Lezione 5 Trasduttori attivi: piezoelettrici termocoppie

Presentazione sul tema: "Lezione 5 Trasduttori attivi: piezoelettrici termocoppie"— Transcript della presentazione:

1 Lezione 5 Trasduttori attivi: piezoelettrici termocoppie

2 Trasduttori attivi Effetto piezoelettrico Effetto termoelettrico
Effetto diretto e inverso Sensori di forza, trasduttori di accelerazione, … Comportamento stazionario e dinamico Circuiti ausiliari: elettrometro, amplificatore di carica Effetto termoelettrico Effetto Peltier, Effetto Thomson, Effetto Seebeck Termocoppie

3 Effetto piezoelettrico

4 Materiali piezoelettrici
Cristallini: quarzo Si O2 sali di Rochelle NaKC4 H4 O6 Ceramici: PZT : titanato-zirconato di piombo Polimeri: PVF2 : polifluoruro di vinile

5 Effetto piezoelettrico “inverso”

6 Attuatore piezo

7 Effetto piezoelettrico “diretto assiale”
Q = F da

8 Effetto piezoelettrico “diretto trasversale”
Q = F dt

9 PZT Titanato-Zirconato di Piombo
q > q Curie q < q Curie

10 PZT Titanato-Zirconato di Piombo
Polarizzazione ed orientamento permanente dei dipoli

11 Sensore di forza

12 Trasduttori di accelerazione
F = m a Q = da F = da m a

13 Q = da F = da m a

14 Trasduttori di accelerazione

15 Trasduttori di accelerazione

16 Modello elettrico della cella piezo

17 Modello elettrico della cella piezo

18 Elettrometro

19 Elettrometro

20 Amplificatore di carica

21 Effetto termoelettrico

22 Effetto Seebeck

23 Effetto Seebeck Il valore massimo del coefficiente di Seebeck viene raggiunto dalla coppia "cromo-costantana" che presenta, alle alte temperature, un coefficiente di Seebeck pari a 58 mV/°C.

24 Effetto Peltier - Effetto Thomson
coefficiente di Peltier ( alla temperatura di 100 °C ) p = + 8 mV/°C per la coppia "rame-platino" p = - 30 mV/°C per la coppia "costantana-platino

25 Effetto Peltier - Effetto Thomson
"coefficiente di Thomson" : t = 8 mV/°C per il rame t = - 23 mV/°C per la costantana.

26 Limite sup. campo di funzionamento
la coppia W-Re / W-Re (tungsteno95% - renio5% / tungsteno74% - renio26%) può operare fino a 2300°C.

27 Funzione di conversione

28 Funzione di conversione

29 Funzione di conversione

30 Funzione di conversione

31 Collegamento dell’utilizzatore

32 Collegamento dell’utilizzatore

33 Collegamento dell’utilizzatore

34 Collegamento dell’utilizzatore

35 Collegamento dell’utilizzatore

36 Creazione del riferimento T2
è necessario un sistema di riferimento che metta a disposizione un “serbatoio di calore” a temperatura T2 conosciuta e fissa!

37 Collegamento dell’utilizzatore

38 Collegamento dell’utilizzatore

39 Collegamento dell’utilizzatore

40 Creazione del riferimento T2
è necessario un sistema di riferimento che metta a disposizione un “serbatoio di calore” a temperatura T2 conosciuta e fissa!

41 Collegamento dell’utilizzatore

42 Collegamento dell’utilizzatore

43 Correzione del riferimento T1

44 Conduttori compensati