專利名稱：曲線條型壓電振子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于聲學(xué)與電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)電轉(zhuǎn)換器件的壓電振子。
目前壓電振子均以壓電材料與壓電材料或以壓電材料與非壓電材料形成一定結(jié)構(gòu)作為機(jī)電轉(zhuǎn)換器件與儀器的核心。為實現(xiàn)低頻、寬頻帶情況下的高機(jī)電轉(zhuǎn)換，多采用其工作在其本身固定頻率附近。一般地講，振子的設(shè)計頻率越低，其體積越大。由于壓電材料本身加工上的困難，通常采用的長度、厚度、板的彎曲等振動方式，為實現(xiàn)低頻、寬頻帶情況下的高機(jī)電轉(zhuǎn)換都會造成振子的尺度大、質(zhì)量大。當(dāng)前雙疊片彎曲振動式振子較其它振子最具小尺度特征，然而，自1931年問世以來(見C.B.Sawyer.“The use of rochelle salt crystals for electrical reproducesand microphones”Proc.R.E.Vol19，no.11，vol.1931.pp.2020-2029)，雙疊片振子的形狀一直保持了直線特征，即它的中心線為一直線，這種形狀導(dǎo)致了當(dāng)設(shè)計頻率降低時，雙疊片長度迅速增加；并因雙疊片為彎曲振動方式，導(dǎo)致振子的靈敏度比扭動振動方式下的低。
本實用新型的目的是提供一種新型壓電振子，進(jìn)一步降低壓電振子的幾何尺度和質(zhì)量，并提高振子的靈敏度和機(jī)電轉(zhuǎn)換效率。
本實用新型將壓電材料與壓電材料或以壓電材料與非壓電材料的復(fù)合條，按一定空間曲線在空間盤旋。壓電材料或復(fù)合壓電材料可連續(xù)或斷續(xù)分布在此空間曲線上。形狀可為盤簧、塔簧或直升簧。壓電材料沿曲線方向或垂直于曲線方向極化。壓電材料可多層復(fù)合或多電極復(fù)合。
本實用新型由于采用曲線條型壓電振子，在保持低共振頻屬性的同時，曲線盤旋特性大幅度地減小壓電振子的空間占寬，在具有同樣低頻和帶寬的情況下，振子線度更低，質(zhì)量更小。又因曲線型壓電振子既有彎矩，又有扭矩。在彎曲振動模式下彎矩所帶來的壓電效應(yīng)或扭轉(zhuǎn)振動模式下扭矩帶來的壓電效應(yīng)使得振子的機(jī)電轉(zhuǎn)換效率提高。


圖1盤簧結(jié)構(gòu)示意圖1--盤簧中心 2--盤簧端點實施例寬2.4mm，厚0.2mm的壓電陶瓷和相同寬厚的黃銅兩層材料復(fù)合，制成盤簧形狀，在極坐標(biāo)下，其中心線符合方程r＝kθ，其中k＝16.2/(8∏)(mm)，θ從0到8∏取值，測試結(jié)果振動基頻42Hz，在加電壓15V時，中心固定另一端振動位移大于1.5mm。
權(quán)利要求1.一種曲線條型壓電振子，由壓電材料條或復(fù)合壓電材料條構(gòu)成，其特征在于壓電材料條或復(fù)合壓電材料條設(shè)置在一空間曲線上。
2.如權(quán)利要求1所述的曲線條型壓電振子，其特征在于壓電材料條或復(fù)合壓電材料條的設(shè)置是連續(xù)的。
3.如權(quán)利要求1所述的曲線條型壓電振子，其特征在于壓電材料條或復(fù)合壓電材料條的設(shè)置是斷續(xù)的。
4.如權(quán)利要求1所述的曲線條型壓電振子，其特征在于壓電材料條或復(fù)合壓電材料條呈盤簧型。
5.如權(quán)利要求1所述的曲線條型壓電振子，其特征在于壓電材料條或復(fù)合壓電材料條呈塔簧型。
6.如權(quán)利要求1所述的曲線條型壓電振子，其特征在于壓電材料條或復(fù)合壓電材料條呈直升簧型。
7.如權(quán)利要求1所述的曲線條型壓電振子，其特征在于壓電材料沿曲線方向極化。
8.如權(quán)利要求1所述的曲線條型壓電振子，其特征在于壓電材料沿垂直于曲線方向極化。
9.如權(quán)利要求1所述的曲線條型壓電振子，其特征在于復(fù)合壓電材料條多層復(fù)合。
10.如權(quán)利要求1所述的曲線條型壓電振子，其特征在于復(fù)合壓電材料條多電極復(fù)合。
專利摘要本實用新型提供一種新型的壓電振子,由壓電材料條或復(fù)合壓電材料條構(gòu)成,改進(jìn)傳統(tǒng)的直線型雙疊片模式,壓電材料條或復(fù)合壓電材料條分布在一空間曲線上,可呈盤簧型,塔簧型或直升簧型。因曲線盤旋特性大幅度地減小壓電振子的空間占寬,在具有同樣低頻和帶寬的情況下,振子線度更低,質(zhì)量更小。并因曲線型壓電振子彎矩所帶來的壓電效應(yīng)或扭矩帶來的壓電效應(yīng)使得振子的機(jī)電轉(zhuǎn)換效率提高。
文檔編號H04R17/00GK2369412SQ9722144
公開日2000年3月15日 申請日期1997年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月4日
發(fā)明者焦秉立, 張金鐸 申請人:焦秉立, 張金鐸