Introducción
Los transductores o sensores de titanato de bario/circonato de plomo del tipo TB88 están especialmente diseñados para captar las múltiples vibraciones del entorno,
De esta manera, es posible recoger las ondas vibracionales para ser amplificadas o, posteriormente, analizadas con diversos instrumentos de laboratorio.
También, es posible utilizar el TB88 como un pickup musical de altas prestaciones provisto de una respuesta plana (Ver más abajo). Alta señal de salida, bajísima distorsión y excelente
dinámica. Por esta razón, este pickup es ideal para utilizarse con instrumentos musicales clásicos de calidad.
El mundo de las ondas y las vibraciones
Aunque, nosotros, los humanos, sólo en contadas ocasiones podemos detectar una vibración de forma directa, sin necesidad de artilugios mecánico-eléctricos,
lo cierto es que nuestro mundo material está plagado de todo tipo de vibraciones, es decir, ondas, en este caso mecánicas, al igual que las familiares ondas sonoras. De hecho, cuando una onda es transmitida a través de un gas o mezcla de gases (tal como el aire) nosotros afirmamos que un infrasonido, sonido o ultrasonido se está transmitiendo a través de ese medio concreto. Si esa misma onda se transmite a través de un sólido, entonces, también podemos hablar de una vibración transmitida en dicho material.
En nuestro mundo, no hay nada que se mantenga estático, todo vibra o está preparado para entrar en vibración al recibir el estímulo adecuado.
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Los ofideos
Es de común conocimiento que los ofidios (serpientes) también interactúan con el entorno captando y analizando las vibraciones del lugar en
sustitución del sonido, el cual, ciertamente, no pueden captar al no poseer órganos de audición. En este caso, vemos que las vibraciones en los solidos han
sustituido al sonido en los gases que la gran mayoría de animales, incluido los humanos, podemos percibir dentro de determinado espectro.
Lamentablemente, nosotros no estamos preparados para captar el inmenso mundo vibracional que nos rodea.
La detección
Para detectar una vibración podemos utilizar un método indirecto, tal como, por ejemplo, una fuente de luz coherente introducida en un arreglo especialmente diseñado para producir interferencias luminosas. Todos los experimentadores que en alguna ocasión hemos trabajado con sistemas holográficos sabemos lo complicado y difícil que es realizar un registro de este tipo en un ambiente plagado de vibraciones. Es totalmente imposible. De hecho, la primera regla que es necesario respetar para producir un holograma, por simple que sea éste, es ubicarse o preparar un entorno libre de vibraciones.
También, para detectar las vibraciones en los sólidos podemos utilizar un metodo directo, es decir, utilizando, como no, un sensor electroacústico de buena
sensibilidad, tal como las serie TB88, la cual, actuará como una ventana abierta hacia otro medio, el cual, normalmente no podemos percibir.
(NOTA: En algunos casos si que es posible dicha percepción, siempre y cuando el nivel de intensidad de la onda sea de gran amplitud y baja frecuencia).
La respuesta de frecuencia
La respuesta de frecuencia del sensor ha de presentar una respuesta plana, además de extendida en la banda de frecuencias de interés.
Para conseguir este cometido antes se requiere adaptar las cerámicas, realizando una corrección en su forma primaria de trabajo.
Necesidad de la corrección mecánica
En nuestros diseños, la base de la transducción es el titanato de bario. Las gráficas que presentamos
a continuación nos muestran que, en una cerámica más sustrato de tamaño medio,
al margen de pequeñas resonancias bastante débiles en la parte
superior del espectro de audio, fáciles de corregir, aparecen, también, una o dos fuertes resonancias y sus correspondientes antirresonancias con
un alto factor Q en la zona de las medias frecuencias.
En la gráfica de impedancia siguiente pueden observarse estas resonancias y antiresonancias
reflejadas en la parte eléctrica de una típica cerámica vibrando en el aire sin soporte ni amortiguamiento mecánico.
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La Impedancia eléctrica
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Estas resonancias aparecen, también, en la curva de respuesta, un tanto desplazadas según el tipo de soporte utilizado para obtener la gráfica
imposibilitando su utilización en el campo musical, tal como podemos ver en la siguiente curva de respuesta.
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¡Respuesta no admisible!
Para realizar la medición anterior, no hemos aplicado ninguna técnica de amortiguamiento o corrección.
Las curvas fueron realizadas con un analizador de espectros y barrido logarítmico ajustando su ancho de banda de 50Hz a 15KHz.
Realizando un diseño con las adecuadas medidas y escogiendo los materiales adecuados, tanto para el elemento activo como, también, para el sustrato, además de utilizar un sistema de amortiguamiento adecuado, podimos desplazar
y/o atenuar las resonancias para conseguir una excelente respuesta de frecuencia. La gráfica siguiente nos muestra la curva de respuesta de nuestro pickup, una vez
montado en su habitáculo y corregidas sus resonancias propias. Es una curva totalmente apta para utilizar con fines técnicos o musicales.
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¡Respuesta correcta!
Aplicaciones
Aunque el principio de funcionamiento del sensor TB88 es idéntico al de un acelerómetro piezoeléctrico, al no estar estructurado ni calibrado para este
menester, no puede utilizarse como tal. No obstante, permite realizar una serie de estudios y medidas relacionadas con la transmisión de ondas mecánicas
en la materia sólida. Entre otros ensayos, el sensor nos puede servir para:
- Pickup profesional de gama alta para instrumentos musicales.
- Estudio de las vibraciones en las máquinas.
- Analizar el comportamiento vibratorio de pantallas acústicas.
- Detectar vibraciones en edificios (paredes, muros, etc).
- Escucha de sonidos transmitidos por techos, paredes, etc.
- Estudio del comportamiento vibratorio de la madera u otros materiales.
Tu equipo de análisis
El corazón de cualquier equipo de detección de vibraciones es algún tipo de sensor. La impedancia eléctrica es alta, lo cual, obliga en muchos casos a
utilizar un paso adaptador/amplificador adicional con alta impedancia de entrada.
Para obtener el máximo rendimiento en la recogida de vibraciones de muy baja amplitud es necesario utilizar preamplificadores de
alta impedancia de entrada y muy bajo nivel de ruido. Por ejemplo, los amplificadores de medida 2606, 2609, 2635 o posteriores de la empresa Bruel & Kjaer
o equivalentes. Cuando dichas vibraciones tengan un nivel de amplitud similar a las que se producen en la superficie vibrante de un instrumento musical, podemos utilizar
dispositivos mucho más asequibles económicamente hablando, tal como, por ejemplo, los preamplificadores/adaptadores de ART TUBE o similares.
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