Пьэзоэлектрическое устройство

 

ОПИСАНИИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬСТВУ

Сатеэ Сюаатсннх

Соцналмстммесеа

Республмн (11) 6О9560 (61) Цополннтельное к авт. свид-ву (22) Заявлено15,12,76 (21) 2429425/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05,06,7813юллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 10„05.78 (51) М. Кл.

В 06 В 1/06

X 04 К 17/00

Государственны» нам»тат

Совета Мнннстроа СССР оо данам нзобретеннй

» отнрытнй (53) УДК 534.232 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Иванов, В. И. Королев и Б. М. Мипинкис (71). Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области пьезоэлектрических пьезопреобразователей и мо жет быть использовано во вторичных источниках питания.

Известен пьезокварцевый резонатор сдви 5 говых: копебаний, выполненный в виде стержня прямоугольного сечения с боковь1ми гранями выпуклой формы flj.

Это устройство спожно в изготовлении и имеет достаточно бопьшие амплитуды по- щ бочных копебаний, приводяшие к уменьшению добротности.

Известны также низковольтные пьезоэлектрические трансформаторы, выполненные на основе пьезоппастины прямоугольной фор- 5 мы, у которых при возбуждении пьезоппастины в определенном направлении происходит отбор части энергии на колебания в других плоскостях, что снижает добротность и КПЙ пьезотрансформатора. Кроме этого, ро в нем возможен перескок с одной резонансной частоты на другук, который вызывает изменения выходной мо.цности и ухудшит ряд других электрических характеристик. Этот трансформатор и меет вь - 25

2 сокочастотные колебания от поперечно-поперечных копебанийГП;

Бпижайшим по:ушеству тех.ического решения явпяется пьезоэлектрическое устройство, ице1ошее поляризованную пластину чрямоугопьного сечения с нанесенными эпекгродами, и которой возбуждаются сдвиговые колебания, при этом одна или две боковые грани нормальные к размеру, опредепяюшие частоты побочных колебаний, имеют вогнутые поверхности 2). Это устройство имеет хорошие показатели по устранению побочных паразитных копебаний и обеспечению высокой добротности.

Однако отмечается сложность выпопнения и обработки, сложность сборки пьезоустройства в обшей, конструкции блока, невысокая надежность из- а ослабпения среднего по длине сечения(это особенно важно, так как в этом сечении возникают наибольшие нагрузки в связи с тем, что оно соответствует максимальной амплитуде колебаний); имеется разница в резонансных частотах,:ежду внутренними и крейн ми электродами, приводяшая к ухудшению доб609560 ротностя устройстве и выходной мощности; наличие высокочастотных колебаний от по- пвречио-поперечных колебаний.

Hearn изобретения является упрощение технологии и повышение «вдежности пьезоэлектрйческого устройства.

Эта цепь достигается тем, что одна из боковых граней поляризован«ой пластины выполнена под углом к противоположной грани, в крайние электроды сужены относительно внутренних эпектродов, При этом боковым граням придана шероховатая поверхность.

Ка чертеже показано устройство, общий ° вид.

Устройство представляет собой поляризованнуюю пьезоппастину 1 прямоугольного сечения, на которую нанесены электроды 2 и 3 секций возбудителя и генератора. Одна из торцовых граней пластины выполнена под углом к противопопожной. Крайние электроды 2;сужен относительно внутренних 3.

Устройство . работает следующим образом.

При подаче на.секции возбудителя пере-. менного напряжения::опредепенной частоты в пластине 1 возникают резонансные механические кои@банкя.:. Последние возбуждают в генераторной секции переменную ЭИС.

Переменное напряжение снимается с электродов, нанесенных на ппвстину генераторной секции.

Резонансная частота копебаний определяется материалом и г.еометрическими размерами пьезоэпе мента.

Еспи размер, определяющий частоту продопьных колебаний, имеет переменное значение, например пьезопластина усечена по длине, ее площадь имеет трапеции и размер

А в каждой точке пластины — разное значение, то резонансные частоты в продопю ном направлении отсутствуют, твк как

Н

Р А где И - частотная постоянная пьезоматериала;

A «геометрический размер пластины, В этом случае 1 носит неопределе«ный характер, поскольку величина А в каждом сечении разная.

Аналогично если это необходимо, устраняются паразитные колебания по толщине, сделав ассиметричную толщину пьезоэлемента.

Величина 4 4 (см. чертеж) определена экспериментально и равна h = A (0,05-

0,1).

В силу того, что крайние электроды имеют меньшую жесткость по сравнению с остальными, их собственная резонансная частота отличается от резонансной частоты. внутренних элементов. Однако в данной конструкции это «е снижает добротности и ð выходной мощности .устройстве, поскольку крайние электроды выполнены уже, чем другие электроды на величину, пропорциональную рвзбросу их резонансных частот.

Благодаря такому конструктивному выпол15 нению компенсируется разница в резонансной частоте между внутренними и крайними.электродами, устройство работает на единой резонансной частоте.

Подввпение высших гармоник от поперечно-поперечных колебаний обеспечивается тем, что боковые грани пьезоэпементв шероховатые (нв чертеже не показано). Иикронеровности способствуют процессу затухания высокочастотных колебаний и, таким

25 . образом, подавляют паразитные высшие гармоники, образуемые поперечно--поперечными колебанйями на основной резонансной частоте устройства. форму«а изобретения

1. Пьезоэлектрическое устройство, наприMåð льезотрансформатор, содержащее поляризованную прямоугольную ппастину с нанесенныМи электродами;,о т и и .ч а ю щ ее с я тем, что; с цеиж .повышения выходной мощности н упрощения.:технологии изготовления, одна из граней пластины в направлении поперечно поперечных колебаний выпопнена под углом к потивоположной грани:, а крайние электроды сужены относитель

40 но внутренних на величину, пропарциональнук разбросу их резонансных частот.

2. Устройство по и. 1, о т. л и ч а юш е е с я тем, что боковые грани поляризованной пластины выполнены шероховатыми.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

: 1. Авторское свидетельство СССР

N 311375, кл, Н 043 17/00, 1970, 2, Авторское свидетельство СССР № 365956, кл. И 0 4 к 17/00, 1971, 3, Авторское свидетельство СССР

N 296226, кп. Н 04 К 17/00, 1969.

609560

Составитель А. Салосин

Редактор О. Филиппова Текред Н. Бабурка

Корректор Н; Ковалева

Филиал НПН Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2891/7 Тираж 648 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по д лам изобретений и открытий

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