Пьезоэлектрический элемент Советский патент 1946 года по МПК H03H3/04 

Предлагаемый пьезоэлектрический элемент предназначается для стабилизации частоты ламповых генераторов, а также для использования В электрических фильтрах или фазовращателях.

Элемент выполняется в виде призмы, на соседних гранях которой расположены обкладки-электроды разных знаков. Согласно изобретению для обеспечения работы элемента на гармониках обкладки по длине призмы подразделены на изолированные друг от друга отрезки, соединенные электрически с отрезками обкладок на соседних гранях так, что обкладки одного знака располагаются вокруг оси призмы ступенеобразно на разных гранях.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1-5 которого изображен в разных проекциях (вид сбоку, спереди, сзади, сверху и снизу) кварцедержатель для предлагаемого элемента, фиг. б поясняет способ прикрепления электродов к элементу, на фиг. 7-развертка поверхности стержня, колеблющегося на изгиб с третьей гармонической частотой.

Кварцевый стержень / элемента выполняется в виде призмы квад-.

ратного /сечения. Обкладки наносятся на все четыре боковые грани призмы металлизацией, которая быть произведена по методике химического серебрения, распылением металла в вакууме и любыми иными способами. Разделение .обкладок осуществляется тем, что металлический слой IB необходимых местах снимается. Наиболее простой способ снятия слоя металла- зачистка с помощью кварцевой пластины, обмазанной смоченным карборундовым порошком. Разделение обкладок производится на ребрах призмы, а на гранях - в местах узлов колебаний. Места а, с которых снимается металлический слой у элемента, колеблющегося с третьей гормонической частотой на чертеже (фиг. 7) заштрихованы; они образуют идущие вокруг оси призмы ступенеобразные винтовые линии. Остающиеся на гранях полоски вис образуют обкладки разных знаков (+) и (-), а переходные косые полоски d, огибающие ребра призмь, выполняют необходимые электрические соединения обкладок. На концах и на торце призмы металлический слой подразделению и снятию не подвергается,

Здесь, в местах крайних узлов колебаний, на слой металла напаиваются проволочные пояски-хомутики 2 (фиг. 6). Они представляют собою 5--10 витков бронзового провода диаметром 0,05-0,1 мм. К этим хомутикам на каждом конце призмы / припаивается по два проводника-канатика 5.. Проводники припаяны таким образом, что от каждого хомутика 2 отходит по четыре конца. С помощью канатиков 5 стержень / домещается в висячем положении в кварцедержателе.

Собственно кварцедержатель состоит из цоколя 4 и двух стоек 5 и 6. Стойки крепятся к цоколю цри помощи контактных «ожек 7, которые пропущены сквозь цоколь и ввернуты в резьбу нижней части стоек. Таким же образом прикреплена к цоколю пластина 8 конденсатора нолупеременной емкости. Так как толщина этой пластины недостаточна, то ее контактная ножка ввертывается в гайку, лежащую сверху пластины. Для регулировки величины рабочей емкости положение пластины 8 относительно стойки 5 может меняться. Достигается это с помощью регулировочного винта 9, который ввертывается через отверстие с резьбой в большой стойке 5. Винт 9 изготовляется из изоляционного материала (например, кость, неолейкорит, карболит, текстолит, эбонит). К стойкам привернуты двумя винтами скобочки /О и И, на которых и закреплены канатики 5 кварцевого стержня. Эти скобочки могут быть установлены иа раз,ной высоте, что достигается тем, что крепящие винты проходят через прорезы в стойках. Этим достигается универсальность кварцедержателя- возможность применения его для разных частот, так как возможно устанавливать скобочки на любом расстоя нии друг от друга (т. е. такой кварцедержатель пригоден- для кварцевых стержней с любым межузловым расстоянием). Крепление канатиков 3 стержня к скобочкам /О, 11 производится простым поджатием их -винтом с щайбой. Для того чтобы положение крепления

было фиксированным, канатики пропускаются через отверстия в скобочках.

После сборки кварцедержатель закрывается колпачком /2.

Обкладки в по отнощению к оптической оси располагаются так, как это покавано на фиг. 6 и 7. При таком расположении электродов деформации раз1ных-по оси призмы - частей стержня / взаимно обрат1ны, т. е. если в одной части появилась под (влиянием электрического поля деформация сжатия вдоль оси стержня, то в другой части при той же самой( полярности возникает деформация растяжения. Перемена полярности на электродах меняет деформации на обратные. Таким образом в стержне возникает общая деформация изгиба. Когда эта деформация вызывается полем переменной полярности, то в стержне возникают колебания изгиба. Если такому стержню предоставить свободу колебаний, то он будет резонировать на соответствующей механической гармонике.

По предположениям изобретателя такой способ осуществления колебаний на гармониках позволяет изготовлять кварцевые разонаторы на непрерывный диапазон частот от 500 герц до 100 килогерц.

Вместе с тем способ крепления стержня на проволочных канатиках обеспечивает надежное электрическое соединение и достаточную механическую прочность при сохранении малого декремента затухания кварцевого резонатора.

Конструкция кварцедержателя, обеспечивающая возможность изменения расстояния между скобочками, делает этот кварцедержатель универсальным для всего диапазона частот. Конфигурация скобочек и стоек позволяет изготовлять их щтамповкой. Равным образом конструкция цоколя и колпачка позволяет изготовлять их прессовкой из пластмассы.

Предмет изобретения

Пьезоэлектрический элемент в виде призмы, на соседних гранях