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Frequenza di risonanza e ceramiche piezoelettriche

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[11] Re: Frequenza di risonanza e ceramiche piezoelettriche

Messaggioda Foto Utenterichiurci » 24 apr 2018, 22:33

Un cristallo vibra a lungo perché non gli sottrai energia...

E l'energia che ricaverai sarà MOLTO minore di quella fornita agli altoparlanti

Se un bicchiere alto 10cm emette un suono acuto, figurati un cristallo piezo.

comunque... prova a spararci sopra con l'altoparlante una frequenza crescente di intensità cost e misura la tensione generata....vedi se ha uno o più picchi
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[12] Re: Frequenza di risonanza e ceramiche piezoelettriche

Messaggioda Foto Utentedavidde » 25 apr 2018, 8:56

Ciao a tutti,

per quanto ne so sarà difficile ricavare livelli di energia utili. Per deformare le ceramiche le sollecitazioni devono essere intense.

Mi interesserebbe capire come posso trovare la frequenza di risonanza libera del disco piezo.


La frequenza di risonanza dipende dalla forma e della ceramica e dal materiale; se non vado errato è strettamente legata allo spessore, più lo spessore è alto più bassa è la frequenza di risonanza e viceversa. In linea di massima comunque le frequenze di risonanza sono alte, oltre l'udibile. E' comunque un parametro che viene indicato nel datasheet della ceramica perché individuarlo richiede attrezzature specifiche. Se guardi negli ultimi due link che ti ho postato noterai che per ogni ceramica è indicata la frequenza di risonanza.

CERAMICHE PIEZOELETTRICHE:

Piezoceramici guida introduttiva

Morgan Technical Ceramics secondo me è il sito più completo, devi cercare un po' ma saltano fuori tanti articoli interessanti.

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[13] Re: Frequenza di risonanza e ceramiche piezoelettriche

Messaggioda Foto Utentevenexian » 25 apr 2018, 9:18

In linea di principio, la frequenza di risonanza che si ottiene percuotendo il cristallo ha ben poco a che vedere con quella che si ottiene facendolo oscillare con l'eccitazione elettrica.

Percuotendolo oscillerà flettendosi lungo una direzione giacente sul piano normale al minimo spessore medio, mentre l'oscillazione imposta dall'eccitazione elettrica sarà determinata dalla posizione delle metallizzazioni sul cristallo.

Questo è il motivo per il quale percuotendo il cristallo si ottiene una risonanza a una frequenza udibile, anche quando il cristallo è caratterizzato da una risonanza elettrica a frequenze molto più elevate.
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[14] Re: Frequenza di risonanza e ceramiche piezoelettriche

Messaggioda Foto UtenteJackd » 25 apr 2018, 12:16

Mi era scappata questa discussione, chiedo venia. Vediamo di Riparare.

shadsu ha scritto:Mi chiedevo se fosse possibile generare elettricità da ceramica piezoelettrica semplicemente facendola vibrare (alla sua frequenza di risonanza).


Si

In teoria ogni oggetto ha la sua frequenza di risonanza, dunque anche una ceramica piezo.


Si

Ho a casa dei trasduttori per una lavatrice ad ultrasuoni , con due dischi piezo incastonati in due pezzi di acciaio begli spessi. Vorrei trovare la frequenza di risonanza dei dischi, come poso fare?


Qui la cosa si comincia a fare interessante, di chi sono questi trasduttori? Cinesate o roba italiana?
Mi metti una foto che magari è roba mia :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen:
Battute a parte, se passi da me in ditta, in 1 minuto te lo misuro o meglio te lo faccio vedere, diciamo che con l'ausilio di un generatore di funzioni, di un oscilloscopio e di un ciruitino, riesci per via visiva, trovare il punto esatto di risonanza.

In linea di massima, ogni produttore di ceramiche piezoelettriche ha a catalogo una serie di impasti diversi con caratteristiche elettromeccaniche diametralmente opposte, di questi impasti solo uno è adatto per produrre trasduttori per lavaggio; altri impasti sono studiati per le saldatrici di materie plastiche, altri per gli attuatori lineari, altri per i twitter, ecc...
Quindi per venire a noi, la forma fisica dell'anello piezo ed il materiale fanno parte integrante della frequenza di risonanza, e questo dato è generalmente fornito dal produttore di ceramiche su richiesta, ma è un dato che serve e non serve:

Il fatto che i loro lati siano appoggiati all'acciaio influisce sulla loro frequenza di risonanza ?


Si, come influisce la forma geometrica dell'alluminio ed del ferro che li compongono, come la presenza o meno di altri trasduttori in area(*), come influisce il modo in cui è stato fisicamente connesso il trasduttore alla superficie, come i N/m della vite che tiene compressi i dischi di ceramica tra di loro;
ovviamente i sopracitati fattori influiscono in +o- con pesi molto diversi.

Quindi il produttore di trasduttori, scegliendo i parametri di cui sopra, puo' usare un anello che nominalmente ha una risonanza attorno ai 20Khz, per produrre un trasduttore da 22 o 27 o 38Khz

Secondo voi, una volta trovata la frequenza e generandola con degli altoparlanti potrei ricavarne elettricità?


Usando trasduttori per lavaggio come rilevatori, non ci ricavi niente di utile in aria, forse impiegando potenze considerevoli come quelle nei concerti e ponendosi molto dannatamente vicino alle casse acustiche, ma non ha senso, è come voler misurare quanti litri può contenere un lago usando un cucchiaino da the: qualcosa ottieni ma, mi ripeto non ha senso.

Discorso diverso se parliamo di trasmissione in acqua al posto che aria: da test eseguiti sul campo, la tensione rilevata ai capi di un trasduttore "non caricato" usato come "ricevitore" può arrivare anche a valori di poco inferiori alla tensione di alimentazione degli altri trasduttori usati come "emettitore" (600/800Vpp, V non mV), però come applichi un carico la tensione si pianta.
Anche qui il sistema ha senso entro certi termini ben definiti.


So che per trovare la frequenza dovrei far vibrare l oggetto, registrare il suono e verificare la frequenza, solo non capisco come sia possibile che i piezo generino ultrasuoni.
Se vi batto contro ho un rumore udibile e la frequenza di risonanza dunque dovrebbe essere udibile, i piezo però sono in grado di generare ultrasuoni...


Lascia stare congetture inutili, come sopra, lo misuri con generatore di funzioni e oscilloscopio.

La mia è giusto curiosità ma vorrei generare elettricità semplicemente riproducendo la loro frequenza di risonanza giusto a scopo ludico ... Mi dareste una mano?


Ogni trasduttore ad ultrasuoni risuona ad una frequenza diversa dall'altro, per effetto delle tolleranze generali costruttive, e dei materiali; ci sta che a culo ne hai due di molto simili ma non è una regola, come ci sta che ci siano anche 400-500hz di differenza.
I miei per esempio non hanno tutto questo delta perché ovviamente i miei sono i migliori prodotti al mondo!! ( e ci mancherebbe :D :D :D )

Se vuoi produrre elettricità da un piezo per lavaggio, fai prima a camminarci sopra, o sfruttare la differenza di temperatura: se metti sul termo un trasduttore, dopo qualche minuto, si sarà caricato come un condensatore elettrolitico, pronto a rilasciare una scarica sulle ditina di qualche sprovveduto. Analogamente una volta scaricato, se riportato a temperatura ambiente "come per magia" si ricaricherà di nuovo, pronto a scaricare ancora le ditina... Seriamente, la magia non centra, il traduttore ha la parte inferiore fatta di alluminio, la dilatazione termica agisce sulla vite andando a comprimere o decomprimere le ceramiche e quindi a produrre una carica.



Per onestà intellettuale e non solo:
anticamente si producevano i trasduttori in modo diverso da oggi, come anche gli stessi materiali e le lavorazioni meccaniche erano diverse, si dovevano selezionare i trasduttori per gamma di frequenza in modo da avere una certa armonia, sebbene che l'elettronica di comando dei trasduttori erogasse un segnale modulato in frequenza per compensare le tolleranze.


davidde ha scritto:
Piezoceramici guida introduttiva

Morgan Technical Ceramics secondo me è il sito più completo, devi cercare un po' ma saltano fuori tanti articoli interessanti.

Articolo molto interessante, peccato che la Morgan si sia defilata dalle ceramiche per ultrasuoni, sebbene sia stata una delle prime aziende che a memoria mi torni in mente come produttore storico.


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Esatto se hai voglia di spendere... ma evito di commentare oltre visto che tra quelli c'è un mio ex fornitore
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[15] Re: Frequenza di risonanza e ceramiche piezoelettriche

Messaggioda Foto Utentedavidde » 25 apr 2018, 14:44

Wow, interessante Foto UtenteJackd,
scusa se ne approfitto sfacciatamente ma avresti mica qualche libro da consigliare che riguardi la costruzione meccanica dei trasduttori ad ultrasuoni; è un po' che ci giro intorno ma sul dimensionamento dei trasduttori ad alta potenza non ho trovato molto, qualcosa di buono è venuto fuori ma mi servirebbero alcune conferme...

Grazie!
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[16] Re: Frequenza di risonanza e ceramiche piezoelettriche

Messaggioda Foto Utenteshadsu » 25 apr 2018, 15:57

Grazie a tutti di nuovo.

Dunque mi confermate che la risonanza elettrica nn abbia nulla a che vedere con quella acustica.

Jackd ho deciso di sperimentare non più con i trasduttori piezo per lavatrice che sono troppo spessi ed ho pensato fosse più difficile farli vibrare acusticamente. Ho ordinato due trasduttori in Pzt per chitarra, che hanno una risonanza a 4400 Hz ( risonanza elettrica). Sono piccoli dischi sottili, attaccati ad una piastra Metallica . Essendo sottili ho immaginato sia molto più semplice trovare la loro risonanza acustica.
Se con le casse bombardassi i trasduttori a 4400hz, cosa succederebbe? Assolutamente nulla? Essendo questa la risonanza elettrica?

I trasduttori sono questi, nn sono riuscito a caricare l immagine.

https://www.google.de/search?q=epz-27ms ... b2-MlLu0jM:
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[17] Re: Frequenza di risonanza e ceramiche piezoelettriche

Messaggioda Foto Utenteshadsu » 25 apr 2018, 16:05

Se invece provassi con una campana tibetana in quarzo, che è una specie di bicchiere, ciotola.
Facendola vibrare , trovo facilmente la frequenza, sarebbe possibile nonostante la forma ricavarci elettricita, magari avvolgendola in carta stagnola ?

Anche se una vOlta avvolta, la frequenza se ho capito bene dovrebbe variare. Magari applicando un disco metallico solo alla base, sarebbe possibile accumulare elettricita ?
L ideale sarebbe un disco piezo, però le ceramiche in Pztpzt non so se riesco a farle vibrare con metodi casalinghi, e dischi in quarzo non ne trovò online. forse la campana potrebbe andare bene.
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[18] Re: Frequenza di risonanza e ceramiche piezoelettriche

Messaggioda Foto UtenteLancillotto » 25 apr 2018, 16:08

shadsu ha scritto:...la risonanza elettrica non abbia nulla a che vedere con quella acustica...


Dato l'argomento mi sembra che invece le cose si sovrappongano.
A prescindere il discorso di produrre elettricità che abbia qualche scopo diverso dalla scintilla negli accenditori o poco più come nel già citato radiocomando senza batterie, dicevo dunque che a prescindere da questo, un modo semplice che implica pochi mezzi e per altro risulta anche un po' empirico, è collegare il trasduttore ad una fonte di segnali di una certa intensità e parallelamente ad un misuratore che può anche essere un oscilloscopio.
Variando la frequenza nella gamma che si suppone della fonte del segnale applicato si avrà la massima misurazione in tensione nei pressi della frequenza di risonanza, in quanto il cristallo o la ceramica piezoelettrica si compone virtualmente come un filtro calcolato alla sua frequenza di risonanza.

Ovviamente con tutti i limiti che questo semplice sistema di misurazione impone
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[19] Re: Frequenza di risonanza e ceramiche piezoelettriche

Messaggioda Foto Utentevenexian » 25 apr 2018, 16:12

Non credo tu abbia colto quello che ho scritto in [13].

Ogni oggetto ha più modi di risonanza, non uno solo e a ogni modo corrisponde una sua frequenza specifica. Quel trasduttore piezoelettrico che hai acquistato è stato costruito in modo da eccitare elettricamente il suo modo più naturale di oscillazione, lo stesso che puoi eccitare meccanicamente con una percussione. Altri cristalli, come i quarzi (*) o i trasduttori per ultrasuoni, funzionano in modo differente.

La campana tibetana in quarzo non è un dispositivo piezoelettrico. Se tu la avvolgessi con della stagnola avresti solo una campana tibetana avvolta in stagnola...


(*) Intesi come componenti elettronici.
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[20] Re: Frequenza di risonanza e ceramiche piezoelettriche

Messaggioda Foto Utenteshadsu » 25 apr 2018, 16:27

grazie ad ntrambi, comincio a capirci di più.
In effetti nn avevo colto il tuo primo messaggio venxian, e spero di aver capito ora.

Dunque dovendo scegliere è molto meglio il trasduttore pizzo a 4400hz che nn uno ad ultrasuoni per fare quello che vorrei fare.
Rimane però il fatto che la frequenza a cui vibra elettricamente non sia quella acustica è che quindi quest ultima vada trovata, anche se il trasduttore e stato studiato per vibrare elettricamente imitando le sue vibrazione naturali.

Lancillotto, Se al posto del oscillatore uso un tester è un generatore di suoni?
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