DE463188C

DE463188C - Piezoelectric device with multiple elements

Info

Publication number: DE463188C
Application number: DEI29343D
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1926-07-06
Filing date: 1926-10-23
Publication date: 1928-07-25

Description

Piezoelektrische Vorrichtung mit mehreren Elementen Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Schwingungserzeuger. Bekanntlich können piezoelektrische Elemente, die verschiedene Frequenzcharakteristiken haben und zwischen einem mit einem elektrischen Kreise verbundenen Elektrodenpaar angeordnet sind, dazu benutzt werden, um ein Arbeiten dieses Kreises bei der Frequenz von irgendeinem dieser Elemente hervorzurufen. Kristalle, die in der üblichen Weise geschnitten sind, also mit einer Dickendimension parallel zur elektrischen Achse des Kristalls, eignen sich jedoch nicht für einen Schwingungserzeuger mit vielen Frequenzen, da die freien Schwingungsperioden der Kristalle nahe beieinanderlie:gen müssen, um ein richtiges Arbeiten des Senders zu ergeben. Erfindungsgemäß kann der Frequenzbereich des hristalloszillators stark vergrößert werden, wenn die Kristalle mit ihrer Dickendimension senkrecht zu einer elektrischen Achse des Kristalls geschnitten und so zwischen den Elektroden angeordnet werden, daß die volle elektrische Spannung zwischen den aktiven Kristallflächen zugeführt wird.Multi-element piezoelectric device The invention relates to a piezoelectric vibrator. As is known, piezoelectric Elements that have different frequency characteristics and between one with a pair of electrodes connected to an electrical circuit are used for this purpose be to a working of this circle at the frequency of any of these elements to evoke. Crystals that are cut in the usual way, that is, with a Thickness dimensions parallel to the electrical axis of the crystal, however, are suitable not for a vibrator with many frequencies, since the free vibration periods of crystals must be close together in order for the transmitter to work properly to surrender. According to the invention, the frequency range of the crystal oscillator can be strong be enlarged if the crystals with their thickness dimension perpendicular to a electrical axis of the crystal cut and so placed between the electrodes that the full electrical voltage between the active crystal faces is fed.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung in vier Abbildungen dargestellt.The invention is shown in the drawing in four figures.

Abb. i und 2 zeigen die Art, in der das piezoelektrische Element aus dem Kristall herausgeschnitten wird; Abb.3 und .I zeigen zwei verschiedene Schwingungserreger.Fig. I and 2 show the way in which the piezoelectric element is made the crystal is cut out; Fig.3 and .I show two different vibration exciters.

In Abb. i und 2 ist i ein Ouarzkristall, dessen elektrische Achsen durch die punktierten Linien angedeutet sind, während die optische Achse durch die Linie z-z und eine der Kristallisatiönsachsen durch die Linie:v-v angedeutet ist. Wie oben erwähnt, hat man bisher den Piezokörper so geschnitten, daß seine Dickendimensionen parallel mit einer elektrischen Achse lag. Ein solcher Körper :2 ibt punktiert in Abb. i hineingezeichnet. Diese Abbildung zeigt auch einen Körpez 3, der gemäß der vorliegenden Erfindung aus dein Kristall herausgeschnitten ist. Man erkennt, daß der Körper 3 seine Dickendimensionen T in einer Richtung senkrecht zur elektrischen Achse x ---r hat, während die Dickendimension T' parallel zu der elektrischen Achse liegt.In Figs. I and 2 i is an oarz crystal, the electrical axes of which are indicated by the dotted lines, while the optical axis is indicated by the line zz and one of the crystallization axes is indicated by the line: vv. As mentioned above, the piezo body has hitherto been cut in such a way that its thickness dimensions were parallel with an electrical axis. Such a body: 2 is dotted in Fig. I. This figure also shows a body 3 cut from the crystal in accordance with the present invention. It can be seen that the body 3 has its thickness dimensions T in a direction perpendicular to the electrical axis x --- r, while the thickness dimension T 'lies parallel to the electrical axis.

Abb.3 zeigt einen Mehrfach-Frequenz-Schwingungserzeuger, bestehend aus Piezokörpern q. und 5, die dem Körper 3 von Abb. i entsprechen und verschieden dick sind, um verschiedene Frequenzen zu ergeben. Sie liegen zwischen den Elektroden 6 und 7; die Elektrode 7 ist auf einer Isolierplatte 8 befestigt und mit der Klemme g verbunden, während die Elektrode 6 in eine Büchse io eingeschraubt und mit der Klemme i i verbanden ist. Der Isolierring i2 schützt die Kanten der Körper d. und 5 gegen Beschädigung bei ihrer Bewegung innerhalb der Os.zillatorzelle.Fig.3 shows a multiple frequency vibration generator, consisting of from piezo bodies q. and 5, which correspond to the body 3 of Fig. i and are different are thick to give different frequencies. They lie between the electrodes 6 and 7; the electrode 7 is fixed on an insulating plate 8 and with the clamp g connected, while the electrode 6 is screwed into a sleeve io and connected to the Terminal i connected i is. The insulating ring i2 protects the edges the body d. and 5 against damage during their movement within the oscillator cell.

Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 4 sind noch weitere Körper 13 und 1q. und 15 zwischen die Elektroden 6 und 7 gelegt und Metallfolien 16 bis ig angeordnet, die die aktiven Flächen der Körper derart verbinden, daß die gegenüberliegenden Flächen der Spannung ausgesetzt sind, die den Elektroden 6 und 7 durch die Klemmen 9 und i i zugeführt ist. Es ist also die untere Fläche des Körpers 5 in Berührung mit der Elektrode 7 und ihre obere Fläche mit der Elektrode 6 durch die Folien 18 und ig verbunden; es ist die obere Fläche des Körpers .4 mit der Elektrode 7 durch die Folie 16 und die untere Fläche mit den Folien 18 und ig verbunden; es ist die obere Fläche des Körpers 13 mit der Elektrode 6 durch die Folie 19 und die untere Fläche mit der Elektrode 7 durch die Folie 16 verbunden; es ist die untere Fläche des Körpers 14 mit der Elektrode 6 durch die Folie ig und die obere Fläche mit der Elektrode 7 durch die Folien 16 und 17 verbunden; es ist die obere Fläche des Elementes 15 in Kontakt mit der Elektrode 6, während die untere Fläche mit der Elektrode 7 durch die Folien 16 und 17 verbunden ist. Auf diese Weise liegen die aktiven Flächen der verschiedenen Körper parallel zwischen den Klemmen 9 und i i und ist die volle Spannung dieser Klemmen zur Schwingungserzeugung verfügbar.In the embodiment according to FIG. 4, there are further bodies 13 and 1q. and 15 are placed between the electrodes 6 and 7 and metal foils 16 to ig are arranged which connect the active surfaces of the bodies in such a way that the opposite surfaces are subjected to the voltage which is supplied to the electrodes 6 and 7 through the terminals 9 and ii. So it is the lower surface of the body 5 in contact with the electrode 7 and its upper surface with the electrode 6 connected by the foils 18 and ig; it is the upper surface of the body .4 to the electrode 7 by the sheet 1 6 and the lower surface of the foils 18 and ig connected; it is the upper surface of the body 13 to the electrode 6 through the film 1 and the lower surface 9 connected to the electrode 7 through the film 16; it is the lower surface of the body 14 to the electrode 6 through the film strength and the upper surface to the electrode 7 by the foils 16 and 1 7 is connected; the upper surface of the element 15 is in contact with the electrode 6, while the lower surface is connected to the electrode 7 by the foils 16 and 17 . In this way, the active surfaces of the various bodies are parallel between the terminals 9 and ii and the full voltage of these terminals is available for generating vibrations.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Multi-element piezoelectric device, characterized in that a series of piezoelectric crystal elements between two outer pressure electrodes are stacked and provided with means by which they are all electrically parallel between these outer electrodes are switched. z. Piezoelectric device according to claim i, characterized in that that the stacked crystal elements from the natural crystals are cut so that their thickness dimensions are perpendicular to the electrical axis of the crystal. 3. Piezoelectric device according to claim. i and 2, thereby characterized in that the crystal elements have different thicknesses or different free ones Have periods of oscillation.