ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МИКРОФОН Советский патент 1973 года по МПК H04R17/02 

1

Изобретение относится к области акустики, а именно к пьезоэлектрическим приемникам звукового давления.

Известен пьезоэлектрический микрофон, состоящий из пьезоэлектрического элемента, мембраны и корпуса, в котором пьезоэлектрический элемент выполнен в виде биморфной пластины с антипараллельной поляризацией ее половин.

Чувствительность такого микрофона по давлению пропорциональна отношению пьезомодуля к диэлектрической проницаемости и величине - (где L-длина, а - толщина пьезоэлеа

мента), которая определяет величину механической трансформации.

Для увеличения чувствительности такие микрофоны приходится делать очень тонкими,что значительно уменьшает их механическую прочность и усложняет технологию изготовления. В то же время резонансная частота системы

-уменьшается, и на величину отноI

шения существует определенное ограничение.

Целью настоящего изобретения является создание пьезоэлектрического микрофона, лишенного этих недостатков и позволяющего, увеличив чувствительность, в значительных

пределах варьировать выходной емкостью. Поставленная цель достигается тем, что в обеих половинах биморфной пьезоэлектрической пластины направления поляризации выбраны

параллельно плоскости соприкосновения этих половин пластины, а электроды нанесены перпендикулярно плоскости соприкосновения.

На фиг. 1 изображен общий вид пьезоэлектрического микрофона; на фиг. 2 - микрофон

в двух проекциях.

С металлическим корпусом / соединен биморфный пьезоэлемент 2, который одновременно играет роль мембраны и электромеханического преобразователя микрофона. К боковым

электродам пьезоэлемента 2 припаяны металлические выводы 3, выполненные таким обр-азом, что они при сохранении герметичности конструкции не ограничивают амплитуду колзбаний .мембраны.

Электромеханический преобразователь 2 представляет собой биморфный пьезокерамический элемент, состоящий из двух склеенных пластин, поляризованных парал.яельно (указано стрелками), при этом с целью повышения

чувствительности,и облегчения электрического согласования пьезоэлемента с регистрирующим устройством направление поляризации в пластине выбрано параллельным плоскости соприкосновения обеих половин пьезоэлемента,

а электроды 4 нанесены на перпендикулярные

поляризации и плоскости соприкосновения торцовые поверхности.

Для обеспечения подвижности пьезоэлемепта между каждой его боковой поверхностью и стенками корпуса оставлен зазор 5, герметически закрытый достаточно гибкими выводами 3.

Таким образом, предлагаемый пьезоэлектрический микрофон содержит биморфный пьезоэлемент, поляризованный параллельно соприкасающимся друг с другом плоским поверхностям обеих половин пластины. Такая конструкция микрофона позволяет увеличить чувствительность в -раз, (где Ь - ширина) при

одинаковых общих размерах пьезоэлемента за счет того, что в новой конструкции можно в сравнительно более широких пределах варьировать шириной. Так как Ь а, то на обкладках пьезоэлемента под действием давления возникает электрический сигнал, значительно больший, чем в известной конструкции с теми же размерами. Кроме того, чувствительное 1Ь предлагаемого микрофона пропорциональна пьезоэлектрическому модулю зз, который вносит максимальный вклад в изгибные колебания пластин, в то время как в известных конструкциях амплитуда изгибных колебаний пропорциональна пьезомодулю, который для пьезокерамики в. 2-3 раза меньше, чем другой стороны, предлагаемая конструкция позволяет создавать секционированные образцы в виде набора склееных пластин, в то время как секционирование в известной конструкции приводит к конструктивным осложнениям и к понижению толщины.

Предмет изобретения

Пьезоэлектрический микрофон, содержащий корпус, мембрану и пьезоэлектрический элемент, выполненный в виде биморфной пластины с антипараллельной лоляризацией ее половин, и электроды, расположенные перпендикулярно поляризации, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, в пьезоэлектрическом элементе направление поляризации параллельно плоскости соприкосновения половин биморфной пластины, а электроды выполнены перпендикулярными плоскости соприкосновения.

- А

иг. 2 IА