Como funcionam os sensores de vibração piezoelétricos

O que é um sensor de vibração piezoelétrico?

Sensores piezoelétricos são dispositivos que usam o efeito piezoelétrico para medir o potencial elétrico causado pela aplicação de força mecânica a um material piezoelétrico. Eles são baseados no princípio da conversão eletromecânica de energia e medem principalmente a força, bem como outras grandezas como pressão, aceleração, temperatura, tensão, convertendo os dados adquiridos em uma carga elétrica.

Medições de vibrações, movimentos flexíveis, toque e choque são majoritariamente medidas feitas por Sensores Piezoelétricos. Eles são usados ​​em setores como mineração, petroquímico, papel e celulose, cimentos, siderurgia, saúde, aeroespacial, farmacêutico, entre outros.

Como funcionam os sensores de vibração piezoelétricos?

Os sensores piezoelétricos funcionam com base no princípio do efeito piezoelétrico. Piezoelétrico tem origem na palavra grega piezein, que significa literalmente apertar ou pressionar. Como este último sugere, estamos espremendo cristais de quartzo para produzir uma voltagem elétrica. Assim, os sensores piezoelétricos funcionam aplicando energia mecânica a um cristal nas seguintes etapas:

1. Um cristal piezoelétrico é colocado entre duas placas metálicas que estão em perfeito equilíbrio (mesmo que não estejam dispostas simetricamente) e não conduzem corrente elétrica.
2. Placas de metal aplicam força mecânica ou estresse ao material. As cargas elétricas forçadas dentro do cristal são desequilibradas e excesso de cargas negativas e positivas aparecem em lados opostos da face do cristal.
3. A placa de metal coleta essas cargas e produz uma tensão que envia uma corrente elétrica através de um circuito. Isso se transforma em piezoeletricidade.

É importante entender o comportamento dos cristais piezoelétricos para compreender o efeito piezoelétrico. Sensores piezoelétricos baseados no efeito piezoelétrico podem operar a partir de forças transversais, longitudinais ou de cisalhamento e não são sensíveis a interferências de campos elétricos e radiação eletromagnética. A resposta também é muito linear em amplas faixas de temperatura, tornando-o um sensor ideal para ambientes industriais severos.

Os sensores piezoelétricos têm vários benefícios, como:

• Eles oferecem respostas de alta frequência de maneira muito rápida as mudanças de parâmetros mais sensíveis.
• Alta resposta transitória, pois são capazes de detectar eventos de microssegundos.
• Fornecem respostas mais lineares e estáveis por não serem sensíveis a interferências elétrica e eletromagnéticas.
• Possuem dimensões reduzidas e construção robusta, o que significa que são fáceis de manusear e oferecem maior durabilidade.
• Possuem baixíssimos níveis de ruído e fornecem respostas lineares e estáveis mesmo em ambientes com grande variações de temperaturas.

Oferecemos sensores piezoelétricos sem fio como nosso Sensor de Vibração Piezoelétrico (também disponíveis nas versões ATEX/IECeX).

Nossos sensores ajudam você a detectar os sintomas de falhas no estágio mais inicial possível, evitando as falhas de máquinas, garantindo alta disponibilidade e trazendo mais eficiência ao seu negócio.