¿Cómo mejorar la sensibilidad de un ensamblaje piezoeléctrico?

1. A primera vista, diría que la$1k\Omega$La resistencia se utiliza en combinación con el$560k\Omega$Resistencia como divisor de tensión. Esto puede parecer que disminuye la sensibilidad, pero el nivel de salida de voltaje de un piezo depende en gran medida del espectro de frecuencia de un impulso y la impedancia de carga. Según mi experiencia, la impedancia interna de un elemento piezoeléctrico también era relativamente alta, por lo que para lograr una combinación perfecta, la resistencia de la carga también tendría que ser alta. Por esa razón, es posible que el divisor de voltaje genere un voltaje mayor en la entrada positiva del amplificador operacional.

2. El piezo genera un pulso negativo, pero el diodo lo cortocircuita. Según en qué punto mida su señal, es posible que mida dos pulsos positivos.

3. Si quitas el$1k\Omega$resistencia se podría decir que este es el caso. Pero como mencioné en la respuesta 1, diría que estas dos resistencias fueron diseñadas como un divisor de voltaje. Y nuevamente: el voltaje de salida del elemento piezoeléctrico depende en gran medida de la resistencia de carga. Si elige resistencias inadecuadas, el voltaje de salida puede volverse arbitrariamente pequeño. Le sugiero que realice varias mediciones en las que pueda estimar qué combinación de resistencias es la mejor.

4. Con este circuito la sensibilidad se puede mejorar principalmente por dos factores:

   1. Ajuste de las resistencias de carga conectadas directamente (ahora$560k\Omega$y$1k\Omega$) para una combinación óptima entre fuente y carga.
   2. Ajuste del amplificador no inversor ajustando el$68k\Omega$y el$1.2k\Omega$resistencia usando: $$U_{out} = \Big(1+ \frac{R_2}{R_1}\Big)U_{in}$$ dónde: $$U_{in} = \frac{560k\Omega}{1k\Omega + 560k\Omega} \cdot U_{piezo}$$ , $$R_1 = 1.2k\Omega$$ y $$R_2 = 68k\Omega$$

Además, diría que el disparador Schmitt no es realmente necesario a menos que el LED tenga que encenderse específicamente en un cierto nivel. Además, si la tarea es solo encender el LED usando un elemento piezoeléctrico, no necesitaría el amplificador, el disparador Schmitt, etc., solo podría implementar un rectificador pasivo simple de media onda o de onda completa y conectar el LED a su salida. Con esta configuración tampoco hay necesidad de una fuente de alimentación externa ya que el elemento piezoeléctrico alimenta el LED directamente.

Espero que esto ayude.

Primero, sería bueno si tuviera un número de pieza para el piezoeléctrico.

Lo siguiente que intentaría hacer es hacer un modelo del piezoeléctrico. (Así que haga una búsqueda... ¿tal vez una fuente de voltaje sensible a la presión con un capacitor en serie?) Ahora sus preguntas. (Mis respuestas son mi mejor suposición y deben compararse con su circuito).

1.) Si pensamos en el piezoeléctrico como una fuente de voltaje, entonces (idealmente) el opamp no consume corriente y el voltaje visto por el opamp es un divisor de voltaje de 1k/560k... el 1k ohm no hace ninguna diferencia real.

2.) Bueno, no estoy muy seguro de esto. La resistencia de 560 k está descargando lentamente la tapa piezoeléctrica. Luego al soltar la presión el tapón se "recarga de nuevo". Realmente me gustaría mirar las formas de onda en un 'osciloscopio'.

3.) Yo no llamaría desplegable a la resistencia de 560k ohmios. Proporciona una ruta de CC para la corriente de polarización del opamp. (No sé, el lm358 ... parece ser una entrada bjt ... ~ 20 nA de corriente de polarización). ¿Está ejecutando el opamp como un solo suministro? Habrá un voltaje de salida debido a la corriente de fondo. 20nA*0.5Meg*ganancia(60)... Obtengo algo así como 600mV pero deberías revisar mis cálculos.)

4.) Bueno, lo primero que intentaría es un amplificador operacional de entrada FET. Me gusta el opa134, pero no es una sola oferta.