SU772610A1 - Пьезоэлектрический преобразователь - Google Patents

Description

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в электромеханических преобразователях систем автоматического управления. 5

Известны пьезоэлектрические преобразователя, в которых заделка биморфной пластины осуществляется на клею Щ. ’ ₁₀

Однако такой тип заделок не регу- *^и лируется и не позволяет тем самым изменять характеристики преобразователя в процессе работы.

Известен также пьезоэлектрический преобразователь, содержащий консоль- 15 но закрепленную в корпусе биморфную пластину [2] .

Недостаток этого устройства состоит в невозможности регулирования динамических характеристик преобразо- 20 вателя, например резонансной частоты.

. Целью изобретения является обеспечение возможности регулирования ди’на- . мических характеристик преобразователя . 25

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь снабжен, по крайней мере, одним пьезоэлектрическим элементом, расположенным в месте крепления биморфной пластины в корпусе', 30 выводы которого подключены к источнику электрического напряжения.

На фиг. 1 приведены схемы известного и предлагаемого преобразователей, на фиг. 2 - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) опытного образца предлагаемого преобразователя.

В предлагаемом пьезоэлектрическом преобразователе (фиг.1) между биморфной пластиной 1 и корпусом 2 с одной стороны (или с двух сторон) располагается пьезоэлектрический элемент 3, имеющий такое направление поляризации, что при подаче на него электрического сигнала (электрического напряжения) от источника питания 4 элемент стремится увеличить свой размер по оси Х-Х и тем самым увеличивает усилие зажатия пластин. АЧХ консольно закрепленной биморфной пластины зависит, в частности, от свойств заделки (от жесткости крепежного элемента). При увеличении усилия зажатия пластины растет жесткость заделки и изменяется АЧХ преобразователя. Таким образом, подавая электрический сигнал на пьезоэлектрический элемент 3, можно изменять динамические характеристики преобразователя.

На фиг. 2 представлена АЧХ опыт ного образца предлагаемого преобразователя, представляющего две склеенные эпоксидным клеем равные пластины и имеющего следующие параметры, выступающая часть биморфной пластины j

60x10x1,1 (мм*), глубина заделки пластины 10 мм, пьезоэлектрический крепежный элемент - прокладки с двух сторон, каждая из которых еостоит из 3-х дисков. Диаметр диска 15 мм, толщина 1 мм. Материал элементов пластины пьезокерамика ЦТБС-3, прокладок пьеэокерамика ЦТС-19.

Усилие зажатия регулируется напряжением U_Mr. При =0 усилие зажатия равно нулю (кривая 1), при 41 =200 В усилие зажатия наибольшее (кривая 11). На элементы биморфной пластины подается электрический синусоидальный сигнал U с постоянной амплитудой 200 В. Замеряется перемещение свободного кон-20 ца пластины. ’·

Как видно из графиков, при изменении усилия зажатия полоса пропускания пьезоэлектрического преобразователя увеличивается на величину за- 25 штрихованной области. В то же время нецелесообразно закреплять биморфную пластину с тем же усилием механическим или каким-либо другим нерегулируемым образом, так как в этом случае получаем на АЧХ лишь кривую I Г и теряем область между кривыми 1 и !1.

Применение изобретения дает возможность создать на летательных аппаратах приборы и устройства, обладающие лучшими динамическими свойствами, позволяет уменьшить мощность, вес и габариты электронной аппаратуры.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано в электромеханических преобразовател х систем автоматического управлеНИН . Известны пьезоэлектрические преобразователи , в которых заделка биморфной пластины осуществл етс  на клею Однако такой тип заделок не регулируетс  и не позвол ет тем самым измен ть характеристики преобразовател  в процессе работы. Известен также пьезоэлектрический преобразователь, содержащий ко нсольно закрепленную в корпусе биморфную пластину 21 . Недостаток этого устройства состоит в невозможности регулировани  динамических характеристик преобразовател , например резонансной частоты . Целью изобретени   вл етс  обеспечение возможности регулировани  динамических характеристик преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем что преобразователь снабжен, по крайней мере, одним пьезоэлектрическим элементом, расположенным в месте креп лени  биморфной пластины в корпусе , выводы которого подключены к источнику электрического напр жени . На фиг. 1 приведены схемы известного и предлагаемого преобразователей, на фиг. 2 - амплитудно-частотна  характеристика (АЧХ) опытного образца предлагаемого преобразовател . В предлагаемом пьезоэлектрическом преобразователе (фиг.1) между биморфной пластиной 1 и корпусом 2 с одной стороны (или с двух сторон) располагаетс  пьезоэлектрический элемент 3, имек ций такое направление пол ризации, что при подаче на него электрического сигнала (электрического напр жени ) от источника питани  4 элемент стремитс  увеличить свой размер по оси Х-Х и тем самым увеличивает усилие зажати  пластин. АЧХ консольно закрепленной биморфной пластины зависит, в частности, от свойств заделки (от жесткости крепежного элемента). При увеличении усили  зажати  пластины растет жесткость заделки и измен етс  АЧХ преобразовател . Таким образон , подава  электрический сигнал на пьезоэлектрический элемент 3, можно измен ть динамические характеристики преобразовател . На фиг. 2 представлена АЧХ опыт ного образца предлагаемого преобразовател , представл ющего две склеенные эпоксидным клеем равные пластины и имеющего следующие параметры, высту пающа  часть диморфной пластины 60x10x1,1 (мм), глубина заделки плас тины 10 мм, пьезоэлектрический крепежный элемент - прокладки с двух сторон, кгикда  из которых состоит из 3-х дисков. Диаметр диска 15 мм, толщина 1 мм. Материал элементов пластины пьезокерамика ЦТБС-3, прокл адок пьезокерамика ЦТС-19. Усилие зажати  регулируетс  напр жением ,. При Up 0 усилие зажати  равно нулю (крива  1), при U 200 В усилие зажати  наибольшее (крива  П На элементы биморфной пластины подает с  электрический синусоидальный сигHcui и с посто нной амплитудой 200 В Замер етс  перемещение свободного кон ца пластины. Как видно из графиков, при изменении усили  зажати  полоса пропускани  пьезоэлектрического преобразовател  увеличиваетс  на величину заштрихованной области. В то же врем  нецелесообразно закрепл ть биморфную пластину с тем же усилием механическим или каким-либо другим нерегулируемым образом, так как в этом случае получаем на АЧХ л°ш ь кривую i Г и те-р ем область между кривыми 1 и П. Применение изобретени  дает возможность создать на летательных аппаратах приборы и устройства, обладающие лyчши m динамическими свойствами , позвол ет уменьшить мс цность, вес и габариты электронной аппаратуры . Формула изобретени  Пьезоэлектрический преобразователь, содержащий консольно закрепленную в корпусе биморфную пластину, о т лэичающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности регулировани  динамических характеристик преобразовател , он снабжен, по крайней мере, одним пьезоэлектрическим элементом, расположенным в месте креплени  биморфной пластины в корпусе , выводы которого подключены к источнику электрического напр жени . Источники- информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Джагунов Р.Г. и др. Пьезоэлектрический вольтметр. - Приборостроение , 1966, № 1, с. 38-46. .
2. 2.За вка Франции 2175842, кл. Н 01 L 41/00, 1973 (прототип).

   2