SU293280A1 - ВСЕСОЮЗНАЯ [ПАТ?еТНО-ТЕХК??'^^П1Дь - Google Patents

Description

Изобретение может быть использовано в микрофонах, телефонах, громкоговорител х и т. д.

Известны емкостные нреобразователи с внутренней нол ризацией, состо щне из кориуса , неподвижного электрода с ирофилированной формой поверхности, нат нутой диафрагмы и верхией прижимной провод щей нерфорированной крышки. Диафрагма преобразователей состоит из нескольких слоев предварительно пол ризованной тонкой полимерной диэлектрической нленки. Предварительна  электростатическа  пол ризаци  делает диэлектрическую полимерную илеику электретом, что исключает необходимость ириложени  внешнего нол ризуюи.1его наир жени . Соирикасающнес  иоверхности цеитральных слоев диафрагмы металлнзируютс , и слой металлизации служит иодвиж1И51м электродом.

С целью повышени  чувствительности преобразовател , увеличени  его статической емкости, расширени  частотного диапазона и улучшени  стабильности характеристик в предлагаемом преобразователе между подвнжиым и неподвижным электродами иомеш ,еи заиол ризованиый слой иьезоэлектрнка, сцеиленный с иоверхностью неподвижного Электрода, а подвижный электрод, касающийс  сло  ньезоэлектрика, выполиен о виде металлнзироваиного сло  на полимерной пленке .

Иа фиг. 1 представлен нредлагаемый нреобразователь; на фнг. 2 - взаимиое расиоложеине огдельиых комиоиентов части llpнe iиого элемента преобразовател .

Преобразовате.ль состоит из корпуса 1, пзолирующсй втулки 2: запрессованной илп вклеенной в корпус неподвижного электрода 3, сло  гн езоэлектрпка 4, одна поверхность которого сцеплена с поверхностью основного неподвижного элекгрода, а втора  сторона профилирована, канала 5 компенсации внешнего ат.мосферного давлени , мембраиы 6, нат нутой с помощью прижимного кольца 7, и 8. Диафрагма В1 11юлиеиа из TOHKOII металлической фольги (2-5 мк) или из иолимериойметаллизированнойиленки

(10-50 л//ч). Мала  ,ина подвижной диафрагмы дает умеиьшеииое значение ее поверхностной плотности, что приводит к уиеличеиию резонансной частоты преобразовател .

Слой пьезоэлектрика нанесен на поверхность основного электрода (толнипк сло  пор дка 0,5-1 мм) из известных сиособов . Пижн   поверхность сло  сцеплена с поверхностью неподвижного электрода, а верхн   часть сло  нмеет шероховатую поверхность с классом чистоты 2-4. Таким образом.

на верхней поверхности сло  образуютс  внадины и выступы 9, высота неровностей распределена статически. Предварительна  электростатическа  пол ризаци  сло , сцепленного с поверхностью неподвижного электрода, создает разность потенциалов остаточной нол ризации между основным ненодвнжпым электродом и верхней новерхностыо сло . Например , дл  титаната бари  эта разность потенциалов приблнзительно равна 5000- 10000 на единицу толщины сло , в то врем  как дл  тнинчных электретных материалов - 900 ejcM. Следовательно, даже тонкне слои пол ризованного ньезоэлектрика дают высокое пол ризующее напр жение, которое не зависит от времени и атмосферных условнй . Поскольку чувствительность нреобразовател  нропорцнональиа пол рнзующему напр женню , то така  конструкци  нреобразовател  обеспечивает новыщенную чувствительность и стабильность характеристик.

В том случае, если в качестве мембраны примен етс  металлизированна  полнмерна  пленка, последн   расположена металлнзнрозанным слоем (подвижный электрод 10} к профилированной поверхности сло  таким образом , что касаетс  выступов. Аналогичпо расположенне н металлической фольги-днафрагмы . Размеры воздунлных полостей 11 между диафрагмой и поверхностью сло  онредел ют акустический импеданс, а следовательно , верхнюю граничную частоту и чувС1вительность иреобразовател . В данной конструкции можно мен ть акустический импеданс , измен   масщтаб щероховатости.

В предлагаемой конструкции материал, нат жение и размеры мембраны не влн ют на величину внутренней пол ризации, поэтому мембрана может быть достаточно тонкой с малой поверхностной плотностью, что увеличивает верхнюю граничную частоту нреобразовател . Если подвижна  мембрана выполнена из полимерной металлизированной пленки, то слой нолимера 12 служит также защитой подмембранного объема от воздействи  окружающей среды (влаги, пыли и т. д.),

в этом случае расщирен диапазон примен емых материалов, поскольку отпадает требование электретных свойств мембраны.

В силу высокой диэлектрической ироницаемоети пьезоэлектрического сло  ститическа  емкость преобразовател  зависит, в основном, только от Д1асштаба щероховатости на новерхности этого сло  и нрактически не зависит от толщины сло . Если толщина сло  не

более, чем в сто раз превыщает масщтаб щероховатости , то обеспечиваетс  высока  собственна  емкость нреобразовател , а значительна  толщина сло  4 (0,5-2 мм) дает больщое внутреннее пол ризующее нанр жепие (250-1000 в).

Преобразователь работает следующнм образом .

При воздействии давлени  на мембрану последн   прогибаетс  в воздушной полости

пьезоэлектрического сло , при этом измен етс  рассто ние мелсду нодвижным электродом к новерхност ми воздущной полостн, что нриводит к изменению емкости между подвижным и неподвижным электродамн.

Далее преобразование в электрический сигнал происходит известным способом, за исключением заннтки преобразовател  посто нным пол ризующим папр жением.

Предмет изобретени 

Емкостный нреобразователь с внутренней нол ризацией, состо щий из корпуса, ненодвижного и подвнжиого электрода и прнжимного кольца, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  чувствительностн нреобразовател , увеличени  его статической емкости, расширени  частотного диапазона и улучщенн 

стабильности характеристик, между подвижпым и иеподвнжным электродами помещен запол ризованный слой ньезоэлектрпка, сцепленный с новерхностью неподвижного электрода , а подвижный электрод, касаюн1,ийс 

сло  пьезоэлектрика, выиолиен в виде металлизированного сло  на полнмерной пленке.