RU2811499C1 - Piezoelectric actuator - Google Patents
Piezoelectric actuator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811499C1 RU2811499C1 RU2023114457A RU2023114457A RU2811499C1 RU 2811499 C1 RU2811499 C1 RU 2811499C1 RU 2023114457 A RU2023114457 A RU 2023114457A RU 2023114457 A RU2023114457 A RU 2023114457A RU 2811499 C1 RU2811499 C1 RU 2811499C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piezoelectric
- piezoelectric actuator
- electrodes
- conductive line
- actuator according
- Prior art date
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 32
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам на основе пьезоматериалов, а именно к пьезоэлектрическим актюаторам осевых и\или угловых перемещений и предназначено для использования в микромеханике, управляемой оптике, сенсорной технике, акустике, в частности, при изготовлении пьезоэлектрических акустических элементов мембранного типа, виброгасителей. The invention relates to devices based on piezomaterials, namely to piezoelectric actuators of axial and/or angular movements and is intended for use in micromechanics, controlled optics, sensor technology, acoustics, in particular, in the manufacture of membrane-type piezoelectric acoustic elements and vibration dampers.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является пьезоэлектрический актюатор, включающий в себя поляризованный по толщине пьезоэлектрический слой, на обеих «нижней» и «верхней» частях поверхности которого установлена двухпроводная токопроводящая линия в виде двух электродных ленточных покрытий (патент RU №1159154 от 30.05.1985г.). Данное устройство принято за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of the set of characteristics is a piezoelectric actuator, which includes a piezoelectric layer polarized in thickness, on both “lower” and “upper” parts of the surface of which a two-wire conductive line is installed in the form of two electrode tape coatings (RU patent No. 1159154 dated May 30, 1985). This device is accepted as a prototype.
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является малая эффективность - отношение величины (амплитуды) осевых перемещений рабочих участков поверхности пьезоэлектрического актюатора к значениям приложенного управляющего напряжения вследствие малости деформационных пьезомодулей материала (керамики) пьезоэлектрического слоя.The disadvantage of the known device, adopted as a prototype, is low efficiency - the ratio of the magnitude (amplitude) of axial movements of the working areas of the surface of the piezoelectric actuator to the values of the applied control voltage due to the smallness of the deformation piezomoduli of the material (ceramics) of the piezoelectric layer.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, - пьезоэлектрический слой, двухпроводная токопроводящая линия в виде двух электродов.The features of the prototype, which coincide with the essential features of the claimed invention, are a piezoelectric layer, a two-wire conductive line in the form of two electrodes.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание пьезоэлектрического актюатора с повышенной эффективностью.The problem to be solved by the invention is the creation of a piezoelectric actuator with increased efficiency.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известном пьезоэлектрическом актюаторе, включающем в себя пьезоэлектрический слой, двухпроводную токопроводящую линию в виде двух электродов, согласно изобретению двухпроводная токопроводящая линия расположена внутри пьезоэлектрического слоя и выполнена в виде одной или нескольких двойных спиралей электродов.The problem was solved due to the fact that in the known piezoelectric actuator, which includes a piezoelectric layer, a two-wire current-conducting line in the form of two electrodes, according to the invention, the two-wire current-carrying line is located inside the piezoelectric layer and is made in the form of one or more double spirals of electrodes.
Пьезоэлектрический слой может быть выполнен в виде пластины эллиптической, в частности, круговой формы, при этом двухпроводная токопроводящая линия выполнена в виде плоской эллиптической или круговой двойной спирали электродов соответственно.The piezoelectric layer can be made in the form of an elliptical, in particular circular, plate, while the two-wire conductive line is made in the form of a flat elliptical or circular double helix of electrodes, respectively.
Пьезоэлектрический слой может быть выполнен в виде тела вращения, при этом двухпроводная токопроводящая линия выполнена, в частности, в виде цилиндрической или конической или параболоидной или сферической или тороидальной или эллиптической двойной спирали электродов.The piezoelectric layer can be made in the form of a body of revolution, wherein the two-wire conductive line is made, in particular, in the form of a cylindrical or conical or paraboloid or spherical or toroidal or elliptical double helix of electrodes.
Электроды двухпроводной токопроводящей линии могут быть выполнены в виде протяженных тонких ленточных электродов.The electrodes of a two-wire conductive line can be made in the form of extended thin strip electrodes.
Пьезоэлектрический актюатор может являться частью составного пьезоэлектрического актюатора, включающего в себя электрически не связанные между собой два или более заявляемых пьезоэлектрических актюатора, в частности, в виде двух плоских пьезоэлектрических актюаторов круговой и кольцевой форм или в виде двух полых цилиндрических пьезоэлектрических актюаторов, соединенных боковыми цилиндрическими поверхностями посредством электроизолирующей клеевой прослойки, направления закручивания двойных спиралей электродов пьезоэлектрических актюаторов одинаковое или взаимообратное.A piezoelectric actuator can be part of a composite piezoelectric actuator, including two or more inventive piezoelectric actuators that are not electrically connected to each other, in particular, in the form of two flat piezoelectric actuators of circular and ring shapes or in the form of two hollow cylindrical piezoelectric actuators connected by lateral cylindrical surfaces through an electrically insulating adhesive layer, the direction of twisting of the double spirals of the electrodes of the piezoelectric actuators is the same or reciprocal.
Поляризация пьезоэлектрического слоя может осуществляться посредством приложения соответствующего поляризующего электрического напряжения к электродам двухпроводной токопроводящей линии.Polarization of the piezoelectric layer can be accomplished by applying an appropriate polarizing electrical voltage to the electrodes of the two-wire conductive line.
Пьезоэлектрический актюатор может включать в себя электроизоляционную подложку, в частности, подложку в виде тонкой пластины, на боковой поверхности которой установлен посредством электроизоляционной клеевой прослойки плоский пьезоэлектрический актюатор, или подложку в виде тела вращения, на боковой поверхности которого установлен посредством электроизоляционной клеевой прослойки пьезоэлектрический актюатор соответствующей формы.The piezoelectric actuator may include an electrically insulating substrate, in particular, a substrate in the form of a thin plate, on the side surface of which a flat piezoelectric actuator is installed by means of an electrically insulating adhesive layer, or a substrate in the form of a body of revolution, on the side surface of which a piezoelectric actuator of the corresponding type is installed by means of an electrically insulating adhesive layer forms.
Пьезоэлектрический актюатор может включать в себя внешнее электроизоляционное защитное покрытие.The piezoelectric actuator may include an external electrically insulating protective coating.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - двухпроводная токопроводящая линия расположена внутри пьезоэлектрического слоя и выполнена в виде одной или нескольких двойных спиралей электродов; пьезоэлектрический слой выполнен в виде пластины эллиптической, в частности, круговой формы, при этом двухпроводная токопроводящая линия выполнена в виде плоской эллиптической или круговой двойной спирали электродов соответственно; пьезоэлектрический слой выполнен в виде тела вращения, при этом двухпроводная токопроводящая линия выполнена, в частности, в виде цилиндрической или конической или параболоидной или сферической или тороидальной или эллиптической двойной спирали электродов; электроды двухпроводной токопроводящей линии выполнены в виде протяженных тонких ленточных электродов; пьезоэлектрический актюатор является частью составного пьезоэлектрического актюатора, включающего в себя электрически не связанные между собой два или более пьезоэлектрических актюатора, в частности, в виде двух плоских пьезоэлектрических актюаторов круговой и кольцевой форм или в виде двух полых цилиндрических пьезоэлектрических актюаторов, соединенных боковыми цилиндрическими поверхностями посредством электроизолирующей клеевой прослойки, направления закручивания двойных спиралей электродов пьезоэлектрических актюаторов одинаковое или взаимообратное; поляризация пьезоэлектрического слоя осуществляется посредством приложения соответствующего поляризующего электрического напряжения к электродам двухпроводной токопроводящей линии; пьезоэлектрический актюатор включает в себя электроизоляционную подложку, в частности, подложку в виде тонкой пластины, на боковой поверхности которой установлен посредством электроизоляционной клеевой прослойки плоский пьезоэлектрический актюатор, или подложку в виде тела вращения, на боковой поверхности которого установлен посредством электроизоляционной клеевой прослойки пьезоэлектрический актюатор соответствующей формы; пьезоэлектрический актюатор включает в себя внешнее электроизоляционное защитное покрытие.Features of the proposed technical solution, distinctive from the prototype, are a two-wire conductive line located inside the piezoelectric layer and made in the form of one or more double spirals of electrodes; the piezoelectric layer is made in the form of an elliptical, in particular circular, plate, while the two-wire conductive line is made in the form of a flat elliptical or circular double helix of electrodes, respectively; the piezoelectric layer is made in the form of a body of rotation, while the two-wire conductive line is made, in particular, in the form of a cylindrical or conical or paraboloid or spherical or toroidal or elliptical double helix of electrodes; the electrodes of the two-wire conductive line are made in the form of extended thin strip electrodes; a piezoelectric actuator is part of a composite piezoelectric actuator, which includes two or more piezoelectric actuators that are not electrically connected to each other, in particular, in the form of two flat piezoelectric actuators of circular and ring shapes or in the form of two hollow cylindrical piezoelectric actuators connected by lateral cylindrical surfaces by means of an electrically insulating adhesive layer, the direction of twisting of the double spirals of the electrodes of the piezoelectric actuators is the same or reciprocal; polarization of the piezoelectric layer is carried out by applying an appropriate polarizing electrical voltage to the electrodes of the two-wire conductive line; the piezoelectric actuator includes an electrically insulating substrate, in particular, a substrate in the form of a thin plate, on the side surface of which a flat piezoelectric actuator is installed by means of an electrically insulating adhesive layer, or a substrate in the form of a body of rotation, on the side surface of which a piezoelectric actuator of the appropriate shape is installed by means of an electrically insulating adhesive layer ; The piezoelectric actuator includes an external electrically insulating protective coating.
Отличительные признаки, в совокупности с известными, позволяют увеличить эффективность пьезоэлектрического актюатора.Distinctive features, in combination with the known ones, make it possible to increase the efficiency of the piezoelectric actuator.
Заявителю неизвестно использование в науке и технике отличительных признаков заявленного пьезоэлектрического актюатора с получением указанного технического результата.The applicant is not aware of the use in science and technology of the distinctive features of the claimed piezoelectric actuator to obtain the specified technical result.
Предлагаемый пьезоэлектрический актюатор иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-2.The proposed piezoelectric actuator is illustrated by the drawings presented in Fig. 1-2.
На фиг. 1 изображен плоский пьезоэлектрический актюатор при наличии «центральной» круговой и «периферийной» кольцевой секций.In fig. 1 shows a flat piezoelectric actuator with a “central” circular and “peripheral” ring sections.
На фиг. 2 изображена схема взаимного расположения ленточных электродов внутри пьезоэлектрического слоя и криволинейные направления поляризаций (вдоль силовых линий электрического поля) локальных областей пьезоэлектрического слоя.In fig. Figure 2 shows a diagram of the relative arrangement of strip electrodes inside the piezoelectric layer and the curvilinear directions of polarizations (along the electric field lines) of local regions of the piezoelectric layer.
Пьезоэлектрический актюатор включает пьезоэлектрический слой 1, внутри которого расположена двухпроводная токопроводящая линия в виде одной или нескольких, в частности, двух двойных спиралей электродов 2, 3 (фиг. 1).The piezoelectric actuator includes a piezoelectric layer 1, inside of which there is a two-wire conductive line in the form of one or more, in particular, two double spirals of electrodes 2, 3 (Fig. 1).
Пьезоэлектрический слой 1 может быть выполнен в виде пластины эллиптической, в частности, круговой формы (фиг. 1), при этом двухпроводная токопроводящая линия выполнена в виде плоской эллиптической или круговой (фиг. 1) двойной спирали электродов соответственно. Пьезоэлектрический слой 1 также может быть выполнен в виде тела вращения, при этом двухпроводная токопроводящая линия выполнена, в частности, в виде цилиндрической или конической или параболоидной или сферической или тороидальной или эллиптической двойной спирали электродов.The piezoelectric layer 1 can be made in the form of an elliptical plate, in particular, a circular one (Fig. 1), while the two-wire conductive line is made in the form of a flat elliptical or circular (Fig. 1) double helix of electrodes, respectively. The piezoelectric layer 1 can also be made in the form of a body of rotation, wherein the two-wire current-carrying line is made, in particular, in the form of a cylindrical or conical or paraboloid or spherical or toroidal or elliptical double helix of electrodes.
Электроды каждой двойной спирали электродов 2, 3 электрически не связаны между собой и имеют различные значения электрических потенциалов, в частности, положительные (+) и отрицательные (-) значения (фиг. 2), которые задаются на выходах электродов 2, 3 через значения приложенного управляющего электрического напряжения U упр1 , U упр2 соответственно.The electrodes of each double helix of electrodes 2, 3 are not electrically connected to each other and have different values of electrical potentials, in particular, positive (+) and negative (-) values (Fig. 2), which are set at the outputs of electrodes 2, 3 through the values of the applied control electrical voltage U control1 , U control2 respectively.
Электроды 2, 3 каждой двойной спирали двухпроводной токопроводящей линии внутри пьезоэлектрического слоя 1 расположены в непосредственной близости друг от друга для создания высоких значений напряженности электрического поля в локальных областях пьезоэлектрического слоя 1 между ними (фиг. 2). Электроды 2, 3 каждой двойной спирали двухпроводной токопроводящей линии имеют возможность подключения к ним переменного или постоянного, в частности, положительного (+) и отрицательного (-) электрических потенциалов с соответствующим напряжением U упр1 или U упр2 между ними.Electrodes 2, 3 of each double helix of a two-wire conductive line inside the piezoelectric layer 1 are located in close proximity to each other to create high electric field strengths in local areas of the piezoelectric layer 1 between them (Fig. 2). Electrodes 2, 3 of each double helix of a two-wire conductive line have the ability to connect to them alternating or constant, in particular, positive (+) and negative (-) electrical potentials with the corresponding voltage U control1 or U control2 between them.
Электроды двухпроводной токопроводящей линии могут быть выполнены, в частности, в виде протяженных тонких ленточных электродов 2, 3.The electrodes of a two-wire conductive line can be made, in particular, in the form of extended thin strip electrodes 2, 3.
Пьезоэлектрический актюатор может являться частью составного пьезоэлектрического актюатора, включающего в себя электрически не связанные между собой два (фиг. 1) или более пьезоэлектрических актюатора, в частности, в виде двух плоских пьезоэлектрических актюаторов круговой и кольцевой форм (фиг. 1) или в виде двух полых цилиндрических пьезоэлектрических актюаторов, соединенных боковыми цилиндрическими поверхностями посредством электроизолирующей клеевой прослойки, направления закручивания двойных спиралей электродов пьезоэлектрических актюаторов одинаковое или взаимообратное. Составной пьезоэлектрический актюатор (фиг. 1) включает в себя два пьезоэлектрических актюатора в виде мембран круговой и кольцевой форм с расположенными внутри них протяженными тонкими ленточными электродами 2, 3 соответственно.A piezoelectric actuator can be part of a composite piezoelectric actuator, which includes two (Fig. 1) or more piezoelectric actuators that are not electrically connected to each other, in particular, in the form of two flat piezoelectric actuators of circular and ring shapes (Fig. 1) or in the form of two hollow cylindrical piezoelectric actuators connected by lateral cylindrical surfaces by means of an electrically insulating adhesive layer, the direction of twisting of the double spirals of the electrodes of the piezoelectric actuators is the same or reciprocal. The composite piezoelectric actuator (Fig. 1) includes two piezoelectric actuators in the form of membranes of circular and ring shapes with extended thin strip electrodes 2, 3 located inside them, respectively.
Поляризация локальных областей (вдоль силовых линий на фиг. 2) пьезоэлектрического слоя 1 осуществляется посредством приложения соответствующего поляризующего электрического напряжения (U’ 1, U’ 2) к электродам 2, 3 двойных спиралей двухпроводной токопроводящей линии. Polarization of local areas (along the field lines in Fig. 2) of the piezoelectric layer 1 is carried out by applying an appropriate polarizing electrical voltage ( U' 1 , U' 2 ) to the electrodes 2, 3 of the double spirals of the two-wire conductive line.
Пьезоэлектрический актюатор может включать в себя электроизоляционную подложку (на фиг. 1, фиг. 2 не изображена), в частности, подложку в виде тонкой пластины, на боковой поверхности которой установлен посредством электроизоляционной клеевой прослойки (на фиг. 1, фиг. 2 не изображена) плоский пьезоэлектрический актюатор, или подложку в виде тела вращения, на боковой поверхности которого установлен посредством электроизоляционной клеевой прослойки пьезоэлектрический актюатор соответствующей формы.The piezoelectric actuator may include an electrically insulating substrate (not shown in Fig. 1, Fig. 2), in particular, a substrate in the form of a thin plate, on the side surface of which it is installed by means of an electrically insulating adhesive layer (not shown in Fig. 1, Fig. 2 ) a flat piezoelectric actuator, or a substrate in the form of a body of revolution, on the side surface of which a piezoelectric actuator of the appropriate shape is installed by means of an electrically insulating adhesive layer.
Пьезоэлектрический актюатор может включать в себя внешнее электроизоляционное защитное покрытие (на фиг. 1, фиг. 2 не изображено) для электроизоляции и защиты актюатора от механических повреждений.The piezoelectric actuator may include an external electrically insulating protective coating (not shown in Fig. 1, Fig. 2) to electrically insulate and protect the actuator from mechanical damage.
Пьезоэлектрический актюатор (фиг. 1) в виде тонкой, в частности, полимерной PVDF пластины кругового пьезоэлектрического слоя 1 с ленточной двойной спиралью электродов, в частности, - алюминеевой фольги может быть изготовлен, например, в результате поперечной нарезки «слайсами» цилиндрического рулона типа «фольгированный скотч» четырехслойной фольгированной ленты «фольга/PVDF/фольга/PVDF» с электропроводным клеющим покрытием. При этом взаимообратная поляризация слоев PVDF (по радиальной координате пьезоэлектрического актюатора) может быть осуществлена как до, так и после нарезки рулона на слайсы.A piezoelectric actuator (Fig. 1) in the form of a thin, in particular polymer PVDF plate of a circular piezoelectric layer 1 with a tape double spiral of electrodes, in particular, aluminum foil can be manufactured, for example, as a result of transverse cutting into “slices” of a cylindrical roll of the “ foil tape" four-layer foil tape "foil/PVDF/foil/PVDF" with an electrically conductive adhesive coating. In this case, the mutual polarization of the PVDF layers (along the radial coordinate of the piezoelectric actuator) can be carried out both before and after cutting the roll into slices.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Пленочный пьезоэлектрический актюатор, в частности, с двумя (круговой и кольцевой) секциями (см. фиг. 1) устанавливается (приклеивается) на одной (например, верхней) или обеих (верхней и нижней) поверхностях рабочей упругой мембраны, закрепленной по своему внешнему контуру (периметру).A film piezoelectric actuator, in particular, with two (circular and annular) sections (see Fig. 1) is installed (glued) on one (for example, upper) or both (upper and lower) surfaces of the working elastic membrane, fixed along its outer contour (perimeter).
Осуществляется подключение управляющих электрических напряжений U упр1, U упр2 к электродам двойных спиралей каждой из двух (U упр1 для круговой, U упр2 для кольцевой) секций (см. фиг. 1).The control electrical voltages U control1 , U control2 are connected to the electrodes of the double spirals of each of the two ( U control1 for circular, U control2 for ring) sections (see Fig. 1).
При этом силовые линии электрического поля локальных областей пьезоэлектрического слоя 1 (см. фиг. 2) направлены коллинеарно, т.е. сонаправлено или противоположно направленно направлениям поляризаций этих локальных областей пьезоэлектрического слоя 1 в зависимости от полярности управляющих электрических напряжений U упр1, U упр2.In this case, the electric field lines of local regions of the piezoelectric layer 1 (see Fig. 2) are directed collinearly, i.e. co-directional or opposite to the polarization directions of these local areas of the piezoelectric layer 1, depending on the polarity of the control electrical voltages U control1 , U control2 .
В локальных областях пьезоэлектрического слоя 1, расположенных между соседними парами (витками) электродов, возникают высокие значения напряженности (E 1,2 ≈ U упр1,2 /d) электрического поля, что обусловлено малыми (в частности, d < 1 мм) значениями шага d спиралей и большими (в частности, U упр1,2 > 100 В) значениями управляющих напряжений U упр1, U упр2.In local areas of the piezoelectric layer 1, located between adjacent pairs (turns) of electrodes, high electric field strength values ( E 1.2 ≈ U control1.2 /d ) arise, which is due to small (in particular, d < 1 mm) step values d spirals and large (in particular, U control1,2 > 100 V) values of control voltages U control1 , U control2 .
В результате обратного пьезоэффекта в локальных областях пьезоэлектрического слоя 1, расположенных между соседними парами (витками) электродов, возникают вдоль силовых линий электрического поля осевые (сжимающие или растягивающие в зависимости от полярности управляющих электрических напряжений U упр1, U упр2) деформации.As a result of the inverse piezoelectric effect, in local areas of the piezoelectric layer 1 located between adjacent pairs (turns) of electrodes, axial (compressive or tensile depending on the polarity of the control electrical voltages U control1 , U control2 ) deformations occur along the electric field lines.
Полярность управляющих электрических напряжений U упр1, U упр2 на электродах секций устанавливается с учетом их функционального назначения, в частности, непосредственного изгиба или «поджатия» (Патент RU №_2793564 от 04.04.2023г.) упругой мембраны, места установки (приклеивания) пьезоэлектрического актюатора на поверхности (в частности, на нижнем или верхнем, центральном или периферийном участках поверхности) конструкции (- круглой упругой мембраны), вида закрепления (жесткой заделки или шарнирного опирания) внешнего контура (периметра) и, как следствие, характера распределения деформационного поля (т.е. локальных областей растяжения и сжатия) по поверхности при изгибе упругой мембраны.The polarity of the control electrical voltages U control1 , U control2 on the section electrodes is set taking into account their functional purpose, in particular, direct bending or “pressing” (RU Patent No. 2793564 dated April 4, 2023) of the elastic membrane, the installation location (gluing) of the piezoelectric actuator on surface (in particular, on the lower or upper, central or peripheral sections of the surface) of the structure (a round elastic membrane), the type of fastening (rigid embedding or hinged support) of the external contour (perimeter) and, as a consequence, the nature of the distribution of the deformation field (i.e. e. local areas of tension and compression) along the surface during bending of the elastic membrane.
Пьезоэлектрический актюатор, устанавленный (приклеенный) на поверхности упругой мембраны (пластины), может функционировать в режиме пьезоэлектрического датчика - электромеханического преобразователя изгибных деформаций упругой мембраны в информативные электрические сигналы электрического напряжения U инф на электродах двойной спирали.A piezoelectric actuator installed (glued) on the surface of an elastic membrane (plate) can operate in the mode of a piezoelectric sensor - an electromechanical transducer of flexural deformations of the elastic membrane into informative electrical signals of electrical voltage U inf on the double helix electrodes.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет значительно повысить эффективность пьезоэлектрического актюатора.Thus, the proposed technical solution can significantly increase the efficiency of the piezoelectric actuator.
Claims (8)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2811499C1 true RU2811499C1 (en) | 2024-01-12 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2822349C1 (en) * | 2024-01-30 | 2024-07-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» | Piezoelectric actuator manufacturing method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2365206A (en) * | 1997-09-05 | 2002-02-13 | 1 Ltd | Piezoelectric driver device with integral piezoresistive sensing layer |
| DE102004056754A1 (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-01 | Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding Gmbh | Piezoelectric bending unit for actuators and sensors, has two material plies that are connected to each other, where contact surface of the plies are evenly curved and geometrically compactly wound |
| RU101271U1 (en) * | 2010-07-28 | 2011-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ФГУП "ВИАМ") | PIEZO ELECTRIC LAYERED ACTUATOR |
| US9425378B2 (en) * | 2010-12-22 | 2016-08-23 | Epcos Ag | Actuator, actuator system and actuation of an actuator |
| RU2690732C1 (en) * | 2018-08-07 | 2019-06-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Piezoactuator (versions) |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2365206A (en) * | 1997-09-05 | 2002-02-13 | 1 Ltd | Piezoelectric driver device with integral piezoresistive sensing layer |
| DE102004056754A1 (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-01 | Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding Gmbh | Piezoelectric bending unit for actuators and sensors, has two material plies that are connected to each other, where contact surface of the plies are evenly curved and geometrically compactly wound |
| RU101271U1 (en) * | 2010-07-28 | 2011-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ФГУП "ВИАМ") | PIEZO ELECTRIC LAYERED ACTUATOR |
| US9425378B2 (en) * | 2010-12-22 | 2016-08-23 | Epcos Ag | Actuator, actuator system and actuation of an actuator |
| RU2690732C1 (en) * | 2018-08-07 | 2019-06-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Piezoactuator (versions) |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| А.А.БОБЦОВ и др. Исполнительные устройства и системы для микроперемещений, учебное пособие, Санкт-Петербург, Университет ИТМО, онлайн, https://books.ifmo.ru/file/pdf/822.pdf. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2822349C1 (en) * | 2024-01-30 | 2024-07-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» | Piezoelectric actuator manufacturing method |
| RU2827058C1 (en) * | 2024-01-30 | 2024-09-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Piezoelectric actuator |
| RU2837440C1 (en) * | 2024-10-04 | 2025-03-31 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Piezoelectric actuator manufacturing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2609917C2 (en) | Preliminary pressed-in capacitive transducer cell, produced by micro processing, with pressed-in ring-shaped area | |
| US4401911A (en) | Active suspension piezoelectric polymer transducer | |
| US3142035A (en) | Ring-shaped transducer | |
| US8072119B2 (en) | Piezoelectric component | |
| JP4069161B2 (en) | Piezoelectric element and ultrasonic actuator | |
| US20090230820A1 (en) | Multi-element piezoelectric transducers | |
| JPWO2007083752A1 (en) | Ultrasonic actuator | |
| JP4958631B2 (en) | Ultrasonic transmitting / receiving device and ultrasonic probe using the same | |
| JP2008283618A5 (en) | ||
| RU2811499C1 (en) | Piezoelectric actuator | |
| US9132263B2 (en) | Flexible ultrasound actuator | |
| KR102452984B1 (en) | Capacitive microfabrication ultrasonic transducer with adjustable bending angle and method of fabricating thereof | |
| US9252711B2 (en) | Oscillator and electronic device | |
| RU2803015C1 (en) | Piezoelectric actuator | |
| US8237330B2 (en) | Vibrating element, fabrication method thereof, and ultrasonic motor having the same | |
| JP2009278377A (en) | Sounding body | |
| RU2822349C1 (en) | Piezoelectric actuator manufacturing method | |
| WO2018016630A1 (en) | Piezoelectric vibration generating device and instrument provided with piezoelectric vibration generating device | |
| JP4954783B2 (en) | Piezoelectric element and vibration type actuator | |
| US20220008754A1 (en) | Ultrasound emission device and ultrasound apparatus | |
| RU2817399C1 (en) | Piezoelectric actuator manufacturing method | |
| RU2818079C1 (en) | Piezoelectric actuator | |
| RU2837440C1 (en) | Piezoelectric actuator manufacturing method | |
| CN115780223A (en) | A MEMS ultrasonic transducer | |
| RU2839713C1 (en) | Piezoelectric actuator manufacturing method |