¿Qué es un actuador lineal piezoeléctrico?

Algunas estructuras de cristal dan una carga eléctrica cuando están estresadas o retorcidas, lo que se conoce como efecto piezoeléctrico. Esto se usa en muchos circuitos electrónicos. Un actuador piezo lineal utiliza este efecto en reversa, al tener una corriente eléctrica que causa movimiento en el cristal. Estos actuadores a menudo se encuentran en motores microelectrónicos, o muy pequeños, y donde se necesitan pequeños movimientos en línea recta, como micro interruptores.

Hay dos tipos principales de actuadores piezoeléctricos, paso a paso y acción continua, que difieren en la acción que resulta de la entrada eléctrica. Un piezocristal progresivo mueve una cantidad medible con cada activación eléctrica. Este es el tipo de movimiento normalmente asociado con un actuador piezo lineal, que se mueve hacia adelante y hacia atrás en un movimiento lineal o lineal.

Muchos piezocristales también tienen frecuencias resonantes, donde una entrada eléctrica de un voltaje específico hará que el cristal resuene o vibre a una velocidad específica. Los efectos de frecuencia resonantes se pueden utilizar para actuadores continuos, donde cada vibración provoca un pequeño movimiento. Al aprovechar la resonancia, los pequeños movimientos se pueden combinar en un movimiento que parece continuo.

Un actuador piezo lineal utiliza una almohadilla de fricción en una superficie del cristal que se puede colocar adyacente a una barra, rueda u otro dispositivo que necesita ser movido. Cuando el cristal se mueve, la almohadilla de fricción transfiere ese movimiento al dispositivo. Después de detener la entrada eléctrica, el cristal vuelve a su forma original y la almohadilla de fricción se aleja del dispositivo hasta la próxima activación.

La colocación en capas o el apilamiento de cristales individuales juntos puede dar lugar a movimientos más grandes. Las conexiones eléctricas se realizan a cada cristal en la pila, y cuando se activa el movimiento combinado es aproximadamente la suma de cada cristal en la pila. Colocar cristales opuestos entre sí a lo largo del actuador puede crear movimientos lineales más largos. La entrada eléctrica alterna con los cristales a cada lado de la varilla del actuador piezo lineal, lo que hace que se mueva más allá de una sola entrada.

El movimiento de la estructura cristalina no solo depende de la carga eléctrica, sino de la polaridad o dirección del flujo de electrones. Revertir la polaridad eléctrica puede hacer que los cristales se muevan o se deformen en la dirección opuesta. Este efecto se usa para mover un actuador piezo lineal en la dirección opuesta, o hacia adelante y hacia atrás cambiando repetidamente la polaridad.