¿Qué es la Etapa Piezoeléctrica?
El fenómeno de deformación de los cristales y ciertos tipos de cerámica cuando se les aplica una tensión se conoce como efecto piezoeléctrico (efecto piezoeléctrico inverso). Las etapas que utilizan este fenómeno para el movimiento lineal, la rotación y otros cambios de posición se denominan generalmente etapas piezoeléctricas.
Las etapas piezoeléctricas se utilizan ampliamente en la investigación científica y en la industria por su resolución de movimiento y posición de orden nanométrico y su reproducibilidad de posición precisa, y porque pueden combinarse con codificadores para crear sistemas de retroalimentación precisos.
Aplicaciones de las Etapas Piezoeléctricas
Las etapas piezoeléctricas se caracterizan por un movimiento fino, una resolución de posición y una repetibilidad de posición precisa, así como por una respuesta extremadamente rápida y una larga vida útil. También pueden utilizarse con encóderes para proporcionar información de posición absoluta, lo que permite construir sistemas de realimentación precisos.
Las aplicaciones en la investigación científica y la industria incluyen:
- Etapas de movimiento lineal
- Etapas de rotación
- Escalas/etapas de colapsado
- Movimiento y posicionamiento precisos de diversos tipos de equipos
- Sistemas de aislamiento de vibraciones
- Sistemas de obturación de precisión de alta velocidad
Principio de las Etapas Piezoeléctricas
El fenómeno de deformación de ciertos materiales cerámicos cuando se les aplica una tensión se conoce como efecto piezoeléctrico (efecto piezoeléctrico inverso), y los materiales que presentan el efecto piezoeléctrico se denominan específicamente piezoelementos.
La deformación observada en los elementos piezoeléctricos se caracteriza por el hecho de que la cantidad de cambio es proporcional a la tensión aplicada, la respuesta es extremadamente rápida y reversible.
Un elemento piezoeléctrico formado como mecanismo de posicionamiento se denomina piezoactuador, y una etapa que incorpora un piezoactuador se denomina generalmente Etapas piezoeléctricas.
A diferencia de las etapas que utilizan motores ordinarios, las etapas piezoeléctricas se caracterizan por una alta resolución de posición y repetibilidad de posición, una alta capacidad de carga con un bajo consumo de energía y una rápida respuesta de posición, y se utilizan ampliamente cuando se requiere un posicionamiento preciso y rápido.
Al no utilizar imanes, no se ven afectadas por el campo magnético circundante y, a la inversa, no afectan al entorno circundante. También pueden utilizarse en el vacío.
Por otro lado, hay que añadir un soporte mecánico cuando se requiere una gran cantidad de movimiento. Hay que tener en cuenta el calor generado por el elemento piezoeléctrico y la dependencia de la temperatura de la deformación.