Wibrator piezoelektryczny Przedmiotem wynalazku jest wibrator piezoelektryczny grubosciowy w postaci plytki z materialu piezo¬ elektrycznego o elektromechanicznym wspólczynniku sprzezenia K 0,15, którego powierzchnie czolowe wypo¬ sazone sa w elektrody pobudzajace. Tego rodzaju wibratory stosowane sa w filtrach sygnalów elektrycznych.Pojeciem wibrator grubosciowy okresla sie wibrator, w którym czestotliwosc rezonansowych digan me¬ chanicznych wyznacza w zasadzie wymiar grubosci, to jest mniejszy wymiar plytki. Plytka moze miec ksztalt kolowy, pierscieniowy albo prostokatny. Mozliwe sa rózne rodzaje drgan, szczególowo objasnione dalej na podstawie rysunków, a mianowicie w kierunku scinajacym, w kierunku grubosci, z pewnym skreceniem, w kie¬ runku grubosci bedacym jednoczesnie kierunkiem najwiekszej mozliwej rozszerzalnosci plytki oraz w kierunkach scinajacych, przy czym wystepuje równiez skrecanie. Dla kazdego z tych rodzajów drgan uwzgledniona byc .powinna skojarzona z nim wartosc elektromechanicznego wspólczynnika sprzezenia K, który jest pierwiastkiem kwadratowym ze stosunku miedzy mechaniczna energia wytworzonych drgan a energia elektryczna doprowa¬ dzona poprzez elektrody pobudzajace, ponadto uwzgledniony powinien byc jeszcze czynnik A, którego zna¬ czenie wyniknie z dalszego opisu.Znanym jest, ze wibrator grubosciowy w poblizu swego rezonansu posiada charakterystyczna czestotli¬ wosc, tak zwana czestotliwosc rezonansu szeregowego, przy której impedancja elektryczna elementu piezoelek¬ trycznego wlaczonego jako filtr osiaga wartosc minimalna, przy czym tego rodzaju wibrator posiada oprócz tego charakterystyczna wysoka czestotliwosc drgan, wystepujaca pizy tak zwanym rezonansie równoleglym, gdy impedancja osiaga wartosc najwyzsza. Znane jest równiez, ze wibrator grubosciowy oprócz drgania w tonie podstawowym moze drgac równiez w wielu wyzszych nie harmonicznych ultradzwiekach, co przewaznie nie jest pozadane. Wzajemny odstep rezonansu szeregowego i równoleglego okreslony jest w zasadzie przez wielkosc wspólczynnika sprzezenia K. W znanych wibratorachkwarcowych elektromagnetyczny wspólczynnik sprzezenia jest maly K * 7-10"8, na skutek czego odstep miedzy rezonansem szeregowym i równoleglymjest równiez maly co przy wielu zastosowaniach wibratorów grubosciowych nie jest pozadane.W wibratorach grubosciowych maja zastosowanie takie materialy piezoelektryczne, jak na przyklad tyta¬ nian metali ziem alkalicznych, tytanian olowiu i tytanianocyrkonian olowiu, które przy trwalej polaryzacji% §0943 wykazuja wysokie elektromechaniczne wspólczynniki sprzezenia K0,15, przez co osiagniety zostaje duzy odstep miedzy rezonansami. Niesie to jednak z soba równiez niekorzystne nastepstwa. Pewna ilosc nieharmonicz- nych ultradzwieków, które przy kwarcowych wibratorach grubosciowych wystepuja przy czestotliwosci prze¬ kraczajaca rezonans równolegly przy materialach o duzym wspólczynniku sprzezenia trafia miedzy rezonans szeregowy i równolegly. W wyniku, daje to niepozadane znieksztalcenie charakterystyki impedancji wibratora grubosciowego.Znane «a sposoby tlumienia niepozadanych harmonicznych w wibratorach grubosciowych, których ele¬ ment piezoelektryczny posiada maly wspólczynnik sprzezenia K, to jest takich w których jako material piezo¬ elektryczny zastosowany jest kwarc. Stlumienie nieharmonicznych osiagniete zostaje droga odpowiedniego do¬ boru wymiarów i masy elektrod w stosunku do wymiarów elementu piezoelektrycznego. Podstawa tego sposobu jest znajomosc faktu, ze przez naniesienie dodatkowej masy na elektrody wystapic moze tak duze przestrojenie lezacego w obrebie elektrod obszaru wewnetrznego elementu piezoelektrycznego w stosunku do lezacego poza elektrodami obszaru zewnetrznego, tak, ze uzyskany zostanie selektywny wychwyt energii dla dzwieku podsta¬ wowego, podczas gdy dla ultradzwieków nieharmonicznych ten.wychwyt energii nie wystepuje. Decydujaca dla wychwytu energiijest czestotliwosc graniczna fc obszaru zewnetrznego.Czestotliwosc graniczna fc jest czestotliwoscia rezonansowa dzwieku podstawowego drgania gruboscio¬ wego obszaru zewnetrznego, przy czym przyjeto, ze obszar ten jest nieskonczenie rozciagniety. Selektywny wychwyt energii powstaje na skutek wzmozenia rezonansów z czestotliwosciami nizszymi niz fc, których energia jest dlugotrwale wychwytywana miedzy elektrodami, podczas gdy czestotliwosci rezonansowe wyzsze niz fc zostaja oslabione tak, ze ich energia nie moze byc juz wiecej wychwytywana miedzy elektrodami. Dla wychwytu energii wazne jest, aby efekty brzegowe powstajace na obwodzie zewnetrznym wibratora nie zmuszaly do zrównania liniowych wymiarów obszaru zewnetrznego z takimi samymi wymiarami obszaru wewnetrznego.Roztrojenie miedzy obszarem wewnetrznym i zewnetrznym jest przewaznie tak wybierane, aby fc lezalo miedzy dzwiekiem podstawowym a pierwszym nieharmonicznym ultradzwiekiem obszaru wewnetrznego. Rozstrojenie miedzy obszarem wewnetrznym i zewnetrznym moze byc na przyklad osiagniete w ten sposób, ze na elemencie Z calkowicie plasko i równolegle przebiegajacymi powierzchniami czolowymi zostaja naparowane cienkie elek¬ trody o takiej calkowitej masie ze fc znajduje sie w pozadanym wyzej opisanym przedziale. W celu osiagniecia wystarczajacego wychwytu energii przestrojenie to jest z reguly równe w przyblizeniu 1%.Dotychczas w badaniach i literaturze niewiele uwagi poswiecono faktowi, iz mechaniczne drgania w ele¬ mencie w miejscu gdzie nie znajduje sie material elektrod wywoluja inne pole elektryczne niz miedzy elek¬ trodami, co w rezultacie daje juz przestrojenie Ap. Teoretycznie mozna wyprowadzic, ze dla plytki o duzych w stosunku do grubosci wymiarach przestrojenie Ap, o ile nie przedsiewziete zostana dalsze srodki, równe jest jp • K2, a wiec w przyblizeniu równe jest y-K2, przy czym K przedstawia omówiony juz elektromechaniczny wspólczynnik sprzezenia. Dla elementów o malych wymiarach przestrojenie Ap jest niewielkie. Dla materialów o bardzo malym elektromechanicznym wspólczynniku sprzezania K, takich jak kwarc, przestrojenie Ap jest zazwyczaj pomijalne, dla materialów o duzych elektromechanicznych wspólczynnikach sprzezania, przestrojenia Ap staje sie wieksze niz przestrojenie, które moze byc osiagniete przez nanoszenie na elektrody dodatkowej masy. Dla materialów ze wspólczynnikiem sprzezania K = 0,2 przestrojenie to wynosi juz ^1,7%, a przy K = 0,5 nawet 20%. Okazuje sie, ze przy wibratorach grubosciowych o duzych elektromechanicznych wspólczynnikach sprzezenia, czestotliwosc graniczna fc jest wieksza niz rezonans równolegly podstawowego dzwieku obszaru wewnetrznego jednak lezy w bezposrednim sasiedztwie tego rezonansu równoleglego. Jak juz wspomniano ultra¬ dzwieki nieharmoniczne leza jednak miedzy rezonansem szeregowym i równoleglym, tak ze dotychczas tlu¬ mienie tych nieharmonicznych bylo prawie niemozliwe. W Japonii opisany zostal sposób tlumienia niepozada¬ nych nieharmonicznych dla wibratorów grubosciowych z materialu o duzym wspólczynniku sprzezania, sto¬ sunek miedzy wielkoscia elektrod a gruboscia elementu drgajacego winien spelniac okreslone warunki dla do¬ kladnie wstepnie okreslonej wartosci masy tych elektrod.Znane jest, ze skuteczne powierzchnie elektrod wibratora tworza jedynie lezace naprzeciw siebie, w kie¬ runku grubosciowym wibratora powierzchnie elektrod. Maly blad ustawienia jednej z elektrod daje równiez zmiane skutecznej powierzchni elektrod. Wzajemne przesuniecie elektrod wzbudzajacych wprowadza duze zmia¬ ny pojemnosci miedzy elektrodami. Ta pojemnosc wywiera silny wplyw na indukcyjnosc wlasna zastepczego obwodu elektrycznego. Wreszcie wzajemne przesuniecie elektrod wprowadza niepozadane znieksztalcenia cha¬ rakterystyki impedancji. Znane jest równiez to, ze przy wibratorach grubosciowych niepozadane jest wykonanie elektrycznego styku z elektrodami przez srodki wywierajace nacisk, poniewaz wówczas moze powstac niepoza¬ dane tlumienie wibratora, dlatego tez elektrody przedluzane sa waskim ramieniem w kierunku boku drgajacego elementu\ gdzie nastepnie droga lutowania lub kitowania utworzony zostanie styk. Ten sposób ma ta wade, ze ze wzgledu iia male wymiary elektrod ramiona te powinny byc szczególnie waskie na skutek czego ich opornosc elektryczna jest duza, co w rezultacie daje nie korzystne tlumienie elektryczne wibratora grubosciowego.80943 3 Wynalazek ma na celu usuniecie tych niedogodnosci a zadaniem technicznym jest dostarczenie wibratora grubosciowego, majacego duzy elektro-mechaniczny wspólczynnik sprzezenia, przy czym nieharmoniczne po¬ winny byc w ten sposób tlumione, ze unika sie deformacji impedancji charakterystycznej, jako konsekwencji tych nieharmonicznych ultradzwieków, przy czym srodki zgodne z wynalazkiem moga byc korzystnie stosowane przy kazdym rodzaju wibratora grubosciowego.Wynalazek charakteryzuje sie tym, ze najwiekszy wymiar D* powierzchni skutecznej elektrod to znaczy rpizy elektrodach kolowych srednica a przy elektrodach prostokatnych najdluzsza krawedz powierzchni okreslo¬ nej przez lezace na przeciw siebie jedna nad druga w kierunku grubosci wibratora elektrod, odpowiada zaleznosci D' K, zenia zas A stala, która dla róznych rodzajów drgan ma nastepujace wartosci: dla kierunku scinajacego przy czym ewentualnie wystepuje takze skrecanie A = 6; dla kierunku grubosci to jest kierunku mozliwej rozszerzalnosci elementu plytkowego A = 4; dla kierunku promieniowego A = 30. Wynalazek charakteryzuje sie ponadto tym, ze odstep kazdego punktu obwodu powierzchni skutecznej elektrod od kra¬ wedzi wibratora jest co najmniej równy wymiarowi liniowemu na tej powierzchni w tym kierunku, w którym odstep ten jest mierzony i ograniczonemu przez jej brzegi.Wynalazek zostaje zrealizowany dzieki temu, ze wychodzac z okreslonych wymiarów elektrod teoretycznie w taki sposób wybiera sie wielkosc i kierunek polaryzacji, ze elektromechaniczny wspólczynnik sprzezenia bedzie mial taka wartosc, iz postawiony warunek D dobieranajest wielkosc elektrod.W wynalazku przyjmuje sie za podstawe, ze odstep miedzy rezonansem szeregowym i nieharmonicznym ultradzwiekiem okreslany jest równiez przez najwiekszy wymiar elektrod w stosunku do grubosci elementu piezoelektrycznego i elektromechanicznego wspólczynnika sprzezenia, jak to zostanie blizej objasnione w opisie przykladów wykonania przedstawionych na rysunkach. Wybranie najwiekszego wymiaru elektrod zgodnie z wynalazkiem powoduje, ze ultradzwieki nieharmoniczne beda miec wieksze czestotliwosci a mianowicie po¬ wyzej rezonansu równoleglego i przez to powyzej czestotliwosci granicznej fc. Dzieki temu dla tych ultradzwie¬ ków nieharmonicznych nie wystepuje juz wiecej wychwyt energii, przez co osiagniety zostanie cel wynalazku to jest stlumienie wszystkich nieharmonicznych ultradzwieków. Mozna stosowac zarówno elektrody kolowe, pier¬ scieniowe jak równiez prostokatne, w pierwszym i drugim wykonaniu srednica a w trzecim najwiekszy wymiar jest ta okreslajaca wielkoscia, która spelniac musi przyjeta zaleznosc.Z postawionego warunku wynika, ze wymiary elektrod powinny byc korzystnie jak najmniejsze, skutkiem tego wlasciwe dokladne ustawienie obu elektrod jest bardzo wazne co wywolac moze trudnosci. Trudnosci tych unika sie zgodnie z dalsza cecha wynalazku w ten sposób, ze tylko jedna z obu elektrod spelnia uprzednio postawiony warunek, podczas gdy druga elektroda jest znacznie wieksza a w krancowym przypadku obejmuje nawet cala powierzchnie. Skuteczna powierzchnia jest wówczas okreslana przez najmniejsza elektrode, tak ze nieharmoniczne ultradzwieki sa tlumione, poniewaz ta najmniejsza elektroda spelnia zaleznosc postawiona przez wynalazek. Ten rodzaj budowy ma przede wszystkim ta zalete, ze ustawianie elektrod przestalo miec zasadnicze znaczenie przy przesunieciu elektrod a skuteczna powierzchnia elektrod pozostaje taka sama, nie zmienia sie wtedy równiez pojemnosc, miedzy oboma elektrodami, moga na skutek tego byc utrzymane bardzo male tolerancje zastepczej indukcyjnosci wlasnej wibratora grubosciowego w elektrycznym ukladzie zastepczym.Równiez dostrojenie wibratora grubosciowego do pozadanej czestotliwosci rezonansowej dzieki wspomnianemu rodzajowi bydowy nastepuje w prosty sposób, najczesciej droga naniesienia dodatkowej ilosci materialu elektro¬ dowego na jedna lub na obie elektrody, na przyklad droga nakladania elektrochemicznego lub naparowywania.Przy wibratorach grubosciowych z jednakowymi elektrodami to nakladanie zachodzic musi z duza dokladnoscia na calej powierzchni elektrod i nie powinno wystepowac zewnatrz obrysu elektrod, poniewaz wskutek tego wprowadzone byc moga niepozadane rezonanse i zmiany pojemnosci, w wykonaniu gdy jedna z elektrod jest znacznie wieksza niz inna ten dodatkowy material jest najkorzystniej nanoszony na elektrode wieksza, przy czym nanoszenie nie musi nastepowac na calej powierzchni elektrody, lecz jedynie co najmniej naprzeciw mniejszej elektrody, a wiec wykonanie tej operacji jest wiec ulatwione.Okazuje sie, ze oprócz tego to dostrojenie koncowe wiekszej elektrody nie wprowadza niepozadanych rezonansów. Przy wibratorach grubosciowych, które drgaja przy grubosciowym rodzaju rozszerzalnosciowym poprzez wspomniany rodzaj budowy uzyskuje sie dodatkowa zalete, przy tego rodzaju wibratorach pozadane jest aby caly element zostal wstepnie wczesniej spolaryzowany. W tym celu obie powierzchnie oslonowe zostaja calkowicie pokryte elektrodami miedzy którymi przylozone zostaje duze napiecie stale, po tej wstepnej pola¬ ryzacji elektrody te sa usuwane i nanoszone sa elektrody wlasciwej wielkosci. W tym wykonaniu wibratora jedna z wykorzystywanych do wstepnej polaryzacji elektrod jest równiez wykorzystana bez dodatkowej obróbki jako elektroda wzbudzajaca. Ponadto to wykonanie wykazuje jeszcze te zalete, ze styk na wiekszej elektrodzie4 80 943 wykonany przy pomocy srodka zaciskowego nie wprowadza zadnego mechanicznego tlumienia. Ta elektroda rozciagnac sie moze az do krawedzi wibratora, tak ze srodek zaciskowy jest tam naniesiony bez dalszego dopasowywania. Oprócz tego okazuje sie, ze srodek zaciskowy na mniejszej elektrodzie w stosunku do duzej elektrody jest tak umieszczony, ze równiez nie wprowadza dodatkowego tlumienia mechanicznego.W korzystnym rozwiazaniu, wibrator piezoelektryczny, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje sie tym, ze styk elektryczny wiekszej elektrody jest utworzony za pomoca trzech sprezyn stykowych, usytuowanych pod katem okolo 120° w stosunku do siebie, przy czym styk elektryczny mniejszej elektrody jest utworzony za pomoca jednej'sprezyny stykowej. Istnieje jeszcze duzo mozliwych ksztaltów elektrod przy których wynalazek moze byc zastosowany na przyklad elektrody krzyzowe, jak to zostanie blizej opisane w przykladach wyko¬ nania.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest.w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. la i Ib przedstawiaja wibrator grubosciowy, który pobudzany jest w kierunku grubosci stanowiacym kierunek rozszerzal¬ nosci, fig. 2a i 2b- wibrator, który pobudzany jest w kierunkach promieniowych sumujacych sie, fig. 3a i 3c — wibrator grubosciowy, który pobudzany jest w kierunkach scinajacych, przy czym wystepuje równiez skrecanie, fig. 4 przedstawia charakterystyke impedancyjna drgajacego kwarcu, fig. 5 — charakterystyke impe- dancyjna wibratora grubosciowego z materialu o duzym wspólczynniku sprzezania, fig. 6 — charakterystyke impedancyjna wibratora grubosciowego zgodnego z wynalazkiem, fig. 7 —wibrator grubosciowy z jednakowymi elektrodami na obu powierzchniach czolowych, fig. 8 - wibrator grubosciowy z nie jednakowymi elektrodami na obu powierzchniach czolowych, fig. 9a i 9b przedstawiaja sprezyny stykowe elektrod, oraz fig. 10 i 11 -mo¬ zliwe uklady elektrod.Jak pokazano na fig. 1-3 piezoelektryczne plytki 1 na powierzchniach czolowych maja naniesione elek¬ trody pobudzajace 2, na fig. la i Ib plytki maja postac kolowa, przy czym element spolaryzowany jest równo¬ legle do osi-3, elektrody 2. W tym przypadku elektrody posiadaja najczesciej równiez ksztalt kolowy lub pierscieniowy, przy czym najczesciej leza wspólosiowo z osia 3 plytki 1. Doprowadzane do elektrod 2 napiecie przemienne wytwarza pole elektryczne, które przebiega naprzemian równolegle w zgodnym i równolegle prze¬ ciwnym kierunku do pola polaryzujacego P tak, ze element pobudzany jest w kierunku stanowiacym jego grubosci i kierunek rozszerzalnosci, przy czym cala górna powierzchnia plytki porusza sie do góry i do dolu w stosunku do powierzchni dolnej. Ten rodzaj drgan mozliwy jest takze i przy innym ksztalcie powierzchni plytki.Przedstawiona na fig. 2a i 2b plytka jest taka sama jak pokazana na fig. 1 i Ib, jednak polaryzacja P jest tu skierowana promieniowo, na skutek czego uzyskiwany jest promieniowo scinajacy kierunek drgan, przy którym górna plaszczyzna plytki 1 wykonuje ruch promieniowy w przeciwfazie do plaszczyzny dolnej.Fig. 3a przedstawia prostokatna plytke 1 z elektrodami 2. Polaryzacja P przebiega tu równolegle do powierzchni czolowych na których naniesione sa elektrody oraz równolegle do linii srodkowej SS\ Drgania elementu miedzy elektrodami 2 pokazuje fig. 3b, górna phte^czjfcna ABCD przemieszcza sie równolegle w przeciwfazie do plaszczyzny EpGH, sa to drgania scinajace. Wokól osi t wystepuja przy tym dragania skrecajace, a punkty lezace na linii SS' wykazuja najwieksze wychylenie co obrazuje fig. 3c która przedstawia przekrój wzdluz linii SS\ Na zewnatrz elektrod drgania sa praktycznie calkowicie stlumione.Charakterystyka czestotliwosciowa impedancji elektrycznej Z drgajacego kwarcu zostala przedstawiona na fig. 4, charakterystyka ta wykazuje pierwsze minimum przy czestotliwosci f = f^, tojest rezonansu szeregowego tonu o czestotliwosci podstawowej, oraz pierwsze maksimum przy czestotliwosci f = f j, rezonans równolegly tonu o czestotliwosci podstawowej. Wzajemny odstep — fml - fni rezonansu szeregowego i równoleglego jest fml maly. Widoczne jest, ze nadtony nieharmoniczne fn2» fn3 fnA itd. maja wyzsze czestotliwosci niz rezonans równolegly. Jak to juz zostalo wspomniane przy tego rodzaju wibratorach grubosciowych tlumienie nieharmo- ni nych nadtonów osiagniete jest w ten sposób, ze wymiary i calkowita masa elektrod zostaja tak wybrane, aby wystapilo przestrojenie obszaru lezacego nazewnatrz elektrod w stosunku do obszaru lezacego miedzy elektro¬ dami w taki sposób, ze czestotliwosc graniczna fc znajduje sie miedzy tonem podstawowym i pierwszym nie- harmonicznym nadtonem, na przyklad miedzy fmj if^. Zwiazana z czestotliwosciami powyzej fc energia przedostaje sie pod elektrodami do obszaru zewnetrznego i przez to zostaje stlumiona nieharmoniczne ultra¬ dzwieki których czestotliwosci leza powyzej fc.Fig. 5 przedstawia charakterystyke czestotliwosciowa impedancji elektrycznej Z wibratora grubosciowego z materialu o duzym elektromechanicznym wspólczynniku sprzezeniajak widac, równiez i ta charakterystyka ma przy rezonansie szeregowym fjj minimum, a przy rezonansie równoleglym f^ maksimum. Wzajemny odstep ml~*nl jest jednak znacznie wiekszy niz dla wibratora kwarcowego. Wskutek tego pewna ilosc nie- fml . harmonicznych ultradzwieków lezy miedzy rezonansem szeregowym i równoleglym. Jak to juz zostalo wspom¬ niane, przy tego rodzaju wibratorach grubosciowych, czestotliwosc graniczna fQ lezy normalnie w bezposrednimr\ 80943 sasiedztwie rezonansu równoleglego f^. Dla wzajemnego odstepu rezonansu szeregowego i równoleglego, a przez to równiez w przyblizeniu dla odstepu miedzy fc i rezonansem szeregowym f„j mozna napisac: fc fml n3 przy czym K przedstawia'elektromechaniczny wspólczynnik sprzezania.Z drugiej strony dla wzajemnego odstepu rezonansu szeregowego tonu podstawowego f^ i s-tego nieharmo- nicznego nadtonu moze byc wyprowadzone: fn! * 2 (ps-pl)C D'J (2) w równaniu tym C przedstawia stala, która zalezna jest od rodzaju wibratora grubosciowego i zwiazana jest ze stala sprezystosci materialu. Wielkosc D' przedstawia najwiekszy wymiar elektrod, to znaczy przy elektrodach kolowych srednice, a przy elektrodach prostokatnych najdluzsza krawedz, przy czym d jest gruboscia wibratora.Stale Ps i Pj zalezne sa od wartosci drgan wlasnych. Dla stlumienia nieharmonicznych nadtonów przy czesto¬ tliwosci przekraczajacej czestotliwosc graniczna musi byc spelniona zaleznosc fc-fnl Zaleznosci (1, 2 i 3) daja wówczas: D < — d, przy czym dla róznych rodzajów drgan ma wartosci nastepu- ¦. K «ce: dla kierunku scinajacego przy czym wystepuje takze skrecanie A = 6; dla kierunku grubosci tojest kierunku mozliwa rozszerzalnosci A s 4; dla kierunku promieniowego A ~30. • Charakterystyke impedancji elektrycznej wibratora grubosciowego, zgodnego z wynalazkiem przedstawia fig. 6, przy czym nieharmoniczne ultradzwieki przesunely sie powyzej czestotliwosci granicznej fc i zostaly przez to stlumione.Fig. 7 przedstawia wibrator grubosciowy 1 z dwoma identycznymi na obu powierzchniach czolowych elektrodami 2, które sa male aby spelnialy warunek zgodny z wynalazkiem. Tak wiec na przyklad przy plytkowym wibratorze z rezonansem szeregowym przy czestotliwosci f * fnj = 0,7 MHz grubosc plytki wynosi 203 Mm, a srednica elektrod 1,3 mm. Przy prawidlowym ustawieniu elektrod skuteczna powierzchnia elektrod utworzona przez rzut jednej elektrody na druga okreslona jest na fig. 7 i 8 przez wielkosc a, blad w ustawieniu jednej z elektrod, oznaczony przez 2\ doprowadza do zmniejszenia skutecznej powierzchni elektrod b, przy czym zmienia sie wtedy równiez pojemnosc miedzy elektrodami. Ustawienie obu elektrod jest wiec szczególnie wazne, przy dostrajaniu wibratora grubosciowego o prawidlowej czestotliwosci naparowywanie materialu musi nastapic na calej powierzchni elektrod bedac jednak ograniczone tylko do tych~elektrod. Jezeli naparowanie nastapi na zewnatrz elektrod wówczas wprowadzone zostana zmiany pojemnosci i powstana niepozadane znieksztalcenia charakterystyki impedancyjnej.Fig. 8 przedstawia wibrator grubosciowy 1, który ma równiez po jednej elektrodzie na kazdej powierzchni czolowej, jednak tylko jedna elektfoda 2 spelnia warunek zgodny z wynalazkiem, podczas gdy druga elektroda 12 jest znacznie wieksza. Wzajemne przesuniecie elektrod nie wprowadza przy tym zadnej zmiany w skutecznej powierzchni elektrod i pojemnosci, jak to przedstawia fig. 8. Naparowanie dodatkowej ilosci materialu w celu dostrojenia wibratora do prawidlowej czestotliwosci moze korzystnie nastapic na wiekszej elektrodzie przy czym kazdorazowo nalezy pokrywac czesc powierzchni lezacej naprzeciw mniejszej elektrody. Oczywiscie w tym samym piezoelektrycznym elemencie umieszczone byc moga liczne male pojedyncze elektrody naprzeciw duzej elektrody albo liczne male elektrody naprzeciw licznych duzych elektrod, przy czym wówczas kazda mala elektroda oddzielnie lub pewna ilosc tych malych elektrod razem spelniac powinna warunek zgodny z wynalaz¬ kiem. Elektrody moga miec przy tym ksztalt kolowy, pierscieniowy, prostokatny, albo rombowy. Jezeli do lezacych naprzeciw siebie par elektrod stanowiacych komplet doprowadzone zostanie napiecie wejsciowe, a t drugiego kompletu lezacego naprzeciw siebie elektrod pobierane bedzie napiecie wyjsciowe, otrzymamy wówczas czwórnik.Fig. 9a i 9b pokazuja wykonanie styków elektrycznych w kolowym wibratorze grubosciowym z kolowymi elektrodami, fig. 9a przedstawia rzut poziomu a fig. 9b - przekrój wzdluz linii R-R przez wibrator 1 majacy kolowa elektrode 2 która odpowiada warunkowi zgodnemu z wynalazkiem i znacznie wieksza elektrode 12.6 80943 Styk elektryczny z elektroda 12 utworzony jest przez trzy styki x, które tworza miedzy soba katy okolo 120° i stykaja sie z elektroda w poblizu jej krawedzi. Skutkiem tego sprezyny stykowe nie powoduja zadnego mecha¬ nicznego tlumienia wibratora grubosciowego. Styk z mala elektroda 2 utworzony jest tak samo przy pomocy sprezyny zaciskowej y, przy czym przy jej prawidlowym ustawieniu tlumienie mechaniczne równiez nie wystapi.Kolowy wibrator grubosciowy 1 z prostopadlymi, wzgledem siebie prostokatnymi elektrodami 12 i 13 przedstawiony jest na fig. 10, przy jednakowej szerokosci elektrod skuteczna powierzchnia 0 jest w tym wyko¬ naniu kwadratowa. Elektrody moga równiez tworzyc z soba kat ostry, na skutek czego uzyskana zostanie rombo¬ wa powierzchnia skuteczna. Przesuniecie wzajemne elektrod nie wplywa na skuteczna powierzchnie elektrod, która równiez w tym wykonaniu odpowiada warunkowi zgodnemu z wynalazkiem. Przy tym rodzaju budowie moga byc naniesionejeszcze liczne dalsze elektrody przykladowo elektroda 14.Kolowy wibrator grubosciowy majacy na powierzchniach czolowych elektrody 12 i 13, które maja ksztalt podobny do kotwic przedstawia fig. 11 w tym wykonaniu, skuteczna powierzchnia elektrod 0 jest prawie kolowa, ten ksztalt elektrod ma te zalete, ze styki elektryczne naniesione sa w bardzo prosty sposób, z kazda powierzchnia czolowa stykaja sie bowiem trzy sprezyny stykowe wzajemnie przesuniete katowe o 120° a dzieki temu specjalnemu ksztaltowi elektrod podczas wibracji w kazdym przypadku co najmniej jedna z tych sprezyn stykowych tworzy styk z odpowiednia elektroda, natomiast wibrator zacisniety jest w bardzo korzystny sposób. PL