esto se conoce como oscilación. Este proceso oscilatorio no perdura infinitamente, se va amortiguando hasta desaparecer después de un cierto tiempo.
- Vibración
Una partícula experimenta una vibración mecánica cuando a intervalos iguales, pasa por las mismas posiciones animada por la misma velocidad.
[pic 1]
Fig. 1. Ejemplo de una vibración típica
La vibración se caracteriza por tener los siguientes parámetros:
Posición (S)
Amplitud (A)
Periodo (T)
[pic 2]
Fig. 2. Características de una vibración
Para definir una vibración es necesario conocer su amplitud o desplazamiento, velocidad, aceleración y frecuencia.
[pic 3]
Fig. 3. Posición, velocidad y aceleración de una vibración
- Amplitud o desplazamiento
Es la distancia entre la posición de la partícula que vibra y su posición de reposo. Generalmente nos referimos a la amplitud máxima. Unidad: m
La fórmula para hallar la amplitud de una partícula en vibración es la siguiente:
[pic 4]
Ecu 1. Amplitud de una partícula en vibración
La fórmula para hallar la amplitud máxima de una partícula en vibración es la siguiente:
[pic 5]
Ecu 2. Amplitud máxima de una partícula en vibración
- Velocidad
Es la velocidad que anima a la partícula. Equivale a la derivada del desplazamiento con respecto al tiempo. Unidad: m/seg.
La fórmula para hallar la velocidad de una partícula en vibración es la siguiente:
[pic 6]
Ecu 3. Velocidad de una partícula en vibración
La fórmula para hallar la velocidad máxima de una partícula en vibración es la siguiente:
[pic 7]
Ecu 4. Velocidad máxima de una partícula en vibración
- Aceleración
Es la variación de la velocidad por unidad de tiempo y equivale a la segunda derivada del desplazamiento con respecto al tiempo. Unidad: m/seg2
La fórmula para hallar la aceleración de una partícula en vibración es la siguiente:
[pic 8]
Ecu 5. Aceleración de una partícula en vibración
La fórmula para hallar la aceleración máxima de una partícula en vibración es la siguiente:
[pic 9]
Ecu 5. Aceleración máxima de una partícula en vibración
- Frecuencia
El término hace referencia a la cantidad de veces que un proceso periódico se repite por unidad de tiempo.
La fórmula para hallar la frecuencia de una partícula en vibración es la siguiente:
[pic 10]
Ecu 7. Frecuencia de una partícula en vibración
- Sensor LDT1-028K
Este sensor piezoeléctrico tiene diferentes funciones, detectando fenómenos como la vibración o impacto. Este elemento tiene una carcasa laminada de poliéster, y produce una señal eléctrica cuando las fuerzas del fenómeno se ejercen sobre el elemento.
El sensor LDT1-028K utiliza una película impresa con electrodos de tinta de plata en ambas superficies, además de estar troquelada con sustrato de polímero piezoeléctrico; a esta se le conoce como película piezoeléctrica, esta presenta mejores resultados que la cerámica piezoeléctrica hecha de otros materiales piezoeléctricos.
- Características de una película piezoeléctrica
La película piezoeléctrica es flexible, de plástico ligero, resistente y en ingeniería están disponibles en varios espesores y áreas. Sus propiedades como un transductor incluyen:
• Rango de frecuencia amplia-0.001 Hz a 109 Hz.
• Amplio rango dinámico o capacidad de recoger diafragmas.
• Baja impedancia acústica (cercana a la impedancia del agua, el tejido humano y los sistemas adhesivos.
• Salida de alta tensión, 10 veces superior a la cerámica piezoeléctrica para la misma fuerza de entrada.
• Alta resistencia mecánica y resistencia al impacto.
• Se puede fabricar en diseños inusuales.
• Puede ser pegado con adhesivos comerciales.
- Parametrización del Sensor LDT1-028K
En la hoja técnica del sensor LDT1-028K se muestran generalidades del funcionamiento y las siguientes especificaciones:
Impedancia mínima: 1MΩ
Impedancia ideal: 10MΩ y mayores
Voltaje de salida: 10mV a 100V dependiendo la fuerza y el circuito de impedancia
Almacenamiento de temperatura: -40°C a 70°C
Temperatura de operación: 0°C a 70°C
Además de esto, se observa que para mayores análisis, es necesario consultar en las páginas web que el fabricante propone, pero al ingresar a estas páginas, se muestran datos de películas piezoeléctricas en general y análisis matemáticos basados en las propiedades de estos materiales.
Es difícil realizar una aplicación con este sensor si la hoja técnica no muestra pruebas de vibración, cuáles son sus parámetros de funcionamiento en la variable que propone; por lo tanto se quiere realizar una parametrización, obteniendo los parámetros básicos de funcionamiento del sensor, para una correcta aplicación.
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