Diseño e implementación de un sistema de medida de coeficientes piezoeléctricos complejos de baja frecuencia

Egea Pelayo, Carlos (2019). Diseño e implementación de un sistema de medida de coeficientes piezoeléctricos complejos de baja frecuencia. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM), Madrid.

Description

Title: Diseño e implementación de un sistema de medida de coeficientes piezoeléctricos complejos de baja frecuencia
Author/s:
  • Egea Pelayo, Carlos
Contributor/s:
  • González Crespo, Amador Miguel
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería Electrónica de Comunicaciones
Date: June 2019
Subjects:
Freetext Keywords: Piezoelectricidad
Faculty: E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM)
Department: Electrónica Física, Ingeniería Eléctrica y Física Aplicada
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Este trabajo busca diseñar un dispositivo y un procedimiento para medir la constante piezoeléctrica de carga d33 en baja frecuencia, estimulándola mediante un actuador mecánico y recogiendo la carga generada por la muestra. A la vez deberá diseñarse un procedimiento para que esta medida se haga con las mejores garantías posibles. Se utilizan conocimientos adquiridos durante los cursos previos sobre matemáticas, física, programación e instrumentación electrónica. Otras habilidades han sido desarrolladas para completar este trabajo: diseño CAD, uso de impresoras 3D o la herramienta para escribir esta memoria, LATEX. Las tareas comienzan con el diseño de un dispositivo capaz ejercer presión controlada sobre cerámicas piezoeléctricas, de tipo sinusoidal. Este dispositivo se diseña como una biela que transforma movimiento rotativo en movimiento lineal. Además se estudian y prueban otras alternativas como utilizar un pistón. Por otro lado, se diseña un amplificador de carga que captura la carga generada, a cuya salida se conecta un osciloscopio. Las dos partes principales del proyecto se diseñan y se fabrican: La parte mecánica se diseña con Fusion360 y se fabrica mediante impresión 3D. La parte electrónica se diseña mediante análisis teórico y simulaciones con LTSpice y se diseña con Eagle para ser fabricado un prototipo en tarjeta perforada y otro con una versión definitiva se encarga un profesional JLCPCB. Abstract: This work seeks to design a device and a procedure to measure the charge piezoelectric constant d33 in low frequency, stimulating it by means of a mechanical actuator and collecting the load generated by the sample. At the same time, a procedure must be designed so that this measure is made with the best possible guarantees. Knowledge acquired during the previous courses on mathematics, physics, programming and electronic instrumentation is used. Other skills have been developed to complete this work: CAD design, use of 3D printers or the tool to write this memory, LATEX. The tasks begin with the design of a device capable of exerting controlled pressure on piezoelectric ceramics, of sinusoidal type. This device is designed as a connecting rod that transforms rotary motion into linear motion. In addition, other alternatives such as using a piston are studied and tested. On the other hand, a load amplifier is designed that captures the generated load, to whose output an oscilloscope is connected. The two main parts of the project are designed and manufactured: The mechanical part is designed with Fusion360 and is manufactured by 3D printing technology. The electronic part is designed by means of theoretical analysis and simulations with LTSpice and is designed with Eagle to manufacture a prototype in perforated card and another with a final version is built by JLCPCB.

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Item ID: 62960
DC Identifier: http://oa.upm.es/62960/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:62960
Deposited by: Biblioteca Universitaria Campus Sur
Deposited on: 10 Jul 2020 09:49
Last Modified: 10 Jul 2020 09:49
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