Пьезоэлемент

Союз Советских Социалистических Республик) П осударственныи комитет овета Министров СССР итет 53) УДК, 621.372.412 оллетень8 ло делам изобретении н открытий) Заявитель 54) ПЬЕЗОЭЛЕМЕН соединенными 2.Однако дан обсспечивает д ты, требует по готовлении, а в пониженном с электродными покрытиям радиоэлектроникепьезоэлектрических ый пьсз остаточно ышснной также не раоочем д оэлсмсит тастабильносп тру доемкости обеспечивает 1 апазоне част жс нс частопри израбогы т. использующиися в рических резонатоных колебаниях в выполненный в виширины, совпадалярной осью пьезона четырех гранях и, расположенными й 11. Цель изобретения - повышение стабильности частоты и упрощение изготовления, а также понижение рабочего диапазона частот,Для этого в пьезоэлементе, выполненном из пьезоэлектрического материала с направлением ширины вдоль полярной оси пьезоэлектрика, снабженном электродными покрытиями в форме полос вдоль длины пьезоэлемента, расположенных на двух наибольших противоположных его сторонах, и контактными площадками, размещенными в узлах изгибных колебаний пьезоэлемента и соединенными с электродными покрытиями, электродное покрытие на каждой из дьух сторон пьезоэлемента состоит из трех полос, одна из которых расположена посередине пьезоэлемента, а две другие - у краев, при этом средние и краевые полосы соединены соответственно с разными контактными площадками, кроме того, пьезоэлемент разделен вдоль длины прорезью на две части с симметричным расположением электродных покрытий на обеих частях. обеспечастоты 15 аиболее олярной доемко- лошной ением кэлемент,матеь полярш элекос Вдольна двухторонах,иными вмента и 30(43) Опубликовано 28.02 Изооретепие относится ки может использоваться врезонаторах.Известен пьезоэлемент,низкочастотных пьезоэлектрах, работающий на изгибплоскости длина - ширина,де бруска с направлениемющим (или близким) с поэлектрика, с электродамии контактными площадкамв узлах изгибных колебани Однако известный пьезоэлемент не чивает достаточной стабильности вследствие влияния электродов на н деформируемых гранях, нормальных п оси, а также требует повышенной тру сти при изготовлении вследствие сп металлизации по четырем граням.Наиболее близким техническим реш данному изобретению является пьезо выполненный из пьезоэлектрического риала с направлением цирины вдол ной оси пьезоэлектрика, снабженнь тродными покрытиями в форме пол длины пьезоэлемента, расположенных наибольших противоположных его с и контактными площадками, размеще узлах изгибных колебаний пьсзоэле10 20 На фиг, 1 - 4 представлены варианты выполнения пьезоэлемента; на фиг, 5 и 6 - -попсрсшое сечение пьезоэлементов, выполненное соответственно на фиг. 1, 2 и на фпг, 3,4 (стрелками обозначено направление электрических полей).,. Пьезоэлемент, выполненный из пьезоэлектрического материала с направлением ш рины вдоль полярной оси Х пьсзоэлсктрпка, снабжен расположенными на каждой из двух папоольшнх противоположных стороп 1 и 2 направленными вдоль длины пьезоэлемента электродными покрытиями в форме трех полос 3 - 5, причем одна из полос 4 располокена посередине пьезоэлемента, а дьс другпс полосы 3 и 5 - у краев, 11 ри этом средние полосы 1 и краевые полосы 3 и 5 соединены соответственно с контактными площадками 6 и 7, размещенными в узлах изгибпых колебаний пьезоэлемента (фиг. 1, 2). Кроме того, пьезоэлемент может быть разделен вдоль длины прорезью на две части 8 и 9 с симметричным расположением на них электродных покрытий в ьиде полос 3 - 5 (фиг, 3, 4).Г 1 ьезоэлемент работает следующим образом.При выполнении пьезоэлемента (фиг. 1, 2), кода к эекродм покрытиям в виде краевых полос 3 и 5 приложен положительный потенциал, а к электродным покрытиям в виде средней полосы 4 - отрицательный потенциал, упругую деформацию пьезоэлемента создают только составляющие электрического поля, направленные вдоль полярной оси Х пьезоэлектрика (фиг. 5).Следовательно, при подаче переменного напряжения в правой и левой половинах пьсзоэлемента в любой момент времени деформации будут противоположны и соответственно удлинение одной половины стержня при одновременном укорочении другой вызывает изгионые колебания стержня, собственная резонансная частота которых пропорциональна ширине и обратно пропорциональна квадрату длины.Почти все поле в пьезоэлементе направлено вдоль полярной оси, по сосрсдоточспо вблизи поверхностен, поэтому толщина пьезоэлемента может быть существенно уменьшена, что приводит к уменьшению трудоемкости его изготовления, уменьшению расхода материала. 35 30 35 40 45 50 При разделении пьезоэлемента вдоль длины прорезью на две части 8 и 9 (фпг. 3, 4) с симметричным расположением электродных покрытий на этих частях в любой момент времени в каждой из них действуют электрические ноля, направленныс встречно вдоль оси Х (фиг, 6), что создает противоположные де- (1)ормации сжатия - растяжения по длинс Б обеих частях 8, 9 и приводит к изгпбным колебаниям каждой из них, происходягцим в противофазе, что создает уравновешенную динамическую систему. Г 1 ри этом понижается рабочий диапазон частот пьезоэлемента,В результате умсbьшения массы металла, нанесенного па пьезоэлемент (выполнение электродных покрытий в виде узких полос), уменьшаются активные потери, старение и повышается стабильность частоты. Формула изо бр стен и я 1, 11 ьезоэлемент, выполненнып из пьезоэлектрического материала с направлением ширины вдоль полярной оси пьезоэлектрпка, снабженный электродными покрытиями в форме полос вдоль длины пьезоэлемента, расположенных на двух наибольших противоположных его сторонах, и контактными площадками, размещенными в узлах изгибных колебаний пьезоэлемента и соединенными с электродными покрытиями, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности частоты и упрощения изготовления, электродное покрытие на каждой из двух сторон пьезоэлемента состоит из трех полос, одна из когорых расположена посередине пьезоэлемента, а две другие - у краев, при этом средние и краевые полосы соединены соответственно с разbымп контактными площадками,2. Пьезоэлемент по п, 1, отл пч а ю щий ся тем, что, с целью понижения рабочего диапазона частот, пьезоэлемент разделен вдоль длины прорезью па две части с симметричным расположением электродных покрытий на обеих частях,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании М 1340835, кл. Н 1 Е, опублик. 1973.2. Патент СШЛ3683213, кл. 310 в ,6, опублик, 1972,