Пьезоэлектрический резонатор

 

, 1. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР содержащий баллон с элементами крепления, кольцевой пьезоэлеме .нт, на поверхность которого нанесены 2rt вЬзбуждаихцих электродов, от ли ч а ю щ и и с я темг что, С: целью улучшения моночастотности, кольцевой пьезоэланент выполнен с выпуклой торцовой поверхностью, при чем нормированная переменная толщина сечения определяется соотношением: H-4-a.V+i-/V4-9, 1 iг -fev; Ь - переменная толщина сечения пьезоэлемента; jjp- максимальная толщина сечения пьезоэлемента; R - радиус кривизны торцовой поверхности пьезоэлемента b-v-. q-6j- - -sb; F--V tiвнутренний радиус кольцевого пьезоэлемента} Ь- внаиний радиус кольцевого пьезоэлемента. 2. Резонатор по п. 1. от л и ч а-, ю щ и и с я тем, что кольцевой пьезоэлемент в{вюлнен с двумя противоле жащйми торцовьши поверхнЬст5 мй. Ю |N5 Ф со / -f

Q0e3 СОВЕТСНИХ ссссссссс

РЕСПУБЛИН

„.Я0.„1 2 А

3Q9 Н 03 Н 9/15

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОПЦИЙ с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

: Н С В тССССССВЮ CIKBCIBBICTBV где . снЬ

F =-i"— - — Р М" Ь (21) 3313569/4Ь-23 ,(22) 06.07.81 .(46} 07.06.83. Вюл. Ф 21

:(72) В.Я. Варжин, Л.Г..Воробьева :.и В.Ф. Солодовник (71) Харьковский ордена Ленина, .авиационный институт им. Н.Е. Жуковского (53) 621.372.54(088.8) (56) 1. Смагин A.Ð. Ярославский И.И„

Пьезоэлектричество кварца и кварце- вые резонаторы. И., Энергия, 1970, с. 274.

2. Авторское свидетельство СССР

В 640419, кл. Н 03 Н 3/02, 1977 .(прототип) . (54)(57) 1 ° ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОРф содержащий баллон с элемен-тами крепления, кольцевой пьезоэлемент, на поверхность которого нанесены 2 возбуждающих электродов, отличающийся тем, что, с: целью улучшения моночастотности, кольцевой пьезоэлемент выполнен с выпуклой торцовой поверхностью, прн чем нормированная переменная толщина сечения определяется соотношением: н=(-И+МЙ- Ч, I .

Фг v=- М"- и

0 %0, О

Ь - переменная толщина сечения пьезоэлемента)

- максимальная толщина сечео ния пьезоэлемента;

R — - радиус кривизны торцовой поверхности пьезоэлемента

®

L- внутренний радиус кольцевого пьезоэлементами о- внешний радиус кольцевого пьезоэлемента. Ф

2. Резонатор по п. l. о т л и ч а- ю шийся тем, что кольцевой пьезо. элемент выполнен с двумя противолежащими торцовыми поверхностями.

1022293

Предлагаемое изобретение относится к электронике и может быть исполь* зовано, например, в высокостабильных автогенераторах.

Известен кольцевой пьезоэлектрический резонатор, содержащий эвукопровод, на цилиндрическую поверхность которого нанесены электроды 1.1).

Недостатком такого резонатора является невозможность использования

его на высоких частотах, так как при этом уменьшаются размеры пьезоэлемента, что приводит к уменьшению добротности.

Наиболее близким к предлагаемому. является пьезоэлектрический резонатор, содержащий баллон с элементами крепления, кольцевой пьезоэлемент, на поверхности которого нанесены 2N., возбуждающих электродов, а электроды с равными потенциалами соединены между собой электрически (2).

Недостаток резонатора заключается в его низкой добротности и моночастотности.

Цель изобретения †. улучшение моночастотности резонатора.

Поставленная цель достигается тем что в пьезоэлектрическом резонаторе, содержащем баллон с элементами крепления, кольцевой пьезоэлемент, на поверхность которого нанесены 2И возбуждающих электродов, кольцевой пьезоэлемент выполнен с выпуклой торцовой поверхностью, причем нормированная переменная толщина сечения определяется соотношением й= -D+ Уч -ч

"h 9. . где Н= — Ч= Î bio

h - переменная толщйна сечения пьезоэлемента;

hz — максимальная толщина сече ния пьезоэлемента;

R — радиус кривизны торцовой поверхности пьезоэлемента

Q+Q

QcQ ас р"

1 2. i 1 Ф а — внутренний радиус кольце-. вого пьезоэлемента;

b - внешний радиус кольцевого пьезоэлемента.

Кроме того, кольцевой пьезоэлемент выполнен с двумя противолежащими торцовыми поверхностями.

На фиг. 1 изображен резонатор, общий виду на фиг. 2 - то же, профиль.

Резонатор содержит баллон 1 кольцевой пьезоэлемент 2, возбуждающие электроды 3 на поверхности пьезоэлемента 2, электроды 4 на внутренней поверхности баллона 1, элементы

5 крепления, клеммы б для подключения источника возбуждающего напряжения.

Пьезоэлемент 2 может быть изго:товлен из кварца yxt/+35 или ух2/-49в двояковыпуклым о торцовым поверхностям. По длине окружности среднего диаметра кольцевого пьезоэлемента 2 должно укладываться це-

-лое число длин волн возбуждаемых колебаний. Электроды 3 в количестве

2И (пЪ4) имеют размер вдоль радиуса пьезоэлемента 2 равный (Ь-а) ° 0,8.

Электроды 4, напыленные на внутреннюю поверхность баллона 1 соответственно над электродами 3, обеспечивают их возбуждение через зазор.

Кольцевой пьезоэлемент 2 работает

15 на принципе захвата энергии. его форма способствует изменению рабочих мод. колебаний, в результате чего колебания локализуются в средней активной зоне и при этом уменьшается

20 связь изгибных и толщинно-сдвиговых колебаний. Резонансная частота толщинно-сдвиговых колебаний пьезоэлемента 2 с двояковыпуклыми торцовыми поверхностями определяется из соот25 ношения

<и= /.(< +-Цфк, Д вЂ” коэфФициент Пауссона; где

, — 0,283 для кварца среза AT представляет собой отношение модуля сдвига к модулю изгиба; р — удельная плотность материала

С вЂ” модуль упругости.

Управление спектральной характе40 ристикой пьезоэлемента может быть .осуществлено как изменением его толщины, среднего диаметра, так и изме- нением радиуса кривизны где R - минимальный радиус кривизны торцовой поверхности пьезоэлемента. для расширения полосы частот, сво-

50 бодиых от нежелательных. резонансов, необходимо уменьшать радиус кривизны, что .вызовет увеличение динамической индуктивности. Критерий целесообразности уменьшения радиуса кри55 визны определяется выбором радиального размера возбуждающих электродов 3. Средний диаметр кольцевого пьезоэлемента 2 определяют иэ соот"о" h

60 Л СР ) К где Ч - скорость распространения упругих волн - частотный коэффициент.

Предлагаемый вид профиля кольg5 цевого пьезоэлемента способствует

1022293

Составитель Н. Чистякова

Редактор Н. Стащишина ТехредМ,Твпер Корректор О. Билак

Тираж 936 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д; 4/5

Заказ 4063/48

Филиал ППП Патент™, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 тому, что на резонансноЯ частоте не возбуждаются края пьезоэлемента.

Это приводит к уменьшению влияния злементов крепления, к улучшению мо. ночастотности и,,как следствие, к повиаению добротности устройства.