SU613526A1 - Пъезоэлектрический приемник звукового давлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области пьезоэлектрической техники, в частности « технике измерени  и регистрации звукового давлени  на основе пьезоэффекта, и может использоватьс  при проектировании пьезоэлектрических приемников звукового давлени .

Известные приемники имеют характерную дл  них предельную чувствительность на заданной резонансной частоте. Это объ сн етс  тем, что чувствительность по давлению на частоте механического резонанса мембраны пропорциональна отношению пьезомод л  к диэлектрической проницаемости, площади мембраны и механической добротности и обратно пропорциональна толщине пьезоэлемента , а частота механического резонанса пропорциональна толщине пьезоэлемента и обратно пропорциональна площади мембраны. Добротность мембраны задаетс  требовани ми на частотную полосу пропускани  приемника . Поэтому никакими изменени ми соотношени  размеров мембраны нельз  выиграть в резонансной частоте, не потер в в чувствительности , и наоборот.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  пьезоэлектрический приемник звукового давлени  2, содержащий закрепленную в корпусе пьезоэлектрическую мембрану, состо щую из двух механически соединенных между собой пьезоэлектрических пластин с антипараллельной пол ризацией и электродами, нанесенными на торцы пластин перпендикул рно к направлению пол ризации.

Недостатком известного устройства  вл ютс  потери полезной энергии на сдвиговых деформаци х в пьезоэлементе, что уменьшает чувствительность устройства. Цель изобретени  - повышение чувствительности приемника.

Цель достигаетс  тем, что пьезоэлектрические пластины размещены с зазором, заполненным слабоупругим материалом.

На чертеже показан пьезоэлектрический

приемник.

В диэлектрическом корпусе 1, например из карболита, закреплена посредством упругих, например металлических, опор 2 н 3 пр моугольна  мембрана, состо ща  из верхней 4

и нижней 5 пластин. Последние в свою очередь соединены между собой по кра м при помощи опор 2 и 3, а в центре - штифтом 6, например, из карболита. На торцы пластин мембраны нанесены токопровод щие электро .

Ды 7-10, попарно соединенные между собой. Зазор между пластинами мембраны заполнен слабоупругим материалом, например поролоном И. Кра ми других противоположных сторон мембрана оперта на корпус. Верхн   и

Claims (1)

1. нижн   пластины мембраны выполнены из керамики, например ЦТС-19, и пол ризованы антипараллельно друг другу. Благодар  тому, что мембрана экранирована с одной стороны корпусом 1 от акустического воздействи , верхн   пластина 4 пьезоэлектрической мембраны прогибаетс  и смещение передаетс  на пластину 5 через штифт 6, при этом в пластинах 4 и 5 возникают механические напр жени  разного знака, вызывающие электрические сигналы соответственно одинаковых знаков на электродах 7, 8 и 9, 10 благодар  антипараллельной пол ризации последних. Так как колебани  происход т на резонансной частоте мембраны, добротность которой обусловлена материалом, заполн ющим зазор, деформаци  пластин 4 и 5 мембраны в основно.м определ етс  запасенной реактивной механической энергией, т. е. соответствует свободным механическим колебани м пьезоэлектрической мембраны. В этом случае дл  определени  деформации сдвига т применима формула Журавского Q-.: 1.-Ь где Q - перерезывающа  сила; статический момент инерции сечени , равный произведеиию площади сечени  пьезоэлемента на рассто ние между центрами его пластин; 1х - момент инерции цьезоэлемента; b - щирина пьезоэлемента. В частном случае, когда зазор между пластинами 5 и 4 равен их толщине, деформаци  сдвига уменьщаетс  более, чем в 1,6 раза, что приводит к увеличению чувствительности на той же резонансной частоте мембраны также в 1,6 раза. Кроме того, устранение склейки пластин пьезоэлемента уменьщает потери на трение из-за деформации сдвига, наблюдающихс  между склеенными пластинами. Если на добротность не наложено ограничение сверху, как это обычно бывает при задании полосы пропускани , то подобное выполнение мембраны позвол ет существенно увеличить добротность, а следовательно, и чувствительность на резонансе. Электроды 7, 8 могут быть соединены непосредственно с опорой 2, а электроды 9, 10 - с опорой 3. Формула изобретени  Пьезоэлектрический приемник звукового давлени , содержащий закрепленную в корпусе пьезоэлектрическую мембрану, состо щую из двух механически соединенных Между собой пьезоэлектрических нластин с антипараллельной пол ризацией и электродами, нанесенными на торцы пластин перпендикул рно к направлению пол ризации, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  чувствительности , пьезоэлектрические пластины размещены с зазором, заполненным слабоупругим материалом. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Скучик Е. Основы акустики. Ч. I. М., «Иностранна  литература, 1958. 2 Авторское свидетельство СССР №362514, кл. И 04R 17/02, 1970.

   ff

   9 3