SU898444A1 - Пьезоэлектрический сумматор - Google Patents

Пьезоэлектрический сумматор Download PDF

Info

Publication number
SU898444A1
SU898444A1 SU802851245A SU2851245A SU898444A1 SU 898444 A1 SU898444 A1 SU 898444A1 SU 802851245 A SU802851245 A SU 802851245A SU 2851245 A SU2851245 A SU 2851245A SU 898444 A1 SU898444 A1 SU 898444A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
piezoelectric
electrodes
adder
faces
Prior art date
Application number
SU802851245A
Other languages
English (en)
Inventor
Мурад Салман Касимзаде
Рафаил Григорьевич Джагупов
Рафик Фейзи Халилов
Рустам Энверович Керимов
Original Assignee
Азербайджанский Научно-Исследовательский Институт Энергетики Им.И.Г.Есьмана
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Азербайджанский Научно-Исследовательский Институт Энергетики Им.И.Г.Есьмана filed Critical Азербайджанский Научно-Исследовательский Институт Энергетики Им.И.Г.Есьмана
Priority to SU802851245A priority Critical patent/SU898444A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU898444A1 publication Critical patent/SU898444A1/ru

Links

Landscapes

  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)

Description

t
Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве сумматора скал рных и векторных электрических величин в широком диапазоне частот, а также как элемент аналоговых вычислительных систем в автоматизированных системах управлени  промышленными объектами.
Известны пьезоэлектрические сумматоры переменного электрического напр жени , содержащие монолитную или составную (клееную) керамическую основу. Конструктивно пьезоэлектрические сумматоры выполн ютс  в виде диска, бруска, цилиндра и другой формы, на гран х или торцах которых попарно размещены входные и выходные электроды. При приложении синусоидального электрического напр жени  к входным электродам за счет обратного пьезозффекта возникают бегущие волны смещени , деформации в количестве, соответствующем числу входных электродов. Если возбуждение колебаний происходит на линейном участке характеристики пьезоэлемента , то получим сложение потоков энергии в каждой точке возбуждаемого объекта. Выходной электрический сигнал из объема сумматора выводитс  с помощью выходного электрода, на котором за счет пр мого пьезоэффекта индуцируетс  за10 ред, пропорциональный суммарному значению механического напр жени , действующего в области расположени  электрода tO15

Claims (3)

  1. Однако, несмотр  на высокую точ-. ность суммировани , помехоустойчивость и широкий диапазон рабочих частот, пьезоэлектрические сумматоры не осуществл ют пространствен2Q ного (геометрического) сложени  взаимноортогональных электрических величин, а лишь производ т их алгебраическое суммирование. 3 Известен также пьезоэлектрический сумматор, состо щий из трех мехаш чески жестко соединенных между собой пьезоэлементов в виде трехслойной пластины, котора  одним концом жестко закреплена в корпусе. Свободный конец пластины механически соединен с блоком регистрации де формаций, в качестве которого могут примен тьс , например, тензорезисторы , фоторезисторы и другие элементы , Кадцый слой пластины содержит попарно расположенные входные электроды, которые соединены с соответствующими источниками входных электрических сигналов. При подаче суммируемых напр жений на соответствующие пьезоэлементы происходит линейна  деформаци  из пьез элементов. В результате этого пласт на прогибаетс , величина и направле ние прогиба регистрируютс  блоком р гистрации деформаций и преобразуютс  8 выходной электрический сигнал 2 . Однако и этот пьезосумматор не позвол ет геометрически суммироват электрические напр жени . К тому. же, устройство отличаетс  сложност наличием дополнительного блока регистрации . Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности  вл етс  устройство, в котором пьезоэлемент выполнен в виде куба, на гран х У и Z которого размещены попарно входные электроды, а на третьей па ре граней - выходные. На электроды расположенные по ос м У и Z, подаютс  суммируемые напр жени , под действием которых за счет обратного пьезоэффекта возникают упругие колебани . В результате их вза модействи  в объеме куба возникают деформации и с выходных электродов за счет пр мого пьезоэффект снимаетс  напр жение, амплитуда и частота которого соответственно равны сумме амплитуд и частот вход ных напр жений. Данный сумматор позвол ет геометрически суммироват электрические напр жени  Г 3 . Однако этот пьезоэлектрический сумматор осуществл ет геометрическое суммирование лишь двух электри ческих напр жений и притом только в одной плоскости. Этот сумматор не осуществл ет геометрического су мировани  электрических напр жений, расположенных в трех взаимно перпендикул рных плоскост х, т.е. не определ ет модуль вектора напр жени  в пространстве. Цель изобретени  - расширение класса решаемых задач. Указанна  цель достигаетс  тем, что в пьезоэлектрическом сумматоре, выполненном в виде многограньшка из пьезоэлектрического материала, три смежные грани которого имеют форму квадрата, и на двух из них размещены первые электроды двух пар входных электродов, три другие грани многогранника выполнены в виде пр моугольных равнобедренных треугольников , примыкающих катетами к сторонам граней, имеющих форму квадрата , плоскость, ограниченна  гипотенузами пр моугольных равнобедренных треугольников, образует седьмую грань многогранника, на которой размещен выходной электрод, на третьей грани многогранника, имеющей форму квадрата и, противоположной ей грани, выполненной в виде пр моугольного равнобедренного треугольника , размещена пара дополнительных входных электродов, .причем вторые электроды двух пар входных электродов размещены на гран х, выполненных в виде пр моугольного равнобедренного треугольника, противоположных гран м, имеющим форму квадрата. На фиг. 1 изображена конструкци  пьезоэлектрического сумматора} на фиг. 2 - амплитудные характеристики пьезоэлектрического сумматора; Пьезоэлектрический сумматор состоит из пьезоэлемента 1, выполненного в виде MHororpaHifflKa, например , из материала цирконататитаната свинца, на гран х которого одним из известных способов, например металлизацией, нанесены попарно три пары входных электродов 2-4. Выходной электрод 5 размещен на плоскости, например, проход щей через диагонали трех смежных граней многогранника. Сумматор работает следующим образом . На входные электроды 2-4 пьезосумматора соответственно подаютс  входные напр жени , сдвинутые в пространстве между собой на 90 , За счет обратного пьезоэффекта пьеэоэлемент 1 возбуждаетс , и это вызы вает пространственную деформацию. На выходном электроде 5 за счет пр мого пьезоэффекта генерирует напр  жение, пропорциональное геометрической сумме трех ортогональных входных напр жений. Работу сумматора можно описать следующим выражением: БЫХ- К О(,А(К jU), где и. ,и,,и - соответственно вход ные напр жени ; и - суммарное выходное Вых напр жение, пропорци ональное модулю век тора напр жени j к ,к ,к - соответственно коэффициенты трансформации по входным каналам , определ ющие св зь по напр жению между выходом и каждым из входов. Величины коэффициентов определ ютс  геометрией электродов, отношени ми площадей вход.шгх и выходного электрода, параметрами материала пьезоэлемента. Размещение на третьей паре граней пьезосумматора дополнительной пары входных электродов позвол ет подавать на входные электроды три взаимноперпендикул рных электрических сигнала, а размещение выходного электрода на плоскости, проход щей через диагонали трех смежных граней пьезоэлемента, позвол ет обе печить равенство коэффициентов тран |формации по трем входным каналам, завис щего от соотношени  площадей (входных и выходных электродов при геометрическом суммировании трех ,входных напр жений в пространстве. На фиг. 2 представлены экспериментальные кривые амплитудных харак теристик сумматора с сечением, проход щим через диагонали трех смежных граней куба. Кривые 6-8 характеризуют работу сумматора при подаче сигнала отдель но на каждый вход. Крива  9 - при подаче сигнала одновременно на три входа. Здесь же пунктиром показана крива , построенна  на основе расче ных данных. Характеристики предложенного пьезосумматора (см. фиг. 2 4А линейны (с неравномерностью не более +0,11) в диапазоне входных напр жений 20-100 В. Таким образом, в предложенном сумматоре значительно расшир етс  класс решаемых задач, т.е. обеспечиваетс  геометрическое суммирование трех ортогональных напр жений, следовательно , определение модул  вектора напр жени  в широком диапазоне частот. Устройство сохран ет высокую точность, стабильность, помехоустойчивость, малые габариты и высокую надежность, Кроме того, оно позвол ет подавать на вход большие напр жени  (до дес тков кв) и перекрывать широкий динамический диапазон. При этом минимальное значение входного сигнала составл ет величину 10 В/мм. Создание таких сумматоров позвол ет , в частности, разработать трехкоординатный измеритель напр женности переменного электрического пол . Формула изобретени  Пьезоэлектрический сумматор, выполненный в виде многогранника из пьезоэлектрического материала, три смежные грани которого имеют форму квадрата , и на двух из них размещены первые электроды двух пар входных электродов, отличающийс   тем, что, с целью расширени  класса решаемых задач, три другие грани многогранника выполнены в виде пр моугольных равнобедренных треугольников , примыкающих катетами к сторонам граней, имеющих форму квадрата, плоскость, ограниченна  гипотенузами пр моугольных равнобедренных треугольников, образует седьмую грань многогранника, на которой размещен выходной электрод, на третьей грани многогранника, имеющей форму квадрата, и противоположной ей грани , выполненной в виде пр моугольного равнобедренного треугольника, размещена пара дополнительных входных электродов, причем вторые электроды двух пар входных электродов размещены на гран х, выполненных в виде пр моугольного равнобедренного треугольника, противоположных гран м, имеющим форму квадрата. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I. Плужников В.М., Семенов B.C. Пьеэокерамические твердые схемы М., Энерги , 1971. 89 84448
  2. 2.Авторское свидетельства СССР № 413492, кл. G 06 G 7/14, 1974.
  3. 3.Авторское свидетельство СССР № 256829, кл. G 06 G 7/14, 1968 5 (прототип).
SU802851245A 1980-02-22 1980-02-22 Пьезоэлектрический сумматор SU898444A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802851245A SU898444A1 (ru) 1980-02-22 1980-02-22 Пьезоэлектрический сумматор

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802851245A SU898444A1 (ru) 1980-02-22 1980-02-22 Пьезоэлектрический сумматор

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU898444A1 true SU898444A1 (ru) 1982-01-15

Family

ID=20864268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802851245A SU898444A1 (ru) 1980-02-22 1980-02-22 Пьезоэлектрический сумматор

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU898444A1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Campbell et al. A method for estimating optimal crystal cuts and propagation directions for excitation of piezoelectric surface waves
Heyliger et al. Coupled discrete‐layer finite elements for laminated piezoelectric platess
JP3256346B2 (ja) 圧電素子を用いた力・加速度・磁気のセンサ
Cao et al. Excitation and manipulation of guided shear-horizontal plane wave using elastic metasurfaces
SU898444A1 (ru) Пьезоэлектрический сумматор
US6603242B2 (en) Piezoelectric transducer apparatus having independent gain and phase characteristics functions of the fourth-order partial differential equations
US4462257A (en) Strain sensitive ultrasonic surface wave detector
Cheng Multiple scattering of elastic waves by parallel cylinders
Jones et al. Cantilever plate deformation monitoring using wavelength division multiplexed fiber Bragg grating sensors
SU957223A1 (ru) Пьезоэлектрический сумматор
Fujimoto et al. Stress intensity factor measurement of cracks using a piezoelectric element
Kagawa et al. Three-dimensional finite-element simulation of a piezoelectric vibrator under gyration
US7015625B2 (en) Piezoelectric devices
Noorbehesht et al. Spatial response of arbitrarily electroded piezoelectric plates by plane-wave decomposition
Nikolaevtsev et al. Efficiency of Lamb wave excitation by wedge-shaped ultrasonic transducer
Huang Theoretical and experimental vibration analysis for a piezoceramic disk partially covered with electrodes
Ballandras et al. Theoretical analysis of micro-machined ultrasonic transducer using a simple 1-D model
Miao et al. Metasubstrate-based SH guided wave piezoelectric transducer for unidirectional beam deflection without time delay
Soderkvist Piezoelectric beams and angular rate sensors
Lv et al. Analytical modeling for the grating eddy current displacement sensors
SU800673A1 (ru) Компонентный пьезоэлектрическийдАТчиК
Aronov et al. Methods of Experimental Investigation of Acoustical Interactions between Electroacoustical Transducers in Arrays
SU928375A1 (ru) Устройство дл моделировани волоскового механорецептора
SU725031A1 (ru) Устройство дл измерени местоположени пучков зар женных частиц
Murphy Comparison of Methods of Farfield Prediction