JPS5848976A - 変位素子 - Google Patents
変位素子Info
- Publication number
- JPS5848976A JPS5848976A JP56148651A JP14865181A JPS5848976A JP S5848976 A JPS5848976 A JP S5848976A JP 56148651 A JP56148651 A JP 56148651A JP 14865181 A JP14865181 A JP 14865181A JP S5848976 A JPS5848976 A JP S5848976A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- temperature
- heating element
- electrostrictive
- constant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 3
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910019653 Mg1/3Nb2/3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/206—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using only longitudinal or thickness displacement, e.g. d33 or d31 type devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/853—Ceramic compositions
- H10N30/8548—Lead-based oxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電歪素子と発熱体とからなる熱的に安定な変位
素子に関するものである。
素子に関するものである。
電歪素子に電界を加えると電界の自乗に比例した変位が
得られる。電界に平行な方向には伸び、電界と直角な方
向には収縮する。本発明はこのような変位素子において
、変位量の温度による変化を小さくすることを目的とす
る。
得られる。電界に平行な方向には伸び、電界と直角な方
向には収縮する。本発明はこのような変位素子において
、変位量の温度による変化を小さくすることを目的とす
る。
電歪素子の印加型界による歪Ｓは一般にｓ＝Ｑε２Ｅ２
で表わされる。ここでＱは電歪係数。
で表わされる。ここでＱは電歪係数。
εは誘電率、Ｅは電界である。したがって、電歪素子で
大きな変位量および歪を得るためには、誘電率の大きい
材料が望ましい。強誘電体は一般に誘電率が大きい、キ
ュリ一点付近では特に太きいため、大きな変位量を得る
ための材料に適している。しかし、一般に誘電率の大き
い材料は誘電率の温度係数が大きい、特に強誘電体のキ
ュリ一点付近では大きい。このため、変位量および歪の
温度による変化が大きいという欠点がある。
大きな変位量および歪を得るためには、誘電率の大きい
材料が望ましい。強誘電体は一般に誘電率が大きい、キ
ュリ一点付近では特に太きいため、大きな変位量を得る
ための材料に適している。しかし、一般に誘電率の大き
い材料は誘電率の温度係数が大きい、特に強誘電体のキ
ュリ一点付近では大きい。このため、変位量および歪の
温度による変化が大きいという欠点がある。
本発明は上記の欠点を除去し、温度に対して安定な変位
素子を提供する。すなわち、本発明は電歪素子に発熱体
を熱結合させてなることを特徴とする変位素子である。
素子を提供する。すなわち、本発明は電歪素子に発熱体
を熱結合させてなることを特徴とする変位素子である。
これにより、温度安定性のすぐれた変位素子が得られる
。捷だ、高温で使用できる変位素子も得られる。以下本
発明の実施例について説明する。
。捷だ、高温で使用できる変位素子も得られる。以下本
発明の実施例について説明する。
第１図は本発明にかかる変位素子の構成を示す図で、電
極４をもつ電歪素子１は発熱体２と熱結合している。こ
こに発熱体は電歪素子の温度をほぼ一定にする働きをす
るものであり、温度制御系を付加すること（’こより実
現できる。捷だ、発熱体として、正の抵抗温度係数をも
つ発熱体（以下正特性発熱体と記す）たとえばチタン酸
）Ｚリウム系半導体磁器発熱体を使用するとその発熱体
のキュリ一点を適当に選ぶことにより、他の温度制御装
置θをつけずに、電歪素子の温度を任意の温度でほぼ一
定に保持することができる。その結果、電歪素子の印加
電界による変位を外気温の変化に依存しないようにする
ことができる。
極４をもつ電歪素子１は発熱体２と熱結合している。こ
こに発熱体は電歪素子の温度をほぼ一定にする働きをす
るものであり、温度制御系を付加すること（’こより実
現できる。捷だ、発熱体として、正の抵抗温度係数をも
つ発熱体（以下正特性発熱体と記す）たとえばチタン酸
）Ｚリウム系半導体磁器発熱体を使用するとその発熱体
のキュリ一点を適当に選ぶことにより、他の温度制御装
置θをつけずに、電歪素子の温度を任意の温度でほぼ一
定に保持することができる。その結果、電歪素子の印加
電界による変位を外気温の変化に依存しないようにする
ことができる。
第２図は本発明の実施例の一例を示す図である。
この素子は電歪素子と発熱体との熱結合が直接的である
例である。すなわち、焼付銀電極４をもつＰｂ（Ｍｇ電
Ｎｂ３ｇ）。、７５ ＴｉＯ，２５０３の組成よりなる
電歪磁器１（キュリ一点１１０℃）に焼付銀電極４をも
つチタン酸ノ（リウム系半導体磁器発熱体２がハンダ付
された構造の変位素子である。電歪素子は直径２０朋、
厚さ６咽であり、前記発熱体は抵抗が１１０℃以上で急
激に高くなるものを使用した。その寸法は直径１０＋ｎ
ｍ、厚さ２閂であった。電歪磁器の両電極間に２ｋｖの
直流電圧を印加し、電歪磁器の厚み方向の変位量を非接
触変位計で測定した。測定した温度範囲は２０〜１００
℃である。その結果、発熱体を使用した本発明の構成で
は、測定温度によらずに１．８±０．１μｍの変位量が
得られた。一方、発熱体を用いない場合では、１００℃
での変位量は１．７μｍ、２０℃での変位量は２．８−
μｍであり、温度による変位量の変化は著しく大きく、
電界による変位量のヒステリシスも発熱体に通電した本
発明の場合に比べて著しく大きかった。
例である。すなわち、焼付銀電極４をもつＰｂ（Ｍｇ電
Ｎｂ３ｇ）。、７５ ＴｉＯ，２５０３の組成よりなる
電歪磁器１（キュリ一点１１０℃）に焼付銀電極４をも
つチタン酸ノ（リウム系半導体磁器発熱体２がハンダ付
された構造の変位素子である。電歪素子は直径２０朋、
厚さ６咽であり、前記発熱体は抵抗が１１０℃以上で急
激に高くなるものを使用した。その寸法は直径１０＋ｎ
ｍ、厚さ２閂であった。電歪磁器の両電極間に２ｋｖの
直流電圧を印加し、電歪磁器の厚み方向の変位量を非接
触変位計で測定した。測定した温度範囲は２０〜１００
℃である。その結果、発熱体を使用した本発明の構成で
は、測定温度によらずに１．８±０．１μｍの変位量が
得られた。一方、発熱体を用いない場合では、１００℃
での変位量は１．７μｍ、２０℃での変位量は２．８−
μｍであり、温度による変位量の変化は著しく大きく、
電界による変位量のヒステリシスも発熱体に通電した本
発明の場合に比べて著しく大きかった。
第３図は本発明の実施例の他の例を示す図である。この
素子は電歪素子と発熱体との熱結合が間接的である例で
ある。すなわち、銅板よりなる支持台６に焼付銀電極４
をもツＢ ａｏ 、ｓＳ ｒｏ 、 ２Ｔ １０３を主
成分とする電歪磁器１（直径３咽、長さ６喘）と電極４
をもつ正特性発熱体（チタン酸バリウム半導体磁器発熱
体で抵抗値が７０℃以上で急激に高くなる材料、形状は
６ ｍｍ Ｘ ５ ｍｍ Ｘ ２ ｍ＋ｎの板状である
）とを２ＴＭ１間隙をつけてエポキシ樹脂で固定した。
素子は電歪素子と発熱体との熱結合が間接的である例で
ある。すなわち、銅板よりなる支持台６に焼付銀電極４
をもツＢ ａｏ 、ｓＳ ｒｏ 、 ２Ｔ １０３を主
成分とする電歪磁器１（直径３咽、長さ６喘）と電極４
をもつ正特性発熱体（チタン酸バリウム半導体磁器発熱
体で抵抗値が７０℃以上で急激に高くなる材料、形状は
６ ｍｍ Ｘ ５ ｍｍ Ｘ ２ ｍ＋ｎの板状である
）とを２ＴＭ１間隙をつけてエポキシ樹脂で固定した。
電歪磁器の両電極間に２ｋＶの直流電圧を印加し、電歪
磁器の長さ方向の変位量を非接触変位計で測定した。６
１す定した温度範囲は一２０〜７０℃であった。その結
果、前記の発熱体２に通電した木登５、明の構成では、
皿］定温度によらずに変位量はｏ、８ｏ±０．０５／１
ｍであった。一方、発熱体を用いない比較例では、７０
℃で（ｔｌ ０ 、８μｍの変位量が得られたが、上記
の温度範囲での変位量の温度変化率は最大９３係であっ
た。
磁器の長さ方向の変位量を非接触変位計で測定した。６
１す定した温度範囲は一２０〜７０℃であった。その結
果、前記の発熱体２に通電した木登５、明の構成では、
皿］定温度によらずに変位量はｏ、８ｏ±０．０５／１
ｍであった。一方、発熱体を用いない比較例では、７０
℃で（ｔｌ ０ 、８μｍの変位量が得られたが、上記
の温度範囲での変位量の温度変化率は最大９３係であっ
た。
以上のように本発明の変位素子は電歪素子の温度をほぼ
一定にすることができるため、使用する広い温度範囲で
変位置を一定にすることができる特徴がある。また、本
発明で、電歪素子にキュリ一点の高い材料を用い、それ
を発熱体でキュリ一点付近の温度に保持して、変位素子
を構成すれば、高温用高安定の大変位素子を得ることも
できる。
一定にすることができるため、使用する広い温度範囲で
変位置を一定にすることができる特徴がある。また、本
発明で、電歪素子にキュリ一点の高い材料を用い、それ
を発熱体でキュリ一点付近の温度に保持して、変位素子
を構成すれば、高温用高安定の大変位素子を得ることも
できる。
なお、本発明で電歪素子および発熱体は実施例に限定さ
れずに池のものも使用できるとともに、熱結合の方法も
実施例の図面に限られずに本発明の主旨内で他の構成も
できる。また、本発明では、発熱体の温度を制御するこ
とにより、電歪材料をその材料が最大の性能を発揮する
温度で使用することができる。
れずに池のものも使用できるとともに、熱結合の方法も
実施例の図面に限られずに本発明の主旨内で他の構成も
できる。また、本発明では、発熱体の温度を制御するこ
とにより、電歪材料をその材料が最大の性能を発揮する
温度で使用することができる。
第１図は、本発明の変位素子の構成を示す図、第２図と
第３図はそれぞれ本発明の変位素子の代表的な実施例に
おける電歪素子と発熱体との配置関係を示す図である。 １・・・・・・電歪素子、２・・・・・・発熱体、３・
・・・・・電源部、４・・・・・・電極、６・・・・・
・接着部、６・・・・・・・支持台。
第３図はそれぞれ本発明の変位素子の代表的な実施例に
おける電歪素子と発熱体との配置関係を示す図である。 １・・・・・・電歪素子、２・・・・・・発熱体、３・
・・・・・電源部、４・・・・・・電極、６・・・・・
・接着部、６・・・・・・・支持台。
Claims (3)
- （１） ′１ｊｆｉ歪素子に発熱体を熱結合させてな
ることを特徴とする変位素子。 - （２）発熱体が正特性発熱体であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の変位素子。 - （３）電歪素子が強誘電体であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の変位素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148651A JPS5848976A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 変位素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148651A JPS5848976A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 変位素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5848976A true JPS5848976A (ja) | 1983-03-23 |
Family
ID=15457564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56148651A Pending JPS5848976A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 変位素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5848976A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2450620A (en) * | 2007-06-27 | 2008-12-31 | Fluke Corp | System and method of providing a thermally stabilised fixed frequency piezoelectric optical modulator |
-
1981
- 1981-09-18 JP JP56148651A patent/JPS5848976A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2450620A (en) * | 2007-06-27 | 2008-12-31 | Fluke Corp | System and method of providing a thermally stabilised fixed frequency piezoelectric optical modulator |
| GB2450620B (en) * | 2007-06-27 | 2010-07-07 | Fluke Corp | System for providing a thermally stabilized fixed frequency piezoelectric optical modulator |
| US8008839B2 (en) | 2007-06-27 | 2011-08-30 | Fluke Corporation | System and method of providing a thermally stabilized fixed frequency piezoelectric optical modulator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Uchino | Materials issues in design and performance of piezoelectric actuators: an overview | |
| US4862029A (en) | Actuator | |
| EP0174544B1 (en) | Self-temperature controlling type heating device | |
| JPS5848976A (ja) | 変位素子 | |
| JP2002265262A (ja) | 圧電磁器 | |
| JP2503729B2 (ja) | 面状発熱体 | |
| JPH0788252B2 (ja) | 酸化物圧電材料 | |
| JPS62154680A (ja) | アクチユエ−タ−用ＢａＴｉＯ↓３系磁器 | |
| KR920004034B1 (ko) | 반도성 ptc 세라믹 발열체 및 그의 제조방법 | |
| JP2613408B2 (ja) | 積層型圧電アクチュエータ | |
| JPH0529069A (ja) | 板状ヒーターおよびその製造方法 | |
| JPS60253202A (ja) | 炭化珪素質サ−ミスタ | |
| JPH056826U (ja) | コンデンサ | |
| EP0252248A2 (en) | Actuator | |
| JPS63169777A (ja) | 電歪式変位素子 | |
| JPS60258904A (ja) | 限流素子 | |
| JPS6246963B2 (ja) | ||
| JPS5957958A (ja) | 高電気伝導性セラミツク組成物 | |
| JPH03145920A (ja) | 半導体感温素子 | |
| JP2004067495A (ja) | 圧電セラミック材料 | |
| JPH06100505B2 (ja) | 温度センサ及びそれを用いた温度検知器 | |
| JPH0388294A (ja) | 強誘電体セラミック発熱素子 | |
| JPH09320810A (ja) | 正特性サーミスタとその製造方法 | |
| JPH04146602A (ja) | 電流安定化素子 | |
| JPH07254480A (ja) | Ｐｔｃ面状ヒータ及びその抵抗値調整方法 |