O que é um atuador linear piezoelétrico?

Algumas estruturas de cristal fornecem uma carga elétrica quando tensionadas ou torcidas, o que é conhecido como efeito piezoelétrico. Isso é usado em muitos circuitos eletrônicos. Um atuador piezo linear usa esse efeito ao contrário, por ter uma corrente elétrica que causa movimento no cristal. Esses atuadores são freqüentemente encontrados em motores microeletrônicos ou muito pequenos e onde pequenos movimentos são necessários em uma linha reta, como micro interruptores.

Existem dois tipos principais de atuadores piezoelétricos, passo e ação contínua, que diferem pela ação que resulta da entrada elétrica. Um cristal piezoelétrico move uma quantidade mensurável a cada ativação elétrica. Esse é o tipo de movimento normalmente associado a um atuador piezo linear, que se move para frente e para trás em um movimento linear ou linear.

Muitos cristais piezo também têm frequências ressonantes, onde uma entrada elétrica de uma voltagem específica fará com que o cristal ressoe ou vibre a uma taxa específica. Os efeitos de frequência ressonante podem ser usados ​​para atuadores contínuos, onde cada vibração causa um pequeno movimento. Tirando proveito da ressonância, os pequenos movimentos podem ser combinados em um movimento que parece contínuo.

Um atuador piezo linear usa uma almofada de atrito em uma superfície do cristal que pode ser colocada adjacente a uma haste, roda ou outro dispositivo que precise ser movido. Quando o cristal se move, a almofada de fricção transfere esse movimento para o dispositivo. Depois que a entrada elétrica é interrompida, o cristal retorna à sua forma original e a almofada de fricção se afasta do dispositivo até a próxima ativação.

Estratificar ou empilhar cristais individuais juntos pode resultar em movimentos maiores. As conexões elétricas são feitas para cada cristal na pilha e, quando ativado, o movimento combinado é aproximadamente a soma de cada cristal na pilha. Colocar cristais opostos um ao outro ao longo do comprimento do atuador pode criar movimentos lineares mais longos. A entrada elétrica alterna para os cristais de cada lado da haste do atuador linear piezo, o que faz com que ela se mova mais longe do que uma única entrada.

O movimento da estrutura cristalina não depende apenas da carga elétrica, mas da polaridade ou direção do fluxo de elétrons. Inverter a polaridade elétrica pode fazer com que os cristais se movam ou se deformam na direção oposta. Esse efeito é usado para mover um atuador piezo linear na direção oposta ou para frente e para trás, alterando repetidamente a polaridade.