DE2408404C2 - Piezoelektrischer Schwinger aus einer planparallelen piezoelektrischen Platte - Google Patents
Piezoelektrischer Schwinger aus einer planparallelen piezoelektrischen PlatteInfo
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- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
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Description
Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Schwinger aus einer planparallelen piezoelektrischen
Platte, die auf ihren gegenüberliegenden Flächen Elektroden trägt, über oder unter denen mindestens
eine weitere Schicht angeordnet ist, und der zu Dickenscherschwingungen anregbar ist.
Wenn bei einem piezoelektrischen Dickenscherschwinger das Verhältnis von Durchmesser oder
Kantenlänge zur Dicke einen Wert von etwa 100 unterschreitet, dann verringert sich die Schwingungsgüte.
Man hat festgestellt, daß dieser Vorgang bei linsen- oder halblinsenförmigen Schwingern und bei Schwingern
mit einer angeformten Facette bei einem kleineren Wert einsetzt als bei planparallelen Schwingern.
Linsenförmige und mit angeformten Facetten versehene Schwinger sind aus der DE-AS 10 81 065 und den
DE-OS 14 16 068 und 15 91 672 bekannt. Ein piezoelektrischer Schwinger mit einer Linsen-, Halblinsen- oder
Facettenform ist aber schwieriger herzustellen als ein b5
planparalleler piezoelektrischer Schwinger, da das Schleifen der gewünschten Form (s. DE-AS 10 81 065,
Sp. 1, Z. 4 und 5) sehr umständlich ist.
60 Bei einem bekannten Schwinger aus einer planparallelen piezoelektrischen Platte wird die Masse der mit
Elektroden bedeckten Flächenteile gegenüber dem nicht mit Elektroden bedeckten Bereich erhöht.
Beispielsweise wird diese Massenerhöhung im Bereich der Elektroden dadurch erzielt, daß unter den
Elektroden eine Schicht aus Siliziummonoxid ode.· Glas angeordnet wird. Das gleiche wird dadurch erreicht, daß
das piezoelektrische Material im Bereich der Elektroden eine größere Dicke hat Dadurch soll das
piezoelektrische Material zwischen den Elektroden eine niedrigere Resonanzfrequenz haben als im übrigen
Bereich (US-PS 33 84 768).
Schließlich ist ein Schwinger aus einer planparallelen piezoelektrischen Platte bekannt, bei dem eine dünne
dielektrische Schicht so aufgebracht ist daß sie den Rand der Elektrode überdeckt Dadurch soll die
Resonanzfrequenz auf einen bestimmten Wert gebracht werden (DE-GM 66 02 154).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorteilhaften Eigenschaften von piezoelektrischen
Schwingern mit gekrümmter Oberfläche, insbesondere von linsenförmiger Ausbildung, mit einfachen Mitteln
und ohne komplizierte Bearbeitung des piezoelektrischen Materials zu erzielen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem piezoelektrischen Schwinger der eingang«; genannten
Art dadurch, daß auf den gegenüberliegenden Flächen der Platte durch Materialauftrag mehrere aufeinanderliegende
Schichten abnehmenden Durchmessers aus einem vom Stoff der Platte abweichenden Material
derart gebildet sind, daß die Querschnittsform an einen Schwinger mit mindestens teilweise gekrümmter
Oberfläche angenähert ist.
Durch eine solche Schichtenanordnung auf der planparallelen piezoelektrischen Platte werden Schwinger
hoher Güte erhalten, auch wenn das Verhältnis vom Durchmesser zur Dicke der Platte weit unter 100 liegt,
ohne daß eine komplizierte und teure Bearbeitung des piezoelektrischen Materials erforderlich ist. So können
z. B. kleine und robuste Schwinger hoher Güte aus planparallel geschnittetenen Platten aus piezoelektrischem
Material einfach hergestellt werden. Die Güteverbesserung tritt aber nur dann ein, wenn durch
die aufeinander angeordneten Schichten eine Annäherung an die an sich bekannte gekrümmte Oberfläche
von Schwingern hoher Güte erfolgt, und nicht etwa, wie bei den bekannten Schwingern, mehrere Schichten
gleichen Durchmessers auf der planparallelen Platte aufeinander angeordnet sind.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bildet die Begrenzung des Materialauftrags ein dem idealen
Querschnittsverlauf angepaßtes Polygon, das natürlich um so besser dem idealen Querschnitt angenähert ist, je
mehr Seiten es hat, d. h. je mehr Schichten abgestuften Durchmessers verwendet sind.
Um keine nachteiligen Einwirkungen auf das Schwingverhalten des Schwingers herbeizuführen, sollten
die aufgebrachten Schichten vorteilhaft so angeordnet sein, daß deren Flächenschwerpunkt mit dem der
Plattenflächen zusammenfällt.
Besonders günstig für die Güte ist es, die Durchmesser der Schichten so zu wählen, daß sich eine
angenäherte Linsenform ergibt.
Die Herstellung wird weiter dadurch vereinfacht, daß als Schichtmaterial ein elektrisch leitendes Material,
insbesondere ein Metall, verwendet wird. Leitende Materialien können gleichzeitig als Elektroden verwen-
det werden und Metallschichten lassen sich leicht herstellen. Bevorzugt wird Silber verwendet
Die Schwingeigenschaften lassen sich weitgehend dadurch beeinflussen, daß ein piezoelektrisches Material
für die Schichten verwendet wird.
Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen von Ausführungsbeispielen naher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen zum Stand der Technik gehörenden linsenförmigen piezoelektrischen Dickenscherschw:nger
in der Seitenansicht,
Fig.2 eil"en erfindungsgemäßen piezoelektrischen
Dickenscherschwinger in der Seitenansicht
In F i g. 1 ist ein handelsüblicher piezoelektrischer Dickenscherschwinger in der Seitenansicht dargestellt,
der aus einem linsenförmigen Quarz 1 besteht und auf den gegenüberliegenden großen Flächen Elektroden 2
zur Erregung des Schwingers trägt. Die Querschnittsform dieses Dickenscherschwingers wird allgemein
durch Schleifen erzeugt
In Fig. 2 ist ein Dickenscherschwinger dargestellt, bei dem die Querschnittsänderung einfacher erzeugt
wurde. Auf einen planparallelen Quarz 3 erfolgte nach dem Aufbringen der Elektroden 4 auf den gegenüberliegenden
großen Flächen ein Materialauftrag 5 zur Herstellung der gewünschten Kontur. Dabei ist die
Begrenzung des Materialauftrages 5 in der Dicke durch ein Polygon gebildet, das der Idealform der Querschnittsänderung
möglichst nahe kommt
Das aufgetragene Material kann elektrisch leitend oder elektrisch nichtleitend sein. Beispielsweise kann als
ίο elektrisch leitendes Material Silber gewählt werden.
Je nach dem benutzten Material kann eines der bekannten Auftragsverfahren verwendet werden. Bei
einem Materialauftrag aus Silber kann beispielsweise das Aufbringen dieses Materials durch Aufdampfen
geschehen. Wird ein druckfähiges Silberpräparat benutzt, so ist es auch möglich, dieses Material im
Siebdruckverfahren auf den planparallelen Quarz 3 aufzubringen. Für den Vorgang des Auftragens stehen
aber auch die anderen bekannten Verfahren wie Spritzen, Sprühen, Sputtern oder Plattieren zur
Verfügung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Piezoelektrischer Schwinger aus einer planparallelen piezoelektrischen Platte, die auf ihren j
gegenüberliegenden Flächen Elektroden trägt, über oder unter denen mindestens eine weitere Schicht
angeordnet ist, und der zu Dickenscherschwingungen anregbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß auf den gegenüberliegenden Flächen der Platte (3) durch Materialauftrag (5) mehrere aufeinanderliegende
Schichten abnehmenden Durchmessers aus einem vom Stoff der Platte (3) abweichenden
Material derart gebildet sind, daß die Querschnittsform an einen Schwinger mit mindestens teilweise
gekrümmter Oberfläche angenähert ist
2. Piezoelektrischer Schwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung des
Materialauftrages (5) in der Dicke ein dem idealen Querschnittsverlauf angepaßtes Polygon ist.
3. Piezoelektrischer Schwinger nach Anspruch ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachten
Schichten so angeordnet sind, daß deren Flächenschwerpunkt mit dem Flächenschwerpunkt
der Plattenflächen etwa zusammenfällt.
4. Piezoelektrischer Schwinger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser
der Schichten der Schichtenfolge so gewählt ist, daß die äußere Form einer Linsenform angenähert ist.
5. Piezoelektrischer Schwinger nach Anspruch 1, M dadurch gekennzeichnet, daß das aufgetragene
Material elektrisch leitend ist.
6. Piezoelektrischer Schwinger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgetragene
Material aus Metall besteht.
7. Piezoelektrischer Schwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgetragene
Material aus einem Dielektrikum besteht.
8. Piezoelektrischer Schwinger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgetragene ■"'
Material ein piezoelektrisches Material ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742408404 DE2408404C2 (de) | 1974-02-21 | 1974-02-21 | Piezoelektrischer Schwinger aus einer planparallelen piezoelektrischen Platte |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742408404 DE2408404C2 (de) | 1974-02-21 | 1974-02-21 | Piezoelektrischer Schwinger aus einer planparallelen piezoelektrischen Platte |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2408404B1 DE2408404B1 (de) | 1975-02-06 |
| DE2408404C2 true DE2408404C2 (de) | 1980-06-26 |
Family
ID=5908091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19742408404 Expired DE2408404C2 (de) | 1974-02-21 | 1974-02-21 | Piezoelektrischer Schwinger aus einer planparallelen piezoelektrischen Platte |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2408404C2 (de) |
-
1974
- 1974-02-21 DE DE19742408404 patent/DE2408404C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2408404B1 (de) | 1975-02-06 |
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