FAQ: O que devo fazer se não souber o valor exato do d33 para os materiais PZT-4 e PZT-8? Existe uma maneira de medir o d33 para usá-lo no procedimento de pré-compressão com o PiezoClamping?

Constante de carga d33 típica para os materiais piezoelétricos PZT-8 e PZT-4.

Sugerimos que você use os valores típicos:
- PZT-8 (Navy type III) e semelhantes: 245 pC / N
- PZT-4 (Navy type I) e semelhantes: 290 pC / N
- PZT-5A (Navy type II) e semelhantes: 390 pC / N

A incerteza para os valores típicos é de ±14 %. Para valores exatos, pode-se medir o d33 usando um medidor d33 ou uma prensa instrumentada. Na ATCP utilizamos uma prensa instrumentada, o procedimento consiste em aplicar uma força controlada e medir a carga. Esta abordagem tem a vantagem de medir o medidor d33 na mesma pré-compressão em que será utilizado. Os medidores d33 dinâmicos típicos do mercado aplicam apenas pequenas tensões mecânicas.

PS: Quando desenvolvemos o PiezoClamping, o valor da constante de carga d33 e o respectivo desvio padrão foram uma grande preocupação. Não sabíamos como esse parâmetro muda de um fabricante para outro, de um lote para outro e entre unidades de um mesmo lote. Então, decidimos realizar um estudo para entender essa questão de forma adequada e coletamos amostras de piezo com clientes de todo o mundo. Se o desvio de d33 fosse muito alto, seria necessário medi-lo antes de usar o PiezoClamping. Encontramos um d33 médio para PZT8 igual a 245 pN/C e o desvio padrão de ±35 pC/N (±14 %). Também descobrimos que os dados relatados pelos fabricantes não são confiáveis, seus resultados são precisos, mas não exatos (isso acontece quando você usa um equipamento de teste que não está calibrado). Portanto, com o PiezoClamping e usando os valores típicos, você terá resultados precisos (±1 %), mas uma incerteza de ±14 % devido ao desvio dos valores típicos de d33. Por exemplo, quando você define o PiezoClamping para 45 MPa, a pré-compressão real estará dentro da faixa de 38,7 a 51,4 MPa. Isso parece ruim em um primeiro momento, mas a variação que se tem ao usar o controle por torque é de cerca de ±45 %. Além disso, como a precisão do PiezoClamping é de 1 %, você terá todos os seus transdutores quase com a mesma pré-compressão, seja qual for dentro da faixa de 38,7 a 51,4 MPa.

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