Пьезоэлектрический элемент

Пьезоэлектрический элемент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Й,1

Союз Советских

Социалистических

Республик

1.467449

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. авид-ву— (22) Заявлено 17.01,73 (21) 1879230/26-9 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.75. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 11.05.76 (51) М. Кл. H 03h 3/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.372.54 (088.8) (72) Авторы изобретения

В, Л. Шкуратник, Ю. М. Друккер и В. С. Самойлов (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к резонаторам.

Известны пьезоэлектрические элементы с основным видом колебаний «сдвиг по контуру», содержащие центральную активную часть, выполненную в виде прямоугольника, и крайние пассивные части.

Однако известшяе пьезоэлектрические элементы имеют недостаточную моночастотность за счет несимметричности формы.

С целью повышения добротности и улучшения моиочастотиости крайние пассивные части предлагаемого пьезоэлектрического элемента имеют форму равнобедренной трапеции, при этом угол при основании трапеции лежит в пределах от 64 до 88,5 .

На чсртеже представлены три проекции предлагаемого пьезоэлектрического элемента.

Пьезоэлектрический элемент, выполненный в виде пластины 1 с двойным симметрическим скосом на обоих краях, содержит центральную часть 2, на которую нанесен активный электрод, и пассивные части 3, на которые нанесены соответственно пассивные электроды.

Пьезоэлектрический элемент может быть эффективно использован для разработки компактных как объемных, так и и плоских, одноместных и многоместных конструкций резонаторов с высокими электромеханическими параметрами, работающих в диапазоне частот от

0,4 до 2 МГц.

Геометрия пьезоэлектрического элемента выбирается из следующих соображений.

Ш ирина bo активной центральной части 2 определяется,по требуемой ра бочей частоте Ь.

5 Отношение la (длины l ) центральной части

2 к ее ширине bo определяет величину коэффиЬ циеита индуктивности К . = —, частотную not стоянную М=/ .bo и разнос рабочей и побочных частот. Увеличение относительной длины

ta

1.= — центральной части 2 приводит к умень1 о шению величины частотной постоянной Лт, коэффициента индуктивности Кт. и разноса частот.

Геометрия пассивных частей 3 определяет крутизну затухания энергии на краях пьезоэлектрического элемента. Увеличение крутиз1 ны и относительной длины 1»= — пассивных

Оо частей 3 приводит к усилению затухания энергии на краях пьезоэлемента, т. е. к уменьшению амплитуды смещения, что приводит к

25 уменьшению потерь энергии в элементах крепления, расположенных на его краях, т. е. к повышению добротности резонатора.

Но не все значения размеров, определяющих геометрию пьезоэлектрического элемента, мо30 гут быть использованы в качестве рабочих.

467449

Предмет изобретения

Составитель Н. Герасимова

Техред О. Гуменюк

Редактор Т. Янова

Корректор Л. Денискина

Заказ 4259 Изд. № 1347 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, К-35, Раушккая иаб., д. 4/5

Обл. тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли

Наиболее эффектпвными оказываются QIIтимальные соотношения при фиксированных относительной длине l;. центральной части 2 и крутизне пассивных частей 3. Оптимум определяется отношением l (общей длины l) к ширине b. центральной части 2, при котором резонатор имеет минималънуIo индуктивность, максимальный разнос побочных резонансов и минимальный уровень смещений на краях в точках крепления.

Предлагаемый пьезоэлектрический элемент позволяет использовать большое количество оптимальных соовноше ний, значения которых изменяются в зависимости от выбранных относительной длины la центральной части 2и крутизны пассивных частей 3. Из всех оптимальпых соотношений выбирается то, которое лучше удовлетворяет конкретным техническим требованиям, например, по моночастотности, добротности, индуктивности, габаритам или по нескольким из этих параметров вместе и т. д.

Толщина t пьезоэлектрического элемента определяется, исходя из коэффициента нндуктивности ÊI. по требуемой величине индуктивности L.

Для получения повышенной моночастотности уменьшают интенсивность побочных составляющих спектра путем расположения активного электрода только в зоне центральной части 2, при этом длину 1. электрода выбирают таким образом, что подавляются одна ближайшая побочная мода колебаний или (частично) несколько побочных мод, без существенного изменения рабочей интенсивности и путем размещения элементов крепления на пассивны,х частях 3 в точках, характеризующихся максимальной амплитудой смещения подавляемой моды колебаний.

11ри укорачиьании электродов необходимо для сохранения температурной стабильности на пассивные части 3 пьезоэлектрического элемента наносить пассивные замкнутые электро10 Ды.

Вьн1олненный таким образом пьезоэлектрический элемент обеспечивает высокие электромеханические параметры: добротность, моночастотность, вибро- и ударопрочность. Послед15 нее становится возможным благодаря том,, что я вление захвата энергии, имеющее место B таком пьезоэлементе, приводит к сильному затуханию амплитуды смещения на его конца . и позволяет применять жесткую систему за20 крепления в этих областях.

Г1ьезоэлектрический элемент с основным вн25 дом колебаний «сдвиг IIQ контуру», содержащий центральную ак,явную часть, выполн=lIную в виде прямоугольника, и крайние пассивные части, отличающийся тем, что, с целью повышения добротности и улучшения моноча30 стотности, крайние пассивные части пьезоэлемента имеют форму равнобедренной трапеции, при этом угол при основании трапеции ле>к т в пределах от б4 до 88,5 .