CN100521274C - 弹性体的检查方法、检查装置以及尺寸预测程序 - Google Patents

Abstract

具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩致动器的检查方法。本检查方法，其特征在于，获取使压电/电致伸缩致动器振动时的频率特性，根据该频率特性，测量压电/电致伸缩致动器的位移量，是一种无需进行作为产品的实际驱动，不对压电/电致伸缩致动器进行分解/破坏，而能以高精度检查压电/电致伸缩致动器的方法。

Description

弹性体的检查方法、检查装置以及尺寸预测程序

技术领域

本发明涉及实现了高精度的弹性体的检查方法、检查装置和尺寸预测程序，以及压电/电致伸缩致动器的检查方法、检查装置和位移量预测程序，以及压电/电致伸缩传感器的检查方法、检查装置和检测灵敏度预测程序。

背景技术

近年来，在光学、精密机械、半导体制造等领域中，人们一直期望以亚微米数量级调整光路长度和位置的位移控制设备。顺应这种需求，压电/电致伸缩设备的开发取得了进展，这种压电/电致伸缩设备，包括利用基于在铁电体和反铁电体上施加电场时引起的逆压电效应或电致伸缩效应等的应变的压电/电致伸缩致动器，以及利用基于同样的效应，在铁电体/反铁电体上施加应力时引起的电荷产生的压电/电致伸缩传感器等。该压电/电致伸缩设备，是如上述那样利用由电场感应应变或应力而感生的电荷、电场的设备，特别地，压电/电致伸缩致动器，与现有的伺服电动机、脉冲电动机等的电磁方式等相比，具有易于进行微小位移控制，机械/电能转换效率高，节省了电能，可进行超精密安装而有助于产品的小型、轻型化的特点，因此，其应用领域一定会不断扩展。

压电/电致伸缩致动器，具有如下构造：例如，在由设有空腔的厚壁的支持部、覆盖该空腔的振动部一体化形成的陶瓷基体的一个面上，设有按照下部电极、压电/电致伸缩体、上部电极的顺序层压而形成的压电/电致伸缩动作部。这种压电/电致伸缩致动器，当上部电极和下部电极之间产生电场时，由压电/电致伸缩材料形成的压电/电致伸缩体变形，在振动部产生上下方向的位移，通过使该振动部产生位移的作用，将压电/电致伸缩致动器作为精密机器的致动部来应用，例如，通过使振动部上下变形，控制开关的接触、非接触，或者作为微型泵来进行流体控制。

在压电/电致伸缩致动器作为开关或微型泵的致动部等被利用的情况下，存在有的问题，即，若其位移量不是足够大，则在开关中行程不足，无法作为开关工作，或在微型泵中，由于流体的挤压量不足有时会无法完全将流体挤压出来。另外，在组合多个压电/电致伸缩致动器来使用的情况下，当其个体间的位移量有散差时，接触或非接触动作变得不稳定，或者流体的挤压量变得不稳定，开关或微型泵的品质下降。因此，期望当施加了相同电压(产生了相同的电场)时，各振动部的位移量在一定值以上且为均一的压电/电致伸缩致动器。因此，当将压电/电致伸缩致动器作为产品出厂时，需要通过激光多普勒振动计等，直接检查振动部的位移量。然而，若对制成的全部压电/电致伸缩致动器进行检查，则成本很高，所以寻求代替它的检查方法。

非专利文献1：“振动工学手册”(养贤堂发行)，第1版，1976年发行，第4章分布系统的自由振动，4.6“板的振动”(P.98～109)

非专利文献2：“工业基础振动学”(养贤堂发行)，第14版，1989年发行，第4章“平板的横向振动”(P.224～228)

发明内容

针对对这种压电/电致伸缩致动器的检查的要求，一直以来，在压电/电致伸缩致动器的制造工序中，通过测量被视为电容器的压电/电致伸缩体的静电电容，检查施加了相同电压(产生了相同电场)时的位移量的大小或一致性。该检查方法，是基于如下考虑：压电/电致伸缩致动器的压电/电致伸缩体为位移发生部，所以，若静电电容相等，则根据C＝εS/d，压电/电致伸缩体的电极面积、电极间距、或介电常数等是综合起来相等，因此，压电/电致伸缩体(或者压电/电致伸缩动作部)的位移量也相等，而且，振动部的位移量也是综合起来相等，其结果，位移量应该不产生散差。

然而，这种现有的检查方法，不一定具有高精度。其理由是：认为因为未将压电/电致伸缩致动器的压电/电致伸缩动作部以外的构成要素反映到检查中。另外，在近期的压电/电致伸缩致动器中，细微化得到了发展，所以微小尺寸的偏离或散差会给特性带来更大的影响，为了检查该尺寸的偏离或散差，需要进行伴有破坏的截面观察，需要很高的成本。而且，当检查时需要进行破坏，因此不能直接对出厂的产品进行检查。

此外，通过激光多普勒振动计等，直接检查压电/电致伸缩致动器的位移量，装置价格较高，需要检查技巧，成本增高。另外，在制造过程中通过使用显微镜等的外观检查，来检测出给位移量造成较大影响的与设计值的尺寸偏离量、位置偏离量，需要确保有大量熟练的人员，也花费检查时间，成本增高。而且，在通过截面观察来对尺寸偏离、位置偏离进行破坏检查的方法中，除了成本高以外，无法将检查过的设备作为产品使用，仅可以进行抽样检查。此外，若是相同设计/规格在要求一致的传感器灵敏度的压电/电致伸缩传感器中，也同样产生了这些问题。

本发明是鉴于上述情况而形成的，其目的在于，提供可以不需要作为产品的实际驱动，不进行分解/破坏，以高精度检查压电/电致伸缩设备(压电/电致伸缩致动器或压电/电致伸缩传感器)的方法。

反复研究的结果，了解到，例如，在上述压电/电致伸缩致动器的情况下，其振动部的位移量，和包含基体(振动部以及支持部)的全体的刚性、振动部的形状、或者压电/电致伸缩动作部相对于振动部的形成位置等在内的、与压电/电致伸缩致动器的机械性质或形态相关的各要素，有着密切的关系。

并且，进一步反复研究的结果表明，研究使压电/电致伸缩致动器振动时的各种频率特性，根据该频率特性，可以高精度地预测出与压电/电致伸缩致动器的上述机械性质或形态有关的各要素。并且了解到，可以构建预测与压电/电致伸缩致动器的机械性质或形态有关的各要素的系统，根据由此预测出的与机械性质或形态有关的各要素，能够实现压电/电致伸缩致动器的高精度检查。另外了解到，由于与机械性质或形态有关的各要素和振动部的位移之间存在密切的关系，因此，可以高精度地检查压电/电致伸缩致动器的振动部的位移量。

具体而言，发现了，例如，取决于压电/电致伸缩致动器的设计尺寸的某个的频率特性的值和距离被测物的设计尺寸值的尺寸偏离量、位置偏离量之间，存在一定的关系，并了解到，通过求得该频率特性的值，可以检查被测物中的距离设计值的尺寸偏离、位置偏离的量是否在一定的容许值内。并且，了解到，由于距离该设计值的尺寸偏离等，与压电/电致伸缩致动器的位移量的特性存在密切的关系，因此，也可以根据该频率特性对位移量进行预测、换算并检查。

另外，反复研究的结果，在下述这种情况下，即，例如，作为板(板状体)的压电/电致伸缩振荡器的一部分的尺寸偏离，与相当于(1，2)次的振动模式的共振峰的高度相关，其它部分的尺寸偏离，与相当于(3，1)次和

(1，1)次的振动模式的共振频率的比相关，发现各个尺寸偏离的因素具有特征性出现的次数((m，n)次)的共振。而且，存在现有文献等中未记载的特殊的次数(在本说明书中，命名为3.5次)的振动模式，通过该振动模式的共振，能够以非常高的精度预测作为板(板状体)的压电/电致伸缩致动器的一部分的尺寸偏离。此外，可以对它们分别进行检查，也可以将它们组合，通过多次回归分析等生成计算式，由此可以高精度地预测、检查压电/电致伸缩致动器的位移量。

此外，一般来说，板(板状体)的振动，如非专利文献1和非专利文献2中记载的那样，可以用(m，n)次的振动模式这样的形式表示。例如，正方形或长方形板的情况下，在纵方向和横方向上；而圆形板的情况下，在圆周方向和直径方向上，可以分别根据振动的驻波的节点数，用(m，n)次的振动模式表示。在本说明书中，连1个节点也没有的模式表示为1次，存在1个节点的模式表示为2次。即，在长方形板的情况下，在纵方向上存在m-1个节点，在横方向上存在n-1个节点的振动模式，被表示为(m，n)次的振动模式。通过以共振频率对板进行励振，用激光多普勒振动计对板的多个位置的振动进行测量，对得到的振动数据进行综合分析，以动画等进行观察，可以确定各共振频率中的振动模式。

根据以上的考虑方法，和压电/电致伸缩致动器的位移量等同样地，对于压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度，也可以进行检查。而且发现，对于包含压电/电致伸缩设备(压电/电致伸缩致动器以及压电/电致伸缩传感器)在内的、广泛的具有弹性体的结构体，作为检查其尺寸方法可以应用，完成了本发明。具体而言，本发明提供以下所示的方法。

即，根据本发明，提供一种弹性体的检查方法，其用于具有两个以上弹性体的结构体，获取使结构体振动时的频率特性，并根据该频率特性，预测弹性体的尺寸。

上述频率特性，可以直接用激光多普勒振动计或加速度传感器等来测量用振动式励振机或压电/电致伸缩元件等使弹性体振动时的机械振动而得到，但是，在压电/电致伸缩致动器或压电/电致伸缩传感器的情况下，通过使用网络分析器和阻抗分析器，测量电气阻抗、或增益与相位的频率特性，则可以廉价、高速地进行测量。此外，这种情况在与本发明相关的所有发明(除了弹性体的检查方法以外，压电/电致伸缩致动器的检查方法、压电/电致伸缩传感器的检查方法、弹性体的检查装置、压电/电致伸缩致动器的检查装置、压电/电致伸缩传感器的检查装置、弹性体的尺寸预测程序、压电/电致伸缩致动器的位移量预测程序、压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度预测程序)中都相同。

在本发明的弹性体的检查方法中，理想的是，上述频率特性是以下特性中的任意一种：1次的共振频率Fx和其它次数的共振频率Fy、以及根据它们而求得的1个以上的频率比FRxy(FRxy＝Fy/Fx)、以及/或者1个以上的频率差FDxy(FDxy＝Fy—Fx)。而且，作为上述频率特性，理想的是，增加共振频率Fz，通过某个或两个以上的组合，来预测弹性体的尺寸。此外，在本说明书中，所谓“以及/或者”，表示以及/或者的意思。

另外，上述频率特性，理想的是以下特性中的任意一种：1次的共振波形的峰的高度PKx、面积Sx、极大值和极小值的差、以及所述1次的共振波形和其它次数的共振波形之间的，峰的高度的比PKRxy、峰的高度的差PKDxy、面积比Srxy、面积差Sdxy、极大值和极小值的差的比、以及极大值和极小值的差的差。

而且，通过组合这些频率特性，进行多变量分析等，可以更高精度地预测/推断弹性体的尺寸。

此外，根据是否出现某次数(m，n)的共振的共振峰，即是否产生(m，n)次的共振，可以简便地进行弹性体的检查(这可以应用于本发明相关的全部发明)。

在本说明书中，所谓(m，n)次的共振的共振波形是表示，在作为规定的频带中的频率特性而表示出的波形中，对应于(m，n)次的振动模式的共振峰附近的波形(曲线)。所谓频率特性，不进行限定，可以是机械振动的传动特性、电气阻抗特性、电气传输特性、电气反射特性等，且可以用以横轴为频率，以纵轴为收益(增益)和相位、阻抗和相位或者导纳和相位等形成的图来表现。机械共振和电气共振是不同的现象，但是，在压电/电致伸缩致动器和压电/电致伸缩传感器中，在大体一致的共振频率中观测到两者，该现象可被应用作压电共振子或压电滤波器。

在表示频率特性的图中，在上述共振波形中具有峰的脊形以及/或者槽形的部分，对(m，n)次的共振进行确定。所谓共振波形，对应于表示该脊形以及/或者槽形的部分的附近的波形。所谓共振波形的面积，是表示频率特性的图形中的、与作为无峰的底部的线相对，该脊形以及/或者槽形上凸出的部分的面积，所谓共振波形的峰的高度，是该脊形以及/或者槽形部分的峰的高度的值，该纵轴的值可以是增益、阻抗、导纳、相位等任意频率特性的值，但理想的是，在电气振动的情况下是相位，在机械振动的情况下是收益(增益)。作为上述底部的线比较平坦，因此易于进行数据处理。此外，在作为纵轴的值是阻抗或导纳值的图形的情况下，适于采用共振波形的极大值和极小值的差。在纵轴使用阻抗或导纳的情况下，基线为向右上倾斜或向右下倾斜的曲线以及/或者直线，共振和反共振成对，峰存在于脊形部分和槽形部分，因此，可以将二者的差作为用于预测尺寸偏离或位移量的特征值。

本发明的弹性体的检查方法适用于，所述弹性体的尺寸，是构成结构体的两个以上的弹性体中的任意两个弹性体之间的偏离量的情况。另外，适用于所述弹性体的尺寸是构成结构体的两个以上的弹性体中的任意1个弹性体的弯曲量的情况。

接下来，根据本发明，提供具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩致动器的检查方法，其获取使压电/电致伸缩致动器振动时的频率特性，并根据该频率特性，预测压电/电致伸缩致动器的位移量。

在本发明的压电/电致伸缩致动器的检查方法中，理想的是，所述频率特性是以下特性中的任意一种：1次的共振频率Fx和其它次数的共振频率Fy、以及由它们求得的1个以上的频率比FRxy(FRxy＝Fy/Fx)以及/或者1个以上的频率差FDxy(FDxy＝Fy—Fx)。

另外，在本发明的压电/电致伸缩致动器的检查方法中，理想的是，在所述1个以上的频率比FR以及/或者1个以上的频率差FD上，增加1个以上的共振频率Fz以及/或者压电/电致伸缩体的静电电容CP，通过某个或两个以上的组合，预测压电/电致伸缩致动器的位移量。

而且，所述频率特性，理想的是以下特性中的任意一种：1次的共振波形的峰的高度PKx、面积Sx、极大值和极小值的差、以及所述1次的共振波形和其它次数的共振波形之间的，峰的高度的比PKRxy、峰的高度的差PKDxy、面积比SRxy、面积差SDxy、极大值和极小值的差的比、以及极大值和极小值的差的差。

此外，通过使这些频率特性组合来进行多变量分析等，可以精度更高地预测/推断压电/电致伸缩致动器的位移量。

接下来，根据本发明，提供具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩传感器的检查方法，其获取使压电/电致伸缩传感器振动时的频率特性，并根据该频率特性，预测压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度。

在本发明的压电/电致伸缩传感器的检查方法中，理想的是，频率特性是以下特性中的任意一种：1次的共振频率Fx和其它次数的共振频率Fy、以及由它们求得的1个以上的频率比FRxy(FRxy＝Fy/Fx)以及/或者1个以上的频率差FDxy(FDxy＝Fy—Fx)。

另外，在本发明的第1压电/电致伸缩传感器的检查方法中，理想的是，在所述1个以上的频率比FRxy以及/或者1个以上的频率差FDxy上，增加1个以上的共振频率Fz以及/或者压电/电致伸缩体的静电电容CP，来预测压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度。

而且，所述频率特性，理想的是以下特性中的任意一种：1次的共振波形的峰的高度PKx、面积Sx、极大值和极小值的差、以及所述1次的共振波形和其它次数的共振波形之间的，峰的高度的比PKRxy、峰的高度的差PKDxy、面积比SRxy、面积差SDxy、极大值和极小值的差的比、以及极大值和极小值的差的差。

而且，通过使这些频率特性组合来进行多变量分析等，可以更高精度地预测/推断压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度。

接下来，根据本发明，提供对具有两个以上弹性体的结构体中的弹性体进行检查的装置，其具备获取使结构体振动时的频率特性，并根据该频率特性，预测弹性体的尺寸的单元。

在本发明的第1弹性体的检查装置中，理想的是，频率特性是1次的共振频率Fx和其它次数的共振频率Fy、以及由它们求得的1个以上的频率比FRxy(FRxy＝Fy/Fx)以及/或者1个以上的频率差FDxy(FDxy＝Fy—Fx)中的任意一种。而且，理想的是具有，附加1个以上的共振频率Fz作为所述频率特性，通过某个或两个以上的组合，预测弹性体的尺寸的单元。

另外，所述频率特性，理想的是以下特性中的任意一种：1次的共振波形的峰的高度PKx、面积Sx、极大值和极小值的差、以及所述1次的共振波形和其它次数的共振波形之间的，峰的高度的比PKRxy、峰的高度的差PKDxy、面积比SRxy、面积差SDxy、极大值和极小值的差的比，以及极大值和极小值的差的差。

本发明的弹性体的检查装置，适用于上述弹性体的尺寸，是构成结构体的两个以上的弹性体中的任意两个弹性体之间的偏离量的情况。另外，适用于所述弹性体的尺寸，是构成结构体的两个以上的弹性体中的任意1个弹性体的弯曲量的情况。

接下来，根据本发明，提供对具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩致动器进行检查的装置，其具有获取使压电/电致伸缩致动器振动时的频率特性，并根据该频率特性，预测所述压电/电致伸缩致动器的位移量的单元。

在本发明的压电/电致伸缩致动器的检查装置中，所述频率特性，理想的是1次的共振频率Fx和其它次数的共振频率Fy、以及由它们求得的1个以上的频率比FRxy(FRxy＝Fy/Fx)以及/或者1个以上的频率差FDxy(FDxy＝Fy—Fx)中的任意一种。

另外，在本发明的压电/电致伸缩致动器的检查装置中，理想的是具备，在所述1个以上的频率比FRxy以及/或者1个以上的频率差FDxy上，增加1个以上的共振频率Fz或压电/电致伸缩体的静电电容CP，通过某个或两个以上的组合，预测压电/电致伸缩致动器的位移量的单元。

而且，所述频率特性，理想的是以下特性中的任意一种：1次的共振波形的峰的高度PKx、面积Sx、极大值和极小值的差、以及所述1次的共振波形和其它次数的共振波形之间的，峰的高度的比PKRxy、峰的高度的差PKDxy、面积比SRxy、面积差SDxy、极大值和极小值的差的比、以及极大值和极小值的差的差。

接下来，根据本发明，提供具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩传感器的检查装置，其具备获取使压电/电致伸缩传感器振动时的频率特性，并根据该频率特性，预测压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度的单元。

本发明的压电/电致伸缩传感器的检查装置中，频率特性理想的是1次的共振频率Fx以及其它次数的共振频率Fy、以及由它们求得的1个以上的频率比FRxy(FRxy＝Fy/Fx)以及/或者1个以上的频率差FDxy(FDxy＝Fy—Fx)中的任意一种。

另外，本发明的第1压电/电致伸缩传感器的检查装置中，理想的是，具备在所述1个以上的频率比FRxy或1个以上的频率差FDxy上，增加1个以上的共振频率Fz或压电/电致伸缩体的静电电容CP，预测压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度的单元。

而且，所述频率特性，理想的是以下特性中的任意一种：1次的共振波形的峰的高度PKx、面积Sx、极大值和极小值的差、以及所述1次的共振波形和其它次数的共振波形之间的，峰的高度的比PKRxy、峰的高度的差PKDxy、面积比SRxy、面积差SDxy、极大值和极小值的差的比、以及极大值和极小值的差的差。

接下来，根据本发明，提供弹性体的尺寸预测程序，其为了对具有两个以上弹性体的结构体中的弹性体的尺寸进行预测，使计算机作为以下单元的来工作：输入想要计算预测尺寸的结构体的频率特性的测定值的单元；根据预测尺寸的计算式，获得结构体中的弹性体的预测尺寸的单元；输出所求得的结构体中的弹性体的预测尺寸的单元。

本发明的弹性体的尺寸预测程序，被适用于所述被预测的弹性体的尺寸，是构成结构体的两个以上的弹性体中的任意两个弹性体之间的偏离量的情况。另外，被适用于上述被预测的弹性体的尺寸是构成结构体的两个以上的弹性体中的任意1个弹性体的弯曲量的情况。

本发明的弹性体的尺寸预测程序，更具体而言，为了对具有两个以上弹性体的结构体中的弹性体的尺寸进行预测，理想的是，使计算机作为以下单元来工作：输入使结构体振动时的1次的共振频率F1(所述频率特性)的单元；输入使结构体振动时的1次以上的高次的n次的共振频率Fn(所述频率特性)的单元；根据1次的共振频率F1和1次以上的高次的n次共振频率Fn，求得1个以上的频率比FRn(FRn＝Fn/F1)的单元；根据数学式1(所述预测尺寸的计算式)，求得结构体中的弹性体的预测尺寸的单元；输出所得到的结构体中的弹性体的预测尺寸的单元。

【数学式1】

预测尺寸 $M1=\underset{x=0}{\overset{x=x\′}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{a}_{\mathrm{xn}}{\left(\mathrm{FRn}\right)}^x$

(X’＝1，2，...)

另外，本发明的弹性体的尺寸预测程序，为了对具有2个以上弹性体的结构体中的弹性体的尺寸进行预测，理想的是，使计算机作为以下单元来工作：输入使结构体振动时的1次以上的m次共振频率Fm(所述频率特性)的单元；根据数学式2(所述预测尺寸的计算式)，求得结构体中的弹性体的预测尺寸的单元；输出所求得的结构体中的弹性体的预测尺寸的单元。

【数学式2】

预测尺寸 $M2=\underset{w=0}{\overset{w=w\′}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\mathrm{\Σ}}{d}_{\mathrm{wm}}{\left(\mathrm{Fm}\right)}^w$

(w’＝1，2，...)

接下来，根据本发明，提供压电/电致伸缩致动器的位移量预测程序，其为了对具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩致动器的位移量进行预测，使计算机作为以下单元来工作：输入想要计算预测位移量的压电/电致伸缩致动器的频率特性的单元；根据预测位移量的计算式，求得压电/电致伸缩致动器的预测位移量的单元；输出所得到的压电/电致伸缩致动器的预测位移量的单元。

在本发明的压电/电致伸缩致动器的位移量预测程序中，作为所述频率特性，可以输入1次的共振或1次以上的高次的n次的共振的共振波形的，面积、峰的高度、极大值和极小值的差，以及由它们求得的1次的共振的共振波形和1次以上的n次的共振的共振波形之间的，面积比、峰的高度的比、以及极大值和极小值的差的比。

另外，本发明的压电/电致伸缩致动器的位移量预测程序，更具体而言，根据本发明，为了对具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩致动器的位移量进行预测，理想的是，使计算机作为以下单元来工作：输入使压电/电致伸缩致动器振动时的1次的共振频率F1(所述频率特性)的单元；输入使压电/电致伸缩致动器振动时的1次以上的高次的n次共振频率Fn(所述频率特性)的单元；根据1次的共振频率F1和1次以上的高次的n次的共振频率Fn，求得1个以上的频率比FRn(FRn＝Fn/F1)的单元；根据数学式3(所述预测位移量的计算式)，求得压电/电致伸缩致动器的预测位移量的单元；输出所得到的压电/电致伸缩致动器的预测位移量的单元。

【数学式3】

预测位移量 $M3=\underset{x=0}{\overset{x=x\′}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{a}_{\mathrm{xn}}{\left(\mathrm{FRn}\right)}^x$

(x’＝1，2，...)

另外，本发明的压电/电致伸缩致动器的位移量预测程序，根据本发明，为了对具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩致动器的位移量进行预测，理想的是，使计算机作为以下单元来工作：输入使压电/电致伸缩致动器振动时的1次的共振频率F1(所述频率特性)的单元；输入使压电/电致伸缩致动器振动时的1次以上的高次的n次共振频率Fn(所述频率特性)的单元；输入压电/电致伸缩体的静电电容CP的单元；根据1次的共振频率F1和1次以上的高次的n次的共振频率Fn，求得1个以上的频率比FRn(FRn＝Fn/F1)的单元；根据数学式4(所述预测位移量的计算式)，求得压电/电致伸缩致动器的预测位移量的单元；输出所得到的压电/电致伸缩致动器的预测位移量的单元。

【数学式4】

预测位移量 $M4=\underset{x=0}{\overset{x=x\′}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{a}_{\mathrm{xn}}{\left(\mathrm{FRn}\right)}^x+\underset{z=0}{\overset{z=z\′}{\mathrm{\Σ}}}{c}_z{\left(\mathrm{CP}\right)}^z$

本发明的压电/电致伸缩致动器的位移量预测程序，此外，为了对具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩致动器的位移量进行预测，理想的是，使计算机作为以下单元来工作：输入使压电/电致伸缩致动器振动时的1次以上的m次共振频率Fm(所述频率特性)的单元；根据数学式5(所述预测位移量的计算式)，求得压电/电致伸缩致动器的预测位移量的单元；输出所求得的压电/电致伸缩致动器的预测位移量的单元。

【数学式5】

预测位移量 $M5=\underset{w=0}{\overset{w=w\′}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\mathrm{\Σ}}{d}_{\mathrm{wm}}{\left(\mathrm{Fm}\right)}^w$

(w’＝1，2，...)

本发明的压电/电致伸缩致动器的位移量预测程序，此外，为了对具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩致动器的位移量进行预测，理想的是，使计算机作为以下单元来工作：输入使压电/电致伸缩致动器振动时的1次的共振频率F1(所述频率特性)的单元；输入使压电/电致伸缩致动器振动时的1次以上的高次的n次共振频率Fn(所述频率特性)以及m次共振频率Fm(所述频率特性)的单元；根据1次的共振频率F1和1次以上的高次的n次共振频率Fn，求得1个以上的频率比FRn(FRn＝Fn/F1)的单元；根据数学式6(所述预测位移量的计算式)，求得压电/电致伸缩致动器的预测位移量的单元；输出所得到的压电/电致伸缩致动器的预测位移量的单元。

【数学式6】

预测位移量 $M6=\underset{x=0}{\overset{x=x\′}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{a}_{\mathrm{xn}}{\left(\mathrm{FRn}\right)}^x+\underset{w=0}{\overset{w=w\′}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\mathrm{\Σ}}{d}_{\mathrm{wm}}{\left(\mathrm{Fm}\right)}^w$

(x’＝1，2，...、w’＝1，2，...)

本发明的压电/电致伸缩致动器的位移量预测程序，此外，为了对具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩致动器的位移量进行预测，理想的是，使计算机作为以下单元来工作：输入使压电/电致伸缩致动器振动时的1次的共振频率F1(所述频率特性)的单元；输入使压电/电致伸缩致动器振动时的1次以上的高次的n次共振频率Fn(所述频率特性)以及m次共振频率Fm(所述频率特性)的单元；输入压电/电致伸缩体的静电电容CP的单元；根据1次的共振频率F1和1次以上的高次的n次共振频率Fn，求得1个以上的频率比FRn(FRn＝Fn/F1)的单元；根据数学式7(所述预测位移量的计算式)，求得压电/电致伸缩致动器的预测位移量的单元；输出所得到的压电/电致伸缩致动器的预测位移量的单元。

【数学式7】

预测位移量 $M7=\underset{x=0}{\overset{x=x\′}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{a}_{\mathrm{xn}}{\left(\mathrm{FRn}\right)}^x+\underset{w=0}{\overset{w=w\′}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\mathrm{\Σ}}{d}_{\mathrm{wm}}{\left(\mathrm{Fm}\right)}^w+\underset{z=0}{\overset{z=z\′}{\mathrm{\Σ}}}{c}_z{\left(\mathrm{CP}\right)}^z$

(x’＝1，2，，...、w’＝1，2，...、z’＝1，2，...)

接下来，根据本发明，提供压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度预测程序，其为了对具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度进行预测，使计算机作为以下单元来工作：输入想要计算预测检测灵敏度的压电/电致伸缩传感器的频率特性的单元；根据预测检测灵敏度的计算式，得到压电/电致伸缩传感器的预测检测灵敏度的单元；输出所得到的压电/电致伸缩传感器的预测检测灵敏度的单元。

在本发明的压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度预测程序中，作为所述频率特性，可以输入1次的共振或1次以上的高次的n次共振的共振波形的，面积、峰的高度、极大值和极小值的差，以及由它们求得的1次的共振的共振波形和1次以上的高次的n次的共振的共振波形之间的，面积比、峰的高度的比、以及极大值和极小值的差的比。

本发明的压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度预测程序，更具体而言，为了对具有压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度进行预测，理想的是，使计算机作为以下单元来工作：输入使压电/电致伸缩传感器振动时的1次的共振频率F1(所述频率特性)的单元；输入使压电/电致伸缩传感器振动时的1次以上的高次的n次共振频率Fn(所述频率特性)的单元；根据1次的共振频率F1和1次以上的高次的n次共振频率Fn，得到1个以上的频率比FRn(FRn＝Fn/F1)的单元；根据数学式8(所述预测检测灵敏度的计算式)，求得压电/电致伸缩传感器的预测检测灵敏度的单元；输出所得到的压电/电致伸缩传感器的预测检测灵敏度的单元。

【数学式8】

预测检测灵敏度 $M8=\underset{x=0}{\overset{x=x\′}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{a}_{\mathrm{xn}}{\left(\mathrm{FRn}\right)}^x$

(x’＝1，2，...)

本发明中的压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度预测程序，此外，根据本发明，为了对具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度进行预测，理想的是，使计算机作为以下单元来工作：输入使压电/电致伸缩传感器振动时的1次的共振频率F1(所述频率特性)的单元；输入使压电/电致伸缩传感器振动时的1次以上的高次的n次共振频率Fn(所述频率特性)的单元；输入压电/电致伸缩体的静电电容的单元；根据1次的共振频率F1和1次以上的高次的n次共振频率Fn，得到1个以上的频率比FRn(FRn＝Fn/F1)的单元；根据数学式9(所述预测检查灵敏度的计算式)，求得压电/电致伸缩传感器的预测检测灵敏度的单元；输出所得到的压电/电致伸缩传感器的预测检测灵敏度的单元。

【数学式9】

预测检测灵敏度 $M9=\underset{x=0}{\overset{x=x\′}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{a}_{\mathrm{xn}}{\left(\mathrm{FRn}\right)}^x+\underset{z=0}{\overset{z=z\′}{\mathrm{\Σ}}}{c}_z{\left(\mathrm{CP}\right)}^z$

(x’＝1，2，...、z’＝1，2，，...)

此外，本发明的各程序的发明中的各数学式，是可以在各方法的发明等中使用的数学式。例如，本发明的(第1)弹性体的检查方法，根据1个以上的频率比FRn预测弹性体的尺寸，然而为了进行该预测，可以使用本发明的(第2)弹性体的尺寸预测程序的数学式1。

本发明的弹性体的检查方法和检查装置，对于以两个以上的弹性体为构成要素的结构体，不是将其一部分作为检查的判断基准，而是根据使结构体整体发生微小振动时的，一次的共振频率、其它次数的共振频率、以及由它们求得的频率比或频率差、以及一次的共振波形的峰的高度、面积、极大值和极小值的差、以及其一次的共振波形和其它次数的共振波形之间的，峰的高度的比、峰的高度的差、面积比、面积差等，来预测结构体所具有的两个弹性体间的偏离量和1个弹性体的弯曲量等弹性体的尺寸，所以，可以不依赖于经验，以高精度进行检查。并且，由于是非破坏检查，所以能迅速地进行更为准确的合格与否的判断。

本发明的压电/电致伸缩致动器的检查方法以及检查装置，对于由压电/电致伸缩体和两个以上电极为构成要素的压电/电致伸缩致动器，在检查中不仅使用作为其一部分的压电/电致伸缩体中的静电电容，而是根据使压电/电致伸缩致动器整体振动时的，一次的共振频率、其它次数的共振频率、以及由它们求得的频率比或频率差、以及一次的共振波形的峰的高度、面积、极大值和极小值的差，以及该一次的共振波形和其它次数的共振波形之间的，峰的高度的比、峰的高度的差、面积比、面积差等，来预测压电/电致伸缩致动器的位移量，因此，可以不依赖于经验，以高精度进行检查。并且，由于是非破坏检查，所以能迅速地进行更为准确的合格与否的判断。因此，可以防止出厂了不希望的产品的过错。

本发明的压电/电致伸缩传感器的检查方法和检查装置，对于以压电/电致伸缩体和两个以上电极为构成要素的压电/电致伸缩传感器，在检查中不仅使用作为其一部分的压电/电致伸缩体的静电电容，而是根据使压电/电致伸缩传感器整体实际振动时的，一次的共振频率、其它次数的共振频率、和由它们求得的频率比以及/或者频率差、以及一次的共振波形的高度、面积、极大值和极小值的差、以及该一次的共振波形和其它次数的共振波形之间的，峰的高度的比、峰的高度的差、面积比、面积差等，来预测压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度，因此，可以不依赖于经验，以高精度进行检查。并且，由于是非破坏检查，所以能迅速地进行更准确的合格与否的判断。因此，可以防止出厂了不希望的产品的过错。

附图说明

图1是表示压电/电致伸缩致动器的一例的图，是将振动部和支持部分离表示的斜视图。

图2是表示包含图1所示的压电/电致伸缩致动器的振动部和压电/电致伸缩动作部的AA’截面的截面图。

图3是表示包含图1所示的压电/电致伸缩致动器的振动部和压电/电致伸缩动作部的BB’截面的截面图。

图4是表示基体和压电/电致伸缩动作部偏离的压电/电致伸缩致动器的一例的截面图，是表示与图3相对应的截面的图。

图5是表示振动部具有(图中的)向下方向的弯曲的形态的压电/电致伸缩致动器的截面图，是表示与图3相对应的截面的图。

图6(a)是表示将压电/电致伸缩致动器作为微动开关的致动部而应用的例子的截面图，表示非导通状态(OFF)。

图6(b)是表示将压电/电致伸缩致动器作为微动开关的致动部而应用的例子的截面图，表示导通状态(ON)。

图7是表示压电/电致伸缩致动器的一例的截面图。

图8是表示压电/电致伸缩致动器的一例的截面图。

图9是表示压电/电致伸缩致动器的一例的截面图，是表示存在距离D的横向偏离的形态的压电/电致伸缩致动器的截面图。

图10是表示压电/电致伸缩致动器的一例的图，是表示存在弯曲量H的(在图中)向上方向的弯曲的形态的压电/电致伸缩致动器的截面图。

图11是表示压电/电致伸缩致动器的一例的图，是表示存在距离D的横向偏离以及弯曲量H的(在图中)向上方向的弯曲的形态的压电/电致伸缩致动器的截面图。

图12是表示压电/电致伸缩致动器的一例的截面图。

图13是表示压电/电致伸缩致动器的一例的截面图，是将振动部和支持部分离表示的斜视图。

图14是表示图13中的CC’截面的截面图。

图15(a)是表示压电/电致伸缩致动器的一例的斜视图。

图15(b)是表示压电/电致伸缩致动器的一例的斜视图。

图16(a)是表示压电/电致伸缩致动器的振动部的形状的一例的顶视图。

图16(b)是表示压电/电致伸缩致动器的振动部的形状的一例的顶视图。

图16(c)是表示压电/电致伸缩致动器的振动部的形状的一例的顶视图。

图16(d)是表示压电/电致伸缩致动器的振动部的形状的一例的顶视图。

图16(e)是表示压电/电致伸缩致动器的振动部的形状的一例的顶视图。

图17(a)是表示频率特性测定系统的一例的结构图。

图17(b)是表示频率特性测定系统的一例的结构图。

图18是表示频率特性测定系统的一例的结构图。

图19(a)是表示频率特性测定系统的一例的结构图。

图19(b)是表示频率特性测定系统的一例的结构图。

图20是表示长方形板的振动模式的说明图。

图21是表示圆形板的振动模式的说明图。

图22(a)是表示1次振动模式的振动分布的图。

图22(b)是表示高次峰A振动模式的振动分布的图。

图22(c)是表示高次峰B振动模式的振动分布的图。

图23是表示压电/电致伸缩致动器的频率特性的一例的图。

图24(a)是表示压电/电致伸缩致动器的频率特性的一例的图。

图24(b)是表示压电/电致伸缩致动器的频率特性的一例的图。

图24(c)是表示压电/电致伸缩致动器的频率特性的一例的图。

图25(a)是表示压电/电致伸缩致动器的频率特性的一例的图。

图25(b)是表示压电/电致伸缩致动器的频率特性的一例的图。

图25(c)是表示压电/电致伸缩致动器的频率特性的一例的图。

图26是表示压电/电致伸缩致动器中的压电/电致伸缩体和振动部的偏离量，与具有该偏离量的压电/电致伸缩致动器的位移量之间的关系的曲线图。

图27是表示频率比FR1A，与压电/电致伸缩体和振动部间的横向偏离量(绝对值)的关系的曲线图。

图28(a)是表示横向偏离量和(共振波形的)峰高度的关系的曲线图。

图28(b)是表示横向偏离量和(共振波形的)面积的关系的曲线图。

图28(c)是表示横向偏离量和(共振波形间的)峰高度的比，以及横向偏离量和(共振波形间的)面积的比的关系的曲线图。

图29是表示压电/电致伸缩致动器中的振动部的弯曲量，与具有该弯曲量的压电/电致伸缩致动器的位移量的关系的曲线图。

图30是表示频率比FR1B和压电/电致伸缩致动器中的振动部的弯曲量之间的关系的曲线图。

图31是表示频率比FRDE和压电/电致伸缩致动器中的振动部的弯曲量之间的关系的曲线图。

图32(a)是表示通过仅使用电容CP的一次式来预测位移的情况下的，预测位移量和实测位移量的曲线图。

图32(b)是表示使用频率特性来预测位移的情况下的预测位移量和实测位移量的关系的曲线图。

图33(a)是表示安装有本发明的压电/电致伸缩致动器的位移量预测程序的计算机系统的一例的结构图。

图33(b)是表示安装有本发明的压电/电致伸缩致动器的位移量预测程序的计算机系统的一例的结构图。

符号说明

1 中央处理装置、2 存储装置、4 输入装置、5 输出装置、10 计算机系统、20，30，40，50，51 压电/电致伸缩致动器、44 基体、46 空腔、66 振动部、68 支持部、73 中间电极、75 上部电极、77 下部电极、78 压电/电致伸缩动作部、79 压电/电致伸缩体。

具体实施方式

以下，适宜参照附图对本发明的实施方式进行说明，但不应是将本发明限定于此进行解释，只要不超出本发明的范围，根据本领域技术人员的知识，可以进行各种变更、修正、改良。例如，附图表示本发明的适当的实施方式，但本发明不受附图所表示的形式或附图中所表示的信息的限制。在对本发明进行实施或验证的基础上，可以应用与本说明书中记载的单元相同的单元或等价的单元，适宜的单元为下文中记载的单元。此外，在本说明书中，单讲本发明时，指的是弹性体的检查方法、检查装置、和尺寸预测程序，以及压电/电致伸缩致动器的检查方法、检查装置、和位移量预测程序，以及压电/电致伸缩传感器的检查方法、检查装置、和检测灵敏度预测程序的全体。

首先，对于本发明的压电/电致伸缩致动器的检查方法、检查装置、以及位移量预测程序的各个可以作为对象的压电/电致伸缩致动器进行说明。图1、图2、图3、图4、图5是表示压电/电致伸缩致动器的一例的图。图1是将振动部66和支持部68分离的斜视图，图2是表示包含振动部66以及压电/电致伸缩动作部78的图1的AA’截面的截面图，图3是同样地表示图1的BB’截面的截面图。图中所示的压电/电致伸缩致动器20由基体44和压电/电致伸缩动作部78构成。基体44，通过一体地成形具有空腔46的较厚的支持部68、和覆盖该空腔46的振动部66，来形成。压电/电致伸缩动作部78，由压电/电致伸缩体79、在其一个面上形成的上部电极75、和在其另一个面上形成的下部电极77形成，为使下部电极77与振动部66接触，将压电/电致伸缩动作部78配置在基体44的一个面上。压电/电致伸缩致动器具有上述这种结构，通常，基体和压电/电致伸缩体由陶瓷材料(压电/电致伸缩材料)形成，电极由金属材料(导电性材料)形成，由于它们是弹性材料，所以压电/电致伸缩体、基体等为弹性体，压电/电致伸缩致动器相当于具有两个以上弹性体的结构体。

压电/电致伸缩致动器20，当在上部电极75和下部电极77间产生电场时，由压电/电致伸缩材料形成的压电/电致伸缩体79产生位移，使得振动部66变形。根据这种作用，压电/电致伸缩致动器20，例如，作为精密机器的致动部得到应用。图6(a)、图6(b)是表示将压电/电致伸缩致动器作为微动开关的致动部应用的例子的截面图。图中所示的微动开关120，在压电/电致伸缩致动器20的空腔46内设有开关电极18，同时，为封堵空腔46安装有端子板121，在该端子板121上，与开关电极18相对地设有开关电极19。若振动部66不变形，则开关电极18、19处于非导通(OFF)状态(参照图6(a))，当压电/电致伸缩体79产生位移，使振动部66变形时，开关电极18、19处于导通(ON)状态(参照图6(b))。

作为压电/电致伸缩致动器，除了具有一层压电/电致伸缩体的压电/电致伸缩致动器20之外，还举例表示了在图7、图8、和图12中表示了截面图的压电/电致伸缩致动器70、30、40。图7是表示图2中的截面的截面图，图8、图12是表示图3中的截面的截面图。图7、图8和图12中所示的压电/电致伸缩致动器70、30、40，由基体44和压电/电致伸缩动作部78构成，通过一体化形成具有空腔46的厚壁的支持部68和覆盖该空腔46的振动部66来形成基体44，在这一点上和压电/电致伸缩致动器20相同，但是，压电/电致伸缩致动器70以及压电/电致伸缩致动器30(参照图7。图8)，在上部电极75、中间电极73、下部电极77之间，夹着2层压电/电致伸缩体，压电/电致伸缩致动器40(参照图12)同样地具有3层压电/电致伸缩体，这一点上与压电/电致伸缩致动器20不同。在本说明书中，为方便起见，将存在于压电/电致伸缩动作部的最靠近振动部侧的电极称为下部电极，将存在于最远离振动部侧的电极称为上部电极，在层压了多个压电/电致伸缩体的情况下，将上部电极和下部电极以外的电极称为中间电极。

图15(a)、图15(b)，是举例表示压电/电致伸缩致动器的基体的例子的斜视图。如图15(a)中所示的压电/电致伸缩致动器50那样，在一个面上设有压电/电致伸缩动作部78的振动部66，可以是用支持部68支持其两侧，形成空腔46，来构成基体44的形式，也可以如图15(b)中所示的压电/电致伸缩致动器51那样，在一个面上设有压电/电致伸缩动作部78的振动部66，仅在其单侧被支持部68支持，构成基体44的悬臂形式。这样，压电/电致伸缩致动器，虽不进行限定，却是在振动部的一个面上设有发生位移的压电/电致伸缩部，压电/电致伸缩动作部和振动部发生变形的设备，因此，在需要大位移的情况下，为了容易变形，理想的是，不对振动部的另一面进行约束，使其处于自由状态。另外，在需要较强的致动力或快速响应的情况下，理想的是使用支持压电/电致伸缩动作部的两端的双支承形式(参照图15(a))。

图16(a)～图16(e)是表示振动部66的形状的顶视图。作为从薄板状的振动部66的上面观察到的形状，举例表示了正方形(图16(a))、长方形(图16(b))、圆形(图16(c))、椭圆形(图16(d))、六角形(多角形(图16(e))。例如，在圆形(图16(c))的情况下，可以用支持部68支持其整个圆周，也可以在圆周上相对的两部分或圆周上的一部分，用支持部68支持。这样，压电/电致伸缩致动器不限定振动部66的形状。

接下来，以压电/电致伸缩致动器20的情况为例，对压电/电致伸缩致动器的制造方法进行说明。当制造压电/电致伸缩致动器时，在基体上使用陶瓷材料的情况下，可以使用印刷电路基板层压法制造，压电/电致伸缩动作部，可以使用薄膜、厚膜等成膜法进行制造。

基体44如下制造。例如，在氧化锆等陶瓷粉末中添加混合粘结剂、溶剂、分散剂、可塑剂等，制成浆，对其进行脱泡处理后，通过逆转辊涂布法或刮墨刀法等方法，制造具有规定厚度的印刷电路基板。然后，通过使用模具冲压、激光加工等方法，将印刷电路基板加工成所要求的各种形状。然后，在使多个印刷电路基板顺次重叠后，例如，通过加热压接，得到陶瓷印刷电路基板层压体。当以1200～1600℃左右的温度烧成所得到的印刷电路基板层压体时，得到基体44。

接下来，在基体44的一个面上形成压电/电致伸缩动作部78。例如，通过网板印刷法等成膜法，可以在基体44的一个面的规定位置印刷下部电极77，以1250～1450℃左右的温度烧成，接着，印刷压电/电致伸缩体79，以1100～1350℃左右的温度烧成，接着，印刷上部电极75，理想的是以500℃～900℃的温度烧成，来形成压电/电致伸缩动作部78。然后，可以印刷并烧成用于将电极与驱动电路连接的电极引线。通过选择适当的材料，也可以在逐次印刷了压电/电致伸缩动作部的各电极以及压电/电致伸缩体和电极引线之后，一次进行整体烧成。

在如上述那样形成了压电/电致伸缩致动器20之后，在需要对压电/电致伸缩致动器极化的情况下，实施极化处理。例如，通过在上部电极75和下部电极77之间，施加比预定使用的驱动电压足够高的电压(极化电压)，来进行极化。虽不进行限定，但在驱动电压为30V的情况下，以70V左右的极化电压来进行极化。并且，对于实施了极化处理的压电/电致伸缩致动器20进行检查，用于确认基体44以及压电/电致伸缩动作部78是否被正常地制造。当基体44和压电/电致伸缩动作部78偏离或者振动部66弯曲时，会出现即使在电极间施加相同的(驱动)电压，也无法得到希望的位移量的情况。

图4是表示压电/电致伸缩动作部78相对于基体44产生横向偏离的压电/电致伸缩致动器的一例的截面图，是表示对应于表示没产生横向偏离的压电/电致伸缩致动器的图3的截面的图。这样，即使精心管理来进行制造，作为波动，也无法避免产生某种程度的横向偏离。作为产生该横向偏离的原因，可以列举出受到网板印刷时定位精度的限制，或网板印刷中使用的网板制版中发生伸展等。图3所示的压电/电致伸缩致动器20，在很多情况下，作为多个的组被制造并使用，即使在将压电/电致伸缩致动器20组分割为一个并使用的情况下，由于提高了生产效率，因此如图13所示那样，作为多个(在图13中表示了3个的例子，但通常在几十个以上)的组进行制造。例如，在设有多个空腔46的基体44的一个面上，通过网板印刷法，使用导电性材料膏以及压电/电致伸缩材料膏，印刷下部电极77、压电/电致伸缩体79、上部电极75，形成多个压电/电致伸缩动作部78。此时，根据上述原因，基体44(空腔46)和压电/电致伸缩体79等的相对位置，在全部压电/电致伸缩致动器中不一致，会出现产生横向偏离的情况。图14是表示图13中的CC’截面的截面图，是表示多个压电/电致伸缩动作部不一致地产生偏离的例子的图。在图14中，图中的左侧的压电/电致伸缩动作部78，相对于空腔46未偏离，但图中的中央部的压电/电致伸缩动作部78，相对于空腔46产生微小横向偏离，图中的右侧的压电/电致伸缩动作部78相对于空腔46，产生较大横向偏离。

作为检查中的预测项目的压电/电致伸缩致动器20(相当于具有两个以上弹性体的结构体)的尺寸，具体而言，除了上述的横向偏离量，即压电/电致伸缩动作部78的压电/电致伸缩体79(相当于弹性体)和基体44(相当于弹性体)的振动部66的横向偏离量之外，可列举出基体44的振动部66的弯曲量。图5是表示对应于图3振动部66具有图中的向下的弯曲的形态的压电/电致伸缩致动器的截面图。此外，在本说明书中，对于弯曲量H(参照图5)，将向上的弯曲定义为正(plus)。即，图5所示的压电/电致伸缩致动器，产生了负弯曲量的弯曲。

接着，参照图9、图10以及图11，对压电/电致伸缩体79和振动部66的横向偏离量进行说明。图9、图10以及图11是表示具有2层压电/电致伸缩体79的形态的压电/电致伸缩致动器的图，是表示含有振动部和压电/电致伸缩动作部的图3中的截面的截面图。图9是存在距离D(μm)的横向偏离的形态。图10是在弯曲量H(μm)的图中，存在向上的弯曲的形态。图11是存在距离D(μm)的横向偏离和弯曲量H(μm)的向上的弯曲的形态。在图9和图11中，当改变横向偏离量(即改变距离D)时，作为位移发生部的压电/电致伸缩动作部78的压电/电致伸缩体79和振动部66重合的(压电/电致伸缩体79投影在振动部66上的)面积发生变化，压电/电致伸缩致动器的位移量能够发生改变。该压电/电致伸缩致动器中，与AA’截面的空腔长度相比，BB’截面的空腔长度非常小，因此，设备特性易受到BB’截面中的横向偏离量的影响。此外，在本说明书中，压电/电致伸缩体79和振动部66的横向偏离量，指的是图1所示的BB’截面中的偏离量。图9和图11中所示的横向偏离量也是同样的横向偏离量。

接下来，对用于使弹性体或压电/电致伸缩设备(压电/电致伸缩致动器或压电/电致伸缩传感器)振动来获取频率特性的装置进行说明。图17(a)是表示用于通过外力产生振动来获取频率特性的系统的结构图。该频率特性测定系统主要由励振器211、激光振动计212、FFT分析器213、以及放大器214构成。在励振器211上，例如，可以用双面胶带或接着剂等固定压电/电致伸缩致动器210并使其振动，用激光振动计212测量振动，通过FFT分析器对该振动进行分析，获取频率特性。为了驱动励振器，放大器214起到放大FFT分析器213的信号的作用。另外，代替FFT分析器，也可以使用增益相位分析器、频率分析器等；代替激光振动计，可以使用加速度传感器。通过这种频率特性测定系统，可以使不是靠施加电压来使其振动的压电/电致伸缩设备的、通过电的力无法产生振动的、具有两个以上弹性体的任何结构体振动，并获取其频率特性，根据该频率特性，可以预测该结构体中的弹性体的尺寸。

图17(b)是表示不使用励振器而直接驱动压电/电致伸缩致动器210的频率特性测定系统的结构图。不同于自身不振动的弹性体，含有压电/电致伸缩致动器的压电/电致伸缩设备，具有通过逆压电效应而自身振动的功能，因此，即使不使用图17(a)所示的励振器211也可以使其振动，可以更廉价地构建频率测定系统。

图17(a)和图17(b)所示的频率特性测定系统，可以直接测定机械振动本身，另外，理想的是，通过改变照射激光的对象点或设置加速度传感器的位置，可以测定振动的分布。

图18是表示测定作为压电/电致伸缩设备的频率特性之一的阻抗特性的频率特性测定系统的结构图。通过该频率特性测定系统，可以测定压电/电致伸缩设备的阻抗—相位特性、导纳—相位特性等。在共振频率附近，根据由振动增大而导致的压电效应，压电/电致伸缩设备的阻抗变化很大，因此，即使不使用激光振动计，也可以获得共振波形。即，与图17(a)或图17(b)的频率特性测定系统相比，理想的是可以更廉价且快速的进行测定。另外，与使用了网络分析器的系统相比，可以进行更高精度的阻抗测定。

图19(a)和图19(b)是表示通过探针(测定夹具)将网络分析器与作为检查对象的压电/电致伸缩致动器相连，通过分析输入信号的投射波和反射波，来测定例如阻抗(大小和相位)的频率特性的系统的例子的结构图。图19(a)表示传输法(透射法)的频率特性测定系统的例子，图19(b)是表示反射法的频率特性测定系统的例子的图。通过这些频率特性测定系统，例如，可以测定作为增益—相位特性的频率特性，也可以使用网络分析器的功能，测量阻抗—相位特性、导纳—相位特性。通过这些频率特性测定系统，与图18所示的基于阻抗分析器的频率特性测定系统相比，可以更廉价且快速的进行测定。

图23、图24(a)、图24(b)、图24(c)、图25(a)、图25(b)以及图25(c)是表示基于网络分析器的传输法的压电/电致伸缩致动器的阻抗—相位特性(频率特性)的测定例的图。用于检测共振频率的方法，不限于阻抗的极小值和极小值、相位的极大值和极小值等，也可以使用导纳的极大值和极小值、增益的极大值和极小值等。此外，在上部电极75和下部电极77之间施加电压的同时，使用LCR计等来测量压电/电致伸缩体79的静电电容CP。对施加的电压及其频率不进行限定，可以是例如1kHz的频率、例如1V左右的电压。

接下来，对共振时的板(板状体)的振动模式进行说明。如前文所述，一般地，板的振动可以表示为(m，n)次的振动模式。图20是表示长方形板的振动模式的图。另外，图21是表示圆形板的情况下的振动模式的图。代替长方形板的纵向，横向，根据圆形板的圆周方向和直径方向上的节点的数量，同样地可以用(m，n)这样的表示来确定振动模式。

如图20所示的m＝3.5以外的振动模式那样，通常，当越过作为节点的边界线时，振动的方向变为反方向，但本申请人发现，在图中的纵向的中央存在节点，在其两侧存在以相同方向振动的振动模式。该振动模式的共振频率介于m＝3的振动模式和m＝4的振动模式之间，因此，在本说明书中表示为m＝3.5，在图20中，表示了m＝3.5的振动模式。该振动模式的产生原因虽还不完全明了，但考虑是由于以下两个原因中的某个或二者所导致的：作为板状体的本申请人的压电/电致伸缩致动器，如图1等所示，在振动部(基体)的一个面上存在压电/电致伸缩动作部，在上下方向上不对称；以及振动部微小地上下弯曲。

图22(a)是表示(m，n)＝(1，1)的振动模式的振动分布的图，相当于图1所示的压电/电致伸缩致动器的AA’截面中的振动区域。在图22(a)中，以±1.0表示支持部，以0表示中心。同样地，图22(b)是表示(m，n)＝(3，1)的振动模式的振动分布的图，图22(c)是表示(m，n)＝(3.5，1)的振动模式的振动分布的图。在图17(b)或图17(a)所示的频率特性测定系统中，通过用想要确定振动模式的共振频率的正弦波来激励压电/电致伸缩致动器(板状体)，使用激光多普勒振动计等，测定压电/电致伸缩致动器的多个位置的振动，对振动的数据进行综合分析并用动画等进行观察，可以测定这些振动分布以及确定振动模式。

接下来，根据实际的测定数据，对于尺寸偏离和位移量的预测方法进行具体说明。图23是表示网络分析器的画面上所显示的相位值的频率特性的一例的图。1次的共振频率F1，作为表示最低频率的阻抗的极小值和相位的极大值的频率被检测。所谓1次的共振频率，是图22(a)中所示的振动模式(1，1)(形成1个峰的振动)的共振频率。

接着，高次的峰A的共振频率FA，作为表示共振频率F1的高频侧的第2相位极大值的频率被检测。所谓高次峰A的共振频率，是图22(b)中所举例表示那样的振动模式(3，1)(形成3个峰的振动)的共振频率，在本例中，主要在FR1A＝FA/F1＝1.06～1.14之间产生。

并且，高次峰B的共振频率FB，作为表示共振频率FA的高频侧的第3相位的极大值的频率被检测。所谓高次峰B的共振频率，是图22(c)中所举例表示的特殊的振动模式(3.5，1)的共振频率，在本例中，主要在FR1B＝FB/F1＝1.14～1.25之间产生。

图26是表示压电/电致伸缩体79和振动部66的横向偏离量，和具有该横向偏离量的压电/电致伸缩致动器的位移量之间的关系的曲线图。为了使趋势明显，包含偏离量大的压电/电致伸缩致动器来进行了分析。图27是表示频率比FR1A＝FA/F1、和压电/电致伸缩体79和振动部66的横向偏离量(绝对值)之间的关系的曲线图。如图27中明确表示那样，FR1A和横向偏离量(绝对值)大体成比例，如数学式10所示，根据将系数a与FR1A相乘而得到的a(FR1A)，可以求得预测横向偏离量(尺寸)。

【数学式10】

预测横向偏离量M10＝a×FR1A+b(a，b为系数)

接下来，说明振动部66的弯曲量。在图11中，将从连接振动部66的两端的平面到突出的振动部66的顶点的高度H(μm)，称为振动部66的弯曲量。此外，当振动部的顶点比连接振动部66的两端的平面凹陷时，以负值表示高度H(弯曲量)。

图29是表示振动部66的弯曲量、和具有该弯曲量的压电/电致伸缩致动器的位移量之间的关系的曲线图。为了使趋势明显，包含弯曲量大的压电/电致伸缩致动器来进行分析。图30是表示频率比FR1B＝FB/F1和振动部66的弯曲量之间的关系的曲线图。如图30中明确表示那样，FR1B和弯曲量大体成比例，所以如数学式11所示，根据将系数a与FR1B相乘而得到的a(FR1B)，可以求得预测弯曲量(尺寸)。

【数学式11】

预测弯曲量M11＝a×FR1B+b(a、b为系数)

另外，如图26明确表示那样，横向偏离量和位移量大体成比例，如图29明确表示那样，弯曲量和位移量间存在以2次多项式表示的关系，所以如数学式12所示，根据将系数a与FR1A相乘而得的a(FR1A)、将系数c与FR1B相乘而得的c(FR1B)、将系数b与FRIB的平方相乘而得的b(FR1B)²(还可以增加使用静电电容CP)，可以求得预测位移量。在制造工序中，例如，当通过印刷等形成压电/电致伸缩体79时，微微地改变压电/电致伸缩体79的印刷位置以改变压电/电致伸缩体79和振动部66之间的横向偏离量，这样就可以调整预测位移量。

【数学式12】

预测位移量M12＝a×FR1A+b×(FR1B)²+c×FR1B+d×CP+e

(a、b、c、d、e为系数)

另外，如数学式13所示，根据将系数e与F1相乘得到的e(F1)、将系数a与FR1A相乘得到的a(FR1A)、将系数c与FR1B相乘得到的c(FR1B)、将系数b与FR1B的平方相乘得到的b(FR1B)²(还可以增加使用静电电容)，可以求得预测位移量。在制造工序中，例如，当通过印刷等形成压电/电致伸缩体79时，微微改变压电/电致伸缩体79的印刷位置以使压电/电致伸缩体79和振动部66的横向偏离量改变，这样就可以调整预测位移量。

【数学式13】

预测位移量M13＝a×FR1A+b×(FR1B)²

+c×FR1B+d×CP+e×F1+f

(a、b、c、d、e、f为系数)

图32(a)是根据仅使用容量CP的一次式(预测位移量＝a×CP+b，(a、b为系数))预测了位移的情况下的预测位移量和实测位移量的曲线图。另外，图32(b)是表示根据数学式13预测了位移的情况下的预测位移量和实测位移量的关系的曲线图。该曲线图表示，制造16个与压电/电致伸缩致动器20相同形态的压电/电致伸缩致动器，各自的预测位移量和通过激光多普勒振动计测量到的实测位移量的关系，表示出二者大体成比例。另外，与图32(a)相比，可知：在图32(b)中，预测位移量和实测位移量的相关良好，能够以更高精度预测位移。

此外，在上述的检查中，着眼于了振动模式(1，1)、振动模式(3，1)、振动模式(3.5，1)的共振频率、共振波形，但也可以着眼于除此以外的振动模式的共振频率、共振波形来进行检查。

图24(a)～图24(c)是表示压电/电致伸缩致动器的阻抗—相位的频率特性的测定例的图。图24(a)表示未产生横向偏离(偏离量为0μm)情况下的频率特性，图24(b)表示横向偏离(相对地)小的情况下的频率特性，图24(c)表示横向偏离(相对地)大的情况下的频率特性。在任意一幅图中，都是图中的左侧的峰表示1次峰，右侧的峰表示高次峰C。1次峰是(m，n)＝(1，1)的模式，高次峰C是(m，n)＝(1，2)的振动模式。

如图24(a)所示，在未产生横向偏离的压电/电致伸缩致动器中，在频率低的区域中存在振动模式(1，1)的共振频率的峰，但在频率高的一定的区域中未发现显著的峰。另一方面，如图24(b)、图24(c)所示，在产生了横向偏离的压电/电致伸缩致动器中，在频率高的区域(例如，4.5～5MHz)中，产生了振动模式(1，2)的共振频率的(共振波形的)峰，通过图24(b)和图24(c)的比较可以明了，横向偏离量越大，该峰的高度PKC越大，同时，从频率R到频率T之间的共振波形的面积SC越大。另外，横向偏离量越大，频率低的区域中出现的振动模式(1，1)的共振频率的(共振波形的)峰的高度PK1，和从频率Q到频率P之间的共振波形的面积S1越小。

在阻抗特性中，基本的趋势也和相位特性相同。即，如图24(a)所示，在未产生横向偏离的压电/电致伸缩致动器中，通过频率低的区域中的振动模式(1，1)的共振而产生的极大值E1和极小值E2的差较大，在频率高的一定区域中，看不到阶梯状的波形。另一方面，如图24(b)、图24(c)所示，在产生了横向偏离的压电/电致伸缩致动器中，在频率高的区域(例如，4.5～5MHz)中，存在通过振动模式(1，2)的共振而产生的阶梯状的波形，通过图24(b)和图24(c)的比较可以明了，横向偏离量越大，其极大值E3和极小值E4的差越大。

在图28(a)中，曲线181表示横向偏离量和高次峰C的高度PKC的关系，曲线182表示横向偏离量和1次峰的高度PK1的关系。另外，在图28(b)中，曲线183表示横向偏离量和高次峰C的面积SC的关系，曲线184表示横向偏离量和1次峰的面积S1的关系。而且，在图28(c)中，曲线185表示横向偏离量和峰的高度的比PKC/PK1的关系，曲线186表示横向偏离量和峰的面积的比(面积比)SC/S1的关系。由图28(a)～图28(c)可以明了，当横向偏离量小时，峰的高度PKC和面积SC增大(检测灵敏度高)，当横向偏离量大时，峰的高度的比PKC/PK1和面积比SC/S1增大(检测灵敏度高)。

由于横向偏离，振动模式(1，2)的(共振波形的)峰的高度增高等现象，可以通过以下原因进行说明。即，在相对于振动部没有横向偏离地配置压电/电致伸缩动作部的情况下，作为结构体的压电/电致伸缩致动器的重心与振动的中心一致。另外，通过压电/电致伸缩动作部的伸缩，激发原本接近振动模式(1，1)的弯曲位移。即，极大地激发振动部的中心的位移。在这种情况下，振动部的中心发生较大振动的奇数次的振动模式(3，1)、(5，1)、(7，1)、(1，3)等，比较易于被激发，而振动部的中心为节点的偶数次的振动模式(2，1)、(4，1)、(1，2)等难于被激发。实际上，图24(a)所示的振动模式(1，2)几乎没有被观测到。与此相对，在发生横向偏离的情况下，振动的中心和压电/电致伸缩致动器的重心位置偏离，激发了偶数次的模式。并且偏离越大，偶数次的模式越大。造成影响的横向偏离，是图1所示的压电/电致伸缩致动器的BB’截面上的位置偏离，在宽度狭窄的横向的中心存在节点的振动模式(1，2)(参照图20)被较强烈激发。同样地，图1的AA’截面上的位置偏离的情况下，(2，1)模式被强烈激发，而该方向上的位置偏离，对于位移基本上不造成不良影响，因此在本说明书中不作为问题，但作为尺寸偏离检查，可以应用这种考虑方法。使用图24(b)和图24(c)所示的高次峰C来预测横向偏离和位移的方法，与图23中所示的使用高次峰A来预测的方法相比，更为理想的是，在各个峰(共振波形)的附近，作为噪声的峰(共振波形)比较少，错误地检测不需要的其它峰(共振波形)的概率较低，因此，能够以高灵敏度、高精度来预测横向偏离。根据图28(a)，高次峰C的横向偏离量的预测式，在原点附近可以近似地视为直线，例如，可以用数学式14简单地表示。

【数学式14】

预测横向偏离量M14＝a×PKC(a为系数)

图25(a)、图25(b)以及图25(c)是表示网络分析器的画面上所显示的相位值的频率特性的一例的图，图25(a)表示，在振动部存在向下的弯曲的形态的压电/电致伸缩致动器(参照图5)的频率特性，图25(b)表示，在振动部没有弯曲的压电/电致伸缩致动器(参照图3)的频率特性，图25(c)表示在振动部存在向上的弯曲的形态的压电/电致伸缩致动器(参照图10)的频率特性。如图25(a)、图25(b)以及图25(c)所示，在频率8～9MHz检测出高次峰D的共振频率FD，在频率10～11MHz检测出高次峰E的共振频率FE。高次峰D的共振频率是振动模式(1，3)的共振频率，高次峰E的共振频率，是振动模式(3.5，3)的共振频率。这两种共振频率的频率比FRDE(FRDE＝FE/FD)，与压电/电致伸缩致动器的弯曲量相关，通过根据共振频率FE、FD求得频率比FRDE，可以预测压电/电致伸缩致动器的弯曲量。即，尽管频率比FRDE的值发生少许变化，通过和上述的FR1B大致相同的算式，可以预测弯曲量和位移量等。使用图25(a)、图25(b)以及图25(c)所示的高次峰D和高次峰E来预测弯曲量的方法，与图23所示的使用1次峰和高次峰B的方法相比，更为理想的是，在各个峰(共振波形)的附近，作为噪声的峰(共振波形)比较少，错误地检测其它峰的概率较低，因此，能够以高灵敏度，高精度来预测弯曲量。图31是表示频率比FRED和压电/电致伸缩致动器的振动部的弯曲量的关系的曲线图。基于高次峰D、E的弯曲量预测式，根据该图31，可以近似地视为直线，所以，例如，可以如数学式15那样简单地用式子表示。

【数学式15】

预测弯曲量M15＝a×FRED+b(a、b为系数)

另外，基于高次峰C、D、E的位移量预测式，考虑到弯曲量和位移量为2次曲线的关系，例如，可以用数学式16那样的式子表示。

【数学式16】

预测位移量M16＝a×PKC+b×(FRDE)²+c×FRDE+d×CP+e×F1+f(a、b、c、d、e、f为系数)

若得到了预测横向偏离量、预测弯曲量、预测位移量，则根据它们，判断制成的压电/电致伸缩致动器20为合格品还是不合格品，并结束检查。然后，仅出厂检查中合格的压电/电致伸缩致动器20。

一直以来，仅根据压电/电致伸缩体的静电电容，来检查压电/电致伸缩致动器，所以，由构成压电/电致伸缩致动器的其它要素，即振动部、支持部所构成的基体等在每个产品上的不同，在检查结果中没有反映出来。因此，限制了检查的精度的提高，在上述检查中，通过使制成的压电/电致伸缩致动器实际振动而得到预测横向偏离量、预测弯曲量、预测位移量，由于它们反映了构成全部压电/电致伸缩致动器的全部要素(包含无法预知的要素)，因此可以准确地识别尺寸、位移量的波动，与现有技术相比，检查的精度高，可以更准确地判断是否是合格品。由于仅使制成的压电/电致伸缩致动器振动，不进行压电/电致伸缩致动器的破坏、分解，因此检查不需要太多的时间。作为将检查中合格的压电/电致伸缩致动器用作致动部的例子的微动开关，振动部的位移量收敛在一定范围内，开关动作的波动得到抑制。

偏离量和弯曲量等的尺寸，和压电/电致伸缩致动器的致动器位移量同样地，对压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度也造成很大影响。即，在压电/电致伸缩传感器中，通过综合利用静电电容、共振频率、共振频率比等来进行多变量分析等，能够以更高精度预测/推断检测灵敏度。

另外，在纵横地排列多个压电/电致伸缩致动器的压电/电致伸缩致动器组的检查中，也可以有效地利用本发明。即，压电/电致伸缩致动器组的各压电/电致伸缩致动器的尺寸偏离的波动，成为压电/电致伸缩致动器组的特性波动，为了提高其品质，当检查尺寸偏离的波动，选择波动的大小，想要在各自适合的用途中使用时，通过使用该1次以及高次的共振模式的共振频率、共振频率比、共振波形的峰的高度、面积等信息，能够以高精度预测压电/电致伸缩致动器组的特性波动。

接下来说明本发明的弹性体(压电/电致伸缩致动器)的尺寸预测程序和压电/电致伸缩致动器的位移量预测程序，他们分别用于通过对频率比FR1A和频率比FR1B进行计算、以及在必要的情况下还加上静电电容CP进行计算，来预测压电/电致伸缩致动器20的尺寸，以及压电/电致伸缩致动器20的位移量。

以下，首先，对本发明的压电/电致伸缩致动器的位移量预测程序(简称为位移量预测程序)进行说明。图33(a)和图33(b)是安装了位移量预测程序的计算机系统的结构图。图33(a)所示的计算机系统10，主要由中央处理装置1、存储装置2(主存储器)、输入装置4、输出装置5构成。本发明的位移量预测程序，是为了预测具备压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩致动器的位移量，用于使计算机作为规定单元工作的程序。本发明的位移量预测程序，被存储在存储装置2中，根据该程序，中央处理装置1向构成计算机系统10的其它装置发出指令。

中央处理装置1，由位移量预测程序的指令，根据应适用于想要预测位移量的压电/电致伸缩致动器的计算式，计算压电/电致伸缩致动器的预测位移量。接着，中央处理装置1，根据位移量预测程序的指令，将得到的压电/电致伸缩致动器的预测位移量，输出到打印机或CRT(画面)。此外，可以将计算式预先编排在位移量预测程序中。另外，计算式不限于举例表示的计算式，也可以是指数函数或更高次的多项式等，可根据检查对象的特性来改变。

对于在计算机系统10中，使用具体的计算式得到预测位移量的情况进行说明。使想要计算预测位移量的压电/电致伸缩致动器振动时的、1次和高次的共振模式的共振频率、共振波形的峰的高度、面积等信息，从键盘或网络分析器被输入。然后中央处理装置1，接收存储装置2中的位移量预测程序的指令，计算共振频率比和峰的高度的比、面积比等。

而且，中央处理装置1，接收存储装置2中的位移量预测程序的指令，根据作为用来计算压电/电致伸缩致动器的预测位移量的计算式的12式和13式，计算压电/电致伸缩致动器的预测位移量。此外，在将静电电容用来求得预测位移量的情况下(相当于数学式4)，想要计算预测位移量的压电/电致伸缩致动器的压电/电致伸缩体的静电电容CP，从键盘或LCR计等被输入。中央处理装置1根据位移量预测程序的指令，将计算出的预测位移量，作为数字数据或模拟数据输出到打印机或CRT(画面)等。

图33(b)所示的计算机系统330，在图33(a)所示的计算机系统的基础上，增加了合格与否选择装置(机器人)。对于每个测定的检查对象，在存储装置中存储根据位移预测程序预测出的位移，在存储装置中也存储基于指定的阈值的合格与否判定信息。合格与否选择装置(机器人)，根据合格与否判定信息，选择检查对象(压电/电致伸缩致动器产品)，例如，进行将合格品装载在合格品专用支架上，将不合格品装载在不合格品专用支架上等动作。

本发明的弹性体的尺寸预测程序(简称为尺寸预测程序)，是为了对作为弹性体的压电/电致伸缩动作部78的压电/电致伸缩体79和振动部66的尺寸(偏离量或弯曲量)进行预测，用于使计算机作为规定单元工作的程序。本发明的尺寸预测程序，除了为计算预测尺寸而使用数学式1之外，按照所述位移量预测程序，被存储在存储装置2中，根据该程序，中央处理装置1向构成计算机系统10的其它装置发出指令，省略详细的说明。

以上，对于本发明的压电/电致伸缩致动器的检查方法、检查装置以及位移量预测程序表示并说明了压电/电致伸缩致动器的一例，然而，本发明的压电/电致伸缩传感器的检查方法、检查装置以及检测灵敏度预测程序的各个作为对象的压电/电致伸缩传感器，也仅存在电气/机械转换和机械/电气转换的不同，作为结构体和上述压电/电致伸缩致动器相同。

另外，本发明的压电/电致伸缩致动器的检查方法、检查装置以及位移量预测程序的各个作为对象的压电/电致伸缩致动器，分别具有作为弹性体的压电/电致伸缩体和两个以上电极，因此，相当于具有两个以上弹性体的结构体。在本说明书中，举例表示了除了由压电/电致伸缩体和两个以上电极构成的压电/电致伸缩动作部以外，作为弹性体，还具备由振动部和支持部构成的基体的压电/电致伸缩致动器，在此例中，将压电/电致伸缩动作部、振动部、支持部，表示为1个弹性体。

本发明的弹性体的检查方法、检查装置、尺寸预测程序的各个可以作为对象的弹性体，是表现出非塑性的弹性的物体，可以是由两个以上弹性体构成的结构体中的至少1个弹性体，不限于压电/电致伸缩体(压电/电致伸缩动作部)、陶瓷制的基体(振动部)。

另外，本发明的压电/电致伸缩设备的检查方法、检查装置以及位移量预测程序的各个可以作为对象的压电/电致伸缩设备，以及本发明的压电/电致伸缩传感器的检查方法、检查装置以及检测灵敏度预测程序的各个作为对象的压电/电致伸缩传感器，表示利用由电场引起的变形或由应力引起的电荷/电场而具有综合功能的单元，是以压电/电致伸缩体和至少一对电极为构成要素的，不限于利用狭义上的、产生与施加电压大体成比例的变形量的逆压电效应、产生由应力引起的电荷量的压电效应、产生与施加电场的平方大体成比例的变形量的电致伸缩效应的压电/电致伸缩致动器，也包含利用所有铁电材料中都出现的极化翻转、反铁电材料中出现的反铁电相—铁电相之间的相转移等现象的压电/电致伸缩致动器。另外，对于是否进行极化处理，根据构成压电/电致伸缩致动器的压电/电致伸缩体中所使用的材料的性质来适当决定。

产业上的应用性

本发明的弹性体的检查方法、检查装置和尺寸预测程序，以及压电/电致伸缩致动器的检查方法、检查装置和位移量预测程序，作为应用于例如计测仪器、光调制器、光开关、电气开关、微型继电器、微型阀、传送装置、显示器以及投影仪等图像显示装置、图像描绘装置、微型泵、液滴排放装置、微小混合装置、微小搅拌装置、微小反应装置等中的各种压电/电致伸缩致动器的检查手段，可以被适当使用。另外，本发明的压电/电致伸缩传感器的检查方法、检查装置以及检测灵敏度预测程序，作为应用于流体特性、声压、微小重量、加速度等的检测中的各种压电/电致伸缩传感器的检查手段，可以被适当使用。

Claims (6)

1.一种弹性体的检查方法，其用于对具有两个以上弹性体的结构体进行检查，其特征在于，

获取使所述结构体振动时的频率特性，并根据该频率特性，预测所述弹性体的尺寸，

其中，所述频率特性，是以下特性中的任意一种：一次的共振频率Fx和其它次数的共振频率Fy，以及根据它们求得的1个以上的频率比FRxy即Fy/Fx以及/或者1个以上的频率差FDxy即Fy—Fx；或者，是以下特性中的任意一种：一次的共振波形的峰的高度PKx、面积Sx、极大值和极小值的差，以及所述一次的共振波形和其它次数的共振波形之间的峰的高度的比PKRxy、峰的高度的差PKDxy、面积比SRxy、面积差SDxy、极大值和极小值的差的比、以及极大值和极小值的差的差。

2.一种压电/电致伸缩致动器的检查方法，该压电/电致伸缩致动器具有压电/电致伸缩体和两个以上电极，其特征在于，

获取使所述压电/电致伸缩致动器振动时的频率特性，并根据该频率特性，预测所述压电/电致伸缩致动器的位移量，

其中，所述频率特性，是以下特性中的任意一种：一次的共振频率Fx和其它次数的共振频率Fy，以及根据它们求得的1个以上的频率比FRxy即Fy/Fx以及/或者1个以上的频率差FDxy即Fy—Fx；或者，是以下特性中的任意一种：一次的共振波形的峰的高度PKx、面积Sx、极大值和极小值的差，以及所述一次的共振波形和其它次数的共振波形之间的峰的高度的比PKRxy、峰的高度的差PKDxy、面积比SRxy、面积差SDxy、极大值和极小值的差的比、以及极大值和极小值的差的差。

3.一种压电/电致伸缩传感器的检查方法，该压电/电致伸缩传感器具备压电/电致伸缩体和两个以上电极，其特征在于，

获取使所述压电/电致伸缩传感器振动时的频率特性，并根据该频率特性，预测所述压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度，

其中，所述频率特性，是以下特性中的任意一种：一次的共振频率Fx和其它次数的共振频率Fy，以及根据它们求得的1个以上的频率比FRxy即Fy/Fx以及/或者1个以上的频率差FDxy即Fy—Fx；或者，是以下特性中的任意一种：一次的共振波形的峰的高度PKx、面积Sx、极大值和极小值的差，以及所述一次的共振波形和其它次数的共振波形之间的峰的高度的比PKRxy、峰的高度的差PKDxy、面积比SRxy、面积差SDxy、极大值和极小值的差的比、以及极大值和极小值的差的差。

4.一种弹性体的检查装置，其用于检查具有两个以上弹性体的结构体的所述弹性体，其特征在于，

具有获取使所述结构体振动时的频率特性，并根据该频率特性预测所述弹性体的尺寸的单元，

其中，所述频率特性，是以下特性中的任意一种：一次的共振频率Fx和其它次数的共振频率Fy，以及根据它们求得的1个以上的频率比FRxy即Fy/Fx以及/或者1个以上的频率差FDxy即Fy—Fx；或者，是以下特性中的任意一种：一次的共振波形的峰的高度PKx、面积Sx、极大值和极小值的差，以及所述一次的共振波形和其它次数的共振波形之间的峰的高度的比PKRxy、峰的高度的差PKDxy、面积比SRxy、面积差SDxy、极大值和极小值的差的比、以及极大值和极小值的差的差。

5.一种压电/电致伸缩致动器的检查装置，其用于检查具有压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩致动器，其特征在于，

具备获取使所述压电/电致伸缩致动器振动时的频率特性，并根据该频率特性预测所述压电/电致伸缩致动器的位移量的单元，

其中，所述频率特性，是以下特性中的任意一种：一次的共振频率Fx和其它次数的共振频率Fy，以及根据它们求得的1个以上的频率比FRxy即Fy/Fx以及/或者1个以上的频率差FDxy即Fy—Fx；或者，是以下特性中的任意一种：一次的共振波形的峰的高度PKx、面积Sx、极大值和极小值的差，以及所述一次的共振波形和其它次数的共振波形之间的峰的高度的比PKRxy、峰的高度的差PKDxy、面积比SRxy、面积差SDxy、极大值和极小值的差的比、以及极大值和极小值的差的差。

6.一种压电/电致伸缩传感器的检查装置，其用于检查具有压电/电致伸缩体和两个以上电极的压电/电致伸缩传感器，其特征在于，

具备获取使所述压电/电致伸缩传感器振动时的频率特性，并根据该频率特性预测所述压电/电致伸缩传感器的检测灵敏度的单元，

其中，所述频率特性，是以下特性中的任意一种：一次的共振频率Fx和其它次数的共振频率Fy，以及根据它们求得的1个以上的频率比FRxy即Fy/Fx以及/或者1个以上的频率差FDxy即Fy—Fx；或者，是以下特性中的任意一种：一次的共振波形的峰的高度PKx、面积Sx、极大值和极小值的差，以及所述一次的共振波形和其它次数的共振波形之间的峰的高度的比PKRxy、峰的高度的差PKDxy、面积比SRxy、面积差SDxy、极大值和极小值的差的比、以及极大值和极小值的差的差。

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