Efek piezoelektrik pada kabel?

Saya menggunakan penguat transimpedansi yang sangat sensitif pada kabel sepanjang 3 m ke fotodioda. Level sinyal sekitar 70 nA - 700 nA. Menabrak kabel menyebabkan lonjakan tegangan besar pada output amplifier. Bahan isolasi adalah FEP.

Mungkinkah ini efek piezoelektrik pada insulaton kabel?

Sunting: Inilah lonjakan tegangan tipikal. Ini terjadi ketika saya menekuk, mengguncang atau mengetuk kabel.

Efek triboelectric mungkin.

Anda dapat menemukan kabel yang dibuat untuk alat musik yang disaring dengan lapisan diresapi karbon resistansi rendah (Mereka menyebutnya semi konduksi!) Antara layar dan insulasi konduktor tengah, ini membantu ketika berhadapan dengan sumber Z tinggi karena meminimalkan kebisingan karena gerakan.

Menambah jawaban Jack:

Efek triboelectric sama seperti setiap hari listrik statis: menggosok dielektrik bersama-sama merobek beberapa elektron dan menciptakan muatan.

Ini menciptakan arus (i = dq / dt) /

Bagaimana hal ini akan mempengaruhi pengukuran Anda sebanding dengan impedansi sirkuit penggerak kabel. Tegangan kesalahan yang dibuat adalah Z * i menurut hukum ohm. Jika kabel digerakkan dari output impedansi rendah dari sebuah amplifier, maka efeknya biasanya tidak masalah sama sekali.

Tapi Anda mengukur arus fotodioda kecil, jadi ini yang penting.

Ada efek lain: coax Anda adalah kapasitor. Jika dibebankan ke tegangan DC (bukan 0V) maka menekuknya akan mengubah kapasitansinya. Karena muatan di dalam kapasitansi kabel konstan, mengubah kapasitansi mengubah tegangan. Sekali lagi, ini hanya masalah dalam pengaturan impedansi tinggi ... seperti milik Anda.

Solusi:

• Semua yang dikatakan Jack

... dan yang jelas, meskipun tidak selalu mungkin:

• Letakkan amplifier di sebelah fotodioda dan dapatkan output impedansinya yang rendah.

Jika Anda ingin coax non-triboelectric, kata kunci yang Anda miliki untuk google adalah "kabel koaksial low noise". Ini adalah jenis coax dengan lapisan resistif berbasis grafit / karbon di antara lapisan isolasi, yang menghilangkan muatan apa pun yang dihasilkan oleh pengolesan. Namun, mereka sulit ditemukan dan mahal. Mereka digunakan dalam elektrokardiogram, atau untuk pengukuran getaran menggunakan sensor piezo, misalnya.

Saya juga menggunakan kabel mikrofon tahap kedua: musisi menyukai kabel yang tidak menghasilkan THUMP di speaker ketika seseorang menginjak kabel. Jika Anda berjalan di toko musik / gitar dan meminta kabel seperti itu, penjual akan tahu apa yang Anda bicarakan. Mereka mungkin tidak tahu tentang fisika yang terlibat, tetapi mereka akan tahu tentang klien yang mengembalikan kabel karena ...

Kabel ini biasanya memiliki pengisi kapas di sekitar kabel, yang tidak menghasilkan muatan ketika bengkok.

Saya menggunakan kabel mikrofon stage seimbang untuk pengukuran audio: harganya murah, mudah didapat, dan bekerja dengan sangat baik. Tidak perlu untuk hal-hal audiophile mewah.

Jika Anda ingin membujuk, coba kabel gitar. Mereka dirancang untuk pengaturan yang sama: sinyal kecil, banyak gerakan spastik, pengaturan Z tinggi ... Ini tidak akan ditentukan untuk impedansi HF.

Ini terdengar seperti efek mikrofon di kabel. Itu muncul dari beberapa sumber, beberapa di antaranya telah disebutkan dalam jawaban lain, termasuk

• Muatan permukaan menumpuk di isolator, kemudian dikeluarkan saat kabel tertekuk
• Efek triboelectric (yaitu gesekan)
• Efek piezoelektrik (dalam isolator, bukan tembaga)

Bisa juga kapasitif atau pick-up induktif. Meskipun ini kecil kemungkinannya jika Anda sudah memiliki kabel berpelindung yang berkualitas baik dengan pelindung yang dibumikan.

Solusi umum meliputi:

• Kabel dengan bahan kemasan yang sedikit konduktif yang mengeluarkan semua akumulasi biaya
• Kabel dengan bahan isolator berbeda yang kurang rentan terhadap pengisian muatan atau efek triboelectric / piezoelectric.
• Kabel kaku yang cenderung menekuk dan mengambil kebisingan sebagai hasilnya.
• Kabel berdiameter lebih besar dengan banyak pengisi, yang mengurangi tekukan pada masing-masing inti.
• Menjalankan kabel di mana mereka tidak akan terbentur / terganggu.
• Menutupi atau melindungi kabel dengan busa untuk menghindari pengambilan akustik dari lingkungan.
• Memaku atau memperbaiki mereka sehingga mereka tidak dapat terbentur / dipindahkan, meskipun hati-hati untuk tidak menghancurkan atau merusaknya.

Kabel yang dirancang untuk penggunaan audio di atas panggung mungkin bagus di sini, karena seringkali non-mikrofonik. Ada banyak sampah yang mahal di pasar audiophile, tetapi ada juga beberapa produk bagus yang - meskipun sangat direkayasa untuk penggunaan audio - sangat bagus untuk peralatan lab presisi.

Tembaga tidak menunjukkan efek piezoelektrik yang cukup besar.

Apa yang mungkin terjadi adalah muatan kecil bergerak di bagian luar isolasi kabel. Insulasi pada dasarnya adalah dielektrik kapasitor, dengan kabel sinyal satu sisi kapasitor. Ketika kabel bergerak dan menyentuh berbagai hal yang mungkin memiliki berbagai muatan statis di atasnya, arus kecil disebabkan melalui kapasitor.

Biasanya arus ini terlalu kecil untuk diperhitungkan, tetapi dalam kasus Anda, Anda secara khusus menguatkannya.

Solusinya adalah dengan menggunakan kabel berpelindung. Kapasitor isolasi kemudian antara perisai dan apa pun yang ada di luar. Konduktor tengah melihat kapasitansi yang relatif konstan untuk pelindung, yang ditahan pada tegangan konstan oleh sirkuit Anda.

Jika kabel memiliki tegangan DC tinggi, maka setiap perubahan kapasitansi pada kabel akan menghasilkan muatan yang mengalir dan, karenanya, menjadi sinyal. Untuk menguji ini, putuskan transduser Anda dan lihat apakah efeknya masih ada. Jika demikian, mungkin fotodioda Anda SELALU terputus, jadi periksa apakah sensitif terhadap sinyal optik. Untuk melihat sinyal seperti ini karena perubahan kapasitansi pada kabel memerlukan impedansi tinggi yang tidak normal, jadi mungkin ada sesuatu yang tidak terhubung.

Jika semuanya terhubung dan fotodioda merespons sinyal optik, Anda dapat mencoba

• shunt fotodioda dengan resistor beban
• menempatkan penguat dengan fotodioda

Apa yang Anda lihat, bukan efek piezoelektrik. Ini adalah efek kapasitansi karena " distorsi " bahan dielektrik. Untuk memperbaiki masalah, seseorang dapat mencoba mengurangi muatan yang dihasilkan oleh pembengkokan (mahal), atau seseorang dapat mencegah "distorsi" dengan "membungkus" pasangan bengkok di dalam saluran logam (seperti EMT), yang memberi mereka kekakuan, perlindungan dari tikungan dan benjolan, dan perisai tambahan. Saluran akan, tentu saja, harus berlabuh agar tidak bergerak.