П`єзоелектричний трансформатор

П'єзоелектричний трансформатор, що містить п'єзоелемент з двома системами електродів та вхідні та вихідні проводи, який відрізняється тим, що на п'єзоелементі виконано третю систему електродів, а п'єзоелемент виконаний у вигляді диска з електродами на торцевих поверхнях диска, перша і друга системи електродів виконані у вигляді півдисків, а третя у вигляді дисків, 3 П'єзоелектричний трансформатор містить п'єзоелемент з двома системами електродів та вхідні та вихідні проводи. Пропонований п'єзоелектричний трансформатор відрізняється від прототипу тим, що на п'єзоелементі виконано третю систему електродів, а п'єзоелемент виконаний у вигляді диска з електродами на торцевих поверхнях диска, перша і друга системи електродів виконані у вигляді полудисків, а третя у вигляді дисків, вхідний провід підключений до першого електрода першої системи електродів, вихідний провід першого виходу підключений до першого електрода другої системи електродів, а вихідний провід другого виходу підключений до другого електрода першої системи електродів, вихідний провід третього виходу підключений до першого електрода першої системи електродів, а загальний провід схеми підключений до другого електрода другої та третьої системи електродів, до п'єзоелемента підключені також два резистори, один вивід першого з них підключений до вхідного проводу, а другий - до вихідного проводу першого виходу, а один вивід другого резистора підключений до вихідного проводу другого виводу, а другий - до загального проводу схеми. Кожна з вказаних відмінних ознак є необхідною, а всі разом - достатніми для досягнення технічного результату. Технічним результатом корисної моделі є підвищення лінійності АЧХ п'єзоелектричного трансформатора. Корисна модель пояснюється кресленням, де: - на Фіг.1 показана схема підключення п'єзоелектричного трансформатора; - на Фіг.2 - АЧХ трансформатора, що пропонується (з виходу 1 - крива 1, з виходу 2 крива 2, з виходу 3 (прототип) - крива 3); - на Фіг.3 - осцилограма вхідного сигналу (меандр); - на Фіг.4 - осцилограма сигналу з виходу 1; - на Фіг.5 - осцилограма сигналу з виходу 2; - на Фіг.6 - осцилограма сигналу з виходу 3. П'єзоелектричний трансформатор містить п'єзоелемент 1 з трьома системами електродів - 2, 3, 4, 5 та 6, 7. П'єзоелемент поляризований таким чином, що вектор поляризації Р є перпендикулярний до площини електродів. Вхідний провід 8 підключений до першого електрода 2 другої системи електродів, а вихідний провід 9 першого виходу - до першого електрода 4 другої системи електродів, вихідний провід 10 виходу 2 - до другого електрода 3 першої системи електродів, вихідний провід 11 виходу 3 - до першого електрода 6 першої системи електродів, а загальний провід 12 схеми підключений до другого електрода 5 другої системи електродів, та другого електрода 7 третьої системи електродів. До п'єзоелемента 1 підключені також два резистори 13, 14. П'єзоелектричний трансформатор, який вибраний в якості прототипу, є коливальною системою з достатньо високою добротністю, тобто має нелінійну АЧХ. Однак в деяких випадках є потреба в розширенні лінійної ділянки АЧХ. 30159 4 Для цього в п'єзоелектричному трансформаторі, що пропонується, вхідні та вихідні проводи підключені до електродів п'єзоелемента таким чином, як це показано на Фіг.1. П'єзоелектричний трансформатор працює наступним чином. При підключені генератора сигналів (або іншого джерела сигналів) до вхідних електродів п'єзоелектричного трансформатора, він коливається. При цьому на вихідних електродах п'єзоелектричного трансформатора генерується електрична напруга. В зв'язку з тим, що використана схема підключення, як це показано на Фіг.1, АЧХ пропонованого п'єзоелектричного трансформатора на виходах 1 та 2 лінійна. Одночасно, як показали експерименти, вихідний сигнал на виході 1 є інтегралом від вхідного, на виході 2 - першою похідною від вхідного, а на виході 3 - пропорційним від вхідного. Приклад конкретного використання. У конкретному випадку використовувався п'єзоелектричний трансформатор з п'єзокераміки ЦТС-19 діаметром 30 та товщиною 0,8мм з електродами у вигляді дисків діаметром 16мм та кілець з зовнішнім діаметром 30 та внутрішнім 17мм. Для підвищення механічної міцності п'єзоелемент був приклеєний до металевої (латунь Л63) пластини діаметром 36 з отвором діаметром 17мм, що знизило резонансну частоту п'єзоелектричного трансформатора до 4кГц (вигинні коливання). П'єзоелемент був підключений за схемою прототипу до генератора Г3-106 (електроди 2, 3) та мілівольтметру В3-38 (електроди 4, 5). Електроди 3, 5 були підключені до загального проводу схеми. Результати вимірювання АХЧ показані на Фіг.2 (крива 3). Результати вимірювання АЧХ для п'єзоелектричного трансформатора, що пропонується, показані на Фіг.2 (крива 1 - вихід 1, крива 2 - вихід 2). Як видно з Фіг.2, АЧХ пропонованого п'єзоелектричного трансформатора має лінійність у більшому частотному діапазоні, ніж прототип. На Фіг.3, 4, 5 та 6 показані осцилограми: вхідного сигналу (Фіг.3), вихідного з виходу 1 (Фіг.4), вихідного з виходу 2 (Фіг.5), вихідного з виходу 3 (Фіг.6), звідкіля видно, що п'єзоелектричний трансформатор інтегрує (вихід 1), одночасно диференціює (вихід 2). Сигнал на виході 3 відповідає традиційному підключенню п'єзоелектричного трансформатора (тобто прототипу). Осцилограми сфотографовані з екрану осцилографа С1-55 за допомогою фотоапарата Canon EOS 20D. 5 30159 6