Пьезоэлектрический трансформатор

(72) Авторы изобрете Л. Г. Гультяев Н н евский ордена Ленина и50-летия Великой Октяреволюции(5 АНСФОРМАТОР ЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕ носится к приборобыть использовано,овольтных источникматорах, пусковых зобретение раздельные пьезоэлектрические возбудитель с поперечной и генератор спродольной поляризациями, торцы котрых с одной стороны связаны черезсоединительные элементы 2,5Недостатком этого устройства явлется отсутствие возможности регулировки коэффициента трансформации назаданной частоте, расщирения диапа. зона рабочих частот без неределывания конструкции и повторной сложнойнастройки без нарувения габаритов.Цель изобретения - создание пьезэлектрического трансформатора, позвляющего осуществить регулировку величины коэффициента трансформациии расщирить интервал рабочих ч от,строению и может например, в высо итаиия, траясфохемах. о- оаст анная цель добудитель и гевиде полых цьный элементй металличеси средней Ука что во иены в ди интел Ч обратигрется тем, ератор выполилиндров, а сое е енв нирубки,ью в опо ыполкойчас со- е Известны пьезоэлектрические трансформаторы (камертонного типа); содержащие консольно закрепленный на опоречетвертьволновой пьезоэлемент и параллельно ему, на некотором расстоянии от него, четвертьволновой пассивный элемент, например металлический 1Однако в таких конструкциях трудно регулировать коэффициент трансформации и осуществлять настройку назаданную частоту и еще труднее изменять рабочую частоту пьеэотрансформатора без существенного изменениякоэффициента трансформации.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяпьезоэлектрический трансформатор,держащий параллельно установленны итехнический институтьской социалистической85178 35 ВЬ 11В 1где 11 " электрическое напряжение,Ъьеснимаемое с выходных электродов продольно поляризационного, циличдра (праваяветвь камертонф.0 - элрие напряжениена входе, прилаженное по:толщине цилиндра с радиальной поляризацией (леваяветвь камертона). причем полости цилиндров н трубкизаполнены вязкой жидкостью,На чертеже представлена схема пьезоэлектрического трансформатора.Пьезотрансформатор включает в себявходную секцию 1 с электродами набоковых поверхностях цилиндра и выводами от электродов (возбудитель) выходную секцию 2 с электродами наторцовых поверхностях цилиндра и вы Оводами от них генератор), У-образф ную, наполненную маслом трубку 3,опору 1, состоящую из двух частейдлиной 1 и 12, Стрелками показанонаправление поляризации цилиндрических пьезоэлементов.Входная секция 1 трансформаторавозбудитель/ поляризована попейчно,и при ее возбуждении электрическим. полем возникают ультразвуковые колебания, которые передаются по стенкамизогнутой трубки на выходную секцию,поляризованную продольно. На основной резонансной частоте и на гармониках в камертоне возникают продольные резонансные колебания и образуют-.ся стоячие волны с большой амплитудой упругих натяжений, что при данном креплении системы приводит к увеличению поданного сигнала на выходе 30в к раз, где к, - коэффициент трансФормации. Коэффициент трансформациив числе других факторов определяетсясоотношением продольных и поперечныхразмеров секций (в данном случаеветвей), а также зависит от величинымеханических напряжениИ и их распределения по образцу. Изменяя массуветвей (количество жидкости), изменяют механические напряжения (натя" 40жения)вдоль длины цилиндров, темсамым изменяя эффективность преобразования механической энергии вэлектрическую.Коэффициент трансформации на резонаисной частоте определяется по фор- муле 4Таким образом, предлагаемый трансформатор является устройством с поперечным преобразованием энергии на входе н продольным преобразованием на выходе.Регулировка резонансной частоты предлагаемого трансформатора осуществляется по изменению уровня жидкости в сообщающихся сосудах, т,е. в Ч-образной латунной трубке 3 и параллельно расположенных цилиндрах (предполагается, что плечи трансформатора одинаковых размеров и он настроен на максимум коэффициента трансформации).Измеренные величины коэффициента трансформации для предлагаемой конструкции могут иметь погрешность, связанную с температурными изменениями размера плеч камертонного пьезотрансформатора. В связи с этим опора 4 пьезотрансформатора собирается из двух деталей 1.4 и г, При этом для коэффициента линейного расширения получаютФ 6 С(Ь Г:Е,с(Мгде 1 р - длина всей опорыее частей, - коэффициенты линейного расцп, опгширения плеч пьезотрансформатораМ - изменение температуры,Учитывая, что 1 = 1 + г, получаюта 1 и -арпа.ОП 4 Оп ЯЭта зависимость дает возможность по заданным коэффициентам линейного расширения определить длины деталей, составляющих опору.Предлагаемый пьезоэлектрический трансформатор как высокостабильная механическая система с распределенными параметрами позволяет повысить помехоустойчивость и точность измерения вчастотных датчиках. Формула изобретенияПьезоэлектрический трансформатор, содержащий параллельно установленные раздельные пьезоэлектрические возбудитель с поперечной и генератор с продольной поляризациями,. торцы кото" рых с одной стороны связаны через соединительные элементы, о т л ич а ю щ н й с я тем, что, с целью регулировки коэффициента трансфориа851787 6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Авторское свидетельство СССР 11 618811, кл. Н 04 В 17/00, 1973.Составитель И. Попова,едактор В. Матюхина Техред Т.Маточка . Корректор Г ва 88 Тираж 698 Государственного ко делам изобретений и , Москва, Ж, Раув Заказ .63ВНИИПИ одписн ета СССРкрытийя наб., д. 4 1130 филиал ППП Патент, г, Ужгород. т . ппооитиая ции и расширения интервала рабочихчастот, возбудитель и генератор выполнены в виде полых цилиндров,а соединитсльньв элемент выполненв виде Ч-образной металлической трубки, закрепленной средней частью вопоре, причем полости цилиндров итрубки заполнены вязкой жидкостью. 2, Авторское свидетельство СССР У 620037, кл. Н 04 К 17/00, 1977 (прототип),