Lezione 5 Trasduttori attivi: piezoelettrici termocoppie

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

Effetto piezoelettrico

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

Effetto piezoelettrico “inverso”

Attuatore piezo

Effetto piezoelettrico “diretto assiale” Q = F da

Effetto piezoelettrico “diretto trasversale” Q = F dt

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

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

Sensore di forza

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

Q = da F = da m a

Trasduttori di accelerazione

Trasduttori di accelerazione

Modello elettrico della cella piezo

Modello elettrico della cella piezo

Elettrometro

Elettrometro

Amplificatore di carica

Effetto termoelettrico

Effetto Seebeck

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.

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

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

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

Funzione di conversione

Funzione di conversione

Funzione di conversione

Funzione di conversione

Collegamento dell’utilizzatore

Collegamento dell’utilizzatore

Collegamento dell’utilizzatore

Collegamento dell’utilizzatore

Collegamento dell’utilizzatore

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

Collegamento dell’utilizzatore

Collegamento dell’utilizzatore

Collegamento dell’utilizzatore

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

Collegamento dell’utilizzatore

Collegamento dell’utilizzatore

Correzione del riferimento T1

Conduttori compensati