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Lezione 5 Trasduttori attivi: piezoelettrici termocoppie

Lezione 5 Trasduttori attivi: piezoelettrici termocoppie. Trasduttori attivi. Effetto piezoelettrico Effetto diretto e inverso Sensori di forza, trasduttori di accelerazione, … Comportamento stazionario e dinamico Circuiti ausiliari: elettrometro, amplificatore di carica

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Lezione 5 Trasduttori attivi: piezoelettrici termocoppie

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Presentation Transcript

  1. Lezione 5Trasduttori attivi: piezoelettricitermocoppie

  2. Trasduttori attivi • Effetto piezoelettrico • 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

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