JPS6158482A - 圧電振動子の変位量制御方法 - Google Patents
圧電振動子の変位量制御方法Info
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- JPS6158482A JPS6158482A JP59180205A JP18020584A JPS6158482A JP S6158482 A JPS6158482 A JP S6158482A JP 59180205 A JP59180205 A JP 59180205A JP 18020584 A JP18020584 A JP 18020584A JP S6158482 A JPS6158482 A JP S6158482A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
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- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
- G10K9/122—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using piezoelectric driving means
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はポンプ、ファン等の駆動体として使用できる圧
電振動子に係り、特にその変位量制御方法に関する。
電振動子に係り、特にその変位量制御方法に関する。
従来、圧電振動子は主として印加周波数を変化させるこ
とにより振動数を変化させ、その振動数の変化を利用し
た素子、例えば発音体として使用されてきたが、近年、
2枚の圧電素子を貼り合わせたバイモルフ型圧電振動子
を用い、これを数112〜1001(z程度の比較的低
周波域の電圧を印加して振動させ、その振動を利用して
流体を吸込み、吸込んだ流体を吐出するポンプやその振
動を利用して気体を圧送するファン等が開発されている
。
とにより振動数を変化させ、その振動数の変化を利用し
た素子、例えば発音体として使用されてきたが、近年、
2枚の圧電素子を貼り合わせたバイモルフ型圧電振動子
を用い、これを数112〜1001(z程度の比較的低
周波域の電圧を印加して振動させ、その振動を利用して
流体を吸込み、吸込んだ流体を吐出するポンプやその振
動を利用して気体を圧送するファン等が開発されている
。
この圧電振動子を用いて構成したポンプ、ファン等の出
力(圧力、流量)も印加周波数を変化させて振動数を変
化させることにより調節していた。
力(圧力、流量)も印加周波数を変化させて振動数を変
化させることにより調節していた。
第4図は従来方法の一例を示す説明図で、lは端部を支
持した圧電振動子、2a、 2bは圧電振動子1の電極
、3は圧電振動子1をその電極2a、 2b間に周波数
出力を印加して振動させるための可変周波数変換機、4
は電源を示す。
持した圧電振動子、2a、 2bは圧電振動子1の電極
、3は圧電振動子1をその電極2a、 2b間に周波数
出力を印加して振動させるための可変周波数変換機、4
は電源を示す。
従来方法は圧電振動子1の運動量を印加周′61.数を
変化させることにより変化させていたため、可変周波数
変換機3を必要とし電源装置が複雑、高価になる欠点が
あった。
変化させることにより変化させていたため、可変周波数
変換機3を必要とし電源装置が複雑、高価になる欠点が
あった。
本発明者はかかる従来の欠点を解決するため圧電振動子
1の変位量dを印加電圧eを変えることにより制御する
方法を別に出願した。この別出願の制御方法は従来方法
に比べて電源装置を簡箪に安価にでき、また圧電振動子
を用いてポンプ、ファン等を構成したときは圧電振動子
の印加電圧を変えることにより出力(圧力、流量)を容
易に調節することができる等の効果を奏するものである
。
1の変位量dを印加電圧eを変えることにより制御する
方法を別に出願した。この別出願の制御方法は従来方法
に比べて電源装置を簡箪に安価にでき、また圧電振動子
を用いてポンプ、ファン等を構成したときは圧電振動子
の印加電圧を変えることにより出力(圧力、流量)を容
易に調節することができる等の効果を奏するものである
。
しかしながらこの別出願の制御方法は、圧電振動子の印
加電圧−変位量特性が、長期の使用により変化する欠点
があった。例えば片持ちの場合を示せば、第5図の(a
)曲線から(b1曲線に経時的に変化して印加電圧に対
する変位量が経時変化前の変位量より低下し同一印加電
圧で同一変位量を得ることができなくなるという問題点
があった。
加電圧−変位量特性が、長期の使用により変化する欠点
があった。例えば片持ちの場合を示せば、第5図の(a
)曲線から(b1曲線に経時的に変化して印加電圧に対
する変位量が経時変化前の変位量より低下し同一印加電
圧で同一変位量を得ることができなくなるという問題点
があった。
本発明はかかる問題点を解決したち、のであって、圧電
振動子の特性経時変化を補償し、印加電圧に対する変位
量の関係を常に一定に保つことができる圧電振動子の変
位量制御方法を提供することを目的とするものである。
振動子の特性経時変化を補償し、印加電圧に対する変位
量の関係を常に一定に保つことができる圧電振動子の変
位量制御方法を提供することを目的とするものである。
本発明方法は上記の目的を達成するため第1図〜第3図
示のように圧電振動子1の変位量dを印加電圧Cを変え
ることにより制御する方法において、圧電振動子1の変
位量dを計測し、その計測量を圧電振動子1の印加電圧
回路にフィードバックして圧電振動子1の特性経時変化
を補償するようにしたものである。
示のように圧電振動子1の変位量dを印加電圧Cを変え
ることにより制御する方法において、圧電振動子1の変
位量dを計測し、その計測量を圧電振動子1の印加電圧
回路にフィードバックして圧電振動子1の特性経時変化
を補償するようにしたものである。
圧電振動子1としては圧電素子の両面に電極を形成した
ユニモルフ型のものでもよいが、2枚の圧電素子を同極
面を向い合わせて貼り合わせ、その貼り合わせ面と両面
に電極2a、 2bを形成した第1図〜第3図示のバイ
モルフ型のものが大きな振動を得ることができるので好
ましい。特に貼り合わせ面の電極2aにリン青銅等のシ
ムを装着したものがよい。
ユニモルフ型のものでもよいが、2枚の圧電素子を同極
面を向い合わせて貼り合わせ、その貼り合わせ面と両面
に電極2a、 2bを形成した第1図〜第3図示のバイ
モルフ型のものが大きな振動を得ることができるので好
ましい。特に貼り合わせ面の電極2aにリン青銅等のシ
ムを装着したものがよい。
使用する電源は一定周波数の交流電源、通常は商用電源
5a (第1.第2図参照)でも直流電源5b(第3図
参照)でもよい。
5a (第1.第2図参照)でも直流電源5b(第3図
参照)でもよい。
所定出力に設定するために印加電圧eを変える手段とし
ては可変トランス6 (第1図参照)、可変抵抗7(第
2.第3図参照)等の電圧調整手段を用いることができ
る。
ては可変トランス6 (第1図参照)、可変抵抗7(第
2.第3図参照)等の電圧調整手段を用いることができ
る。
本発明方法は第1図示のようにケーシング8の内周部に
圧電振動子1の外周部を支持すると共に、ケーシング8
の2箇所にそれぞれ吸込用、吐出用チェ7クバルブ9a
、9bを設け、圧電振動子1の振動により流体を吸込
用チェックバルブ9aを通して吸込み、吸込んだ流体を
吐出用チェックバルブ9bを通して吐出させるポンプと
して、第2図示のように圧電振動子1の端部を支持し、
その振動によりウチワの原理で流体を圧送するファンと
して使用する場合も適用することができる。
圧電振動子1の外周部を支持すると共に、ケーシング8
の2箇所にそれぞれ吸込用、吐出用チェ7クバルブ9a
、9bを設け、圧電振動子1の振動により流体を吸込
用チェックバルブ9aを通して吸込み、吸込んだ流体を
吐出用チェックバルブ9bを通して吐出させるポンプと
して、第2図示のように圧電振動子1の端部を支持し、
その振動によりウチワの原理で流体を圧送するファンと
して使用する場合も適用することができる。
また、第3図示のように直流電源を印加して圧電振動子
1を変位させることによって圧電振動子1の先端部を電
空変換器、コントロールバルブの作画子として用いるこ
ともできる。
1を変位させることによって圧電振動子1の先端部を電
空変換器、コントロールバルブの作画子として用いるこ
ともできる。
変位計11としては静電容量式、渦電流式、光反射式、
流体素子型等のものを用いることができる。
流体素子型等のものを用いることができる。
第1図は本発明方法の第1実施例を示す説明図で、この
第1実施例は商用電源5aの電圧を可変トランス6によ
り変化させて、ポンプを構成する圧電振動子1の電極2
a、 2b間に印加し、その変位量dを制御する方法に
おいて、圧電振動子1の変位量dを静電容量式の変位計
11により計測し、その計測量(電気信号)を制御器1
2を介して可変トランス6の2次側回路の印加電圧調節
器13にフィードバックする場合である。
第1実施例は商用電源5aの電圧を可変トランス6によ
り変化させて、ポンプを構成する圧電振動子1の電極2
a、 2b間に印加し、その変位量dを制御する方法に
おいて、圧電振動子1の変位量dを静電容量式の変位計
11により計測し、その計測量(電気信号)を制御器1
2を介して可変トランス6の2次側回路の印加電圧調節
器13にフィードバックする場合である。
制御器12は、可変トランス6の二次側電圧e1と変位
計11の変位出力Sを入力し、電圧e、に相当する変位
出力Sが得られていないときは信号を出力して印加電圧
調節器13にフィードバックし、印加電圧調節器13に
よって印加電圧eが増減されるように構成されている。
計11の変位出力Sを入力し、電圧e、に相当する変位
出力Sが得られていないときは信号を出力して印加電圧
調節器13にフィードバックし、印加電圧調節器13に
よって印加電圧eが増減されるように構成されている。
この場合、可変トランス6の二次側電圧e1が、所定の
吐出量を得るために必要な電圧となるように可変トラン
ス6をマニュアルで調節して圧電振動子1の電極2a、
2b間に印加すると、この二次側電圧e、にほぼ比例
して圧電振動子1が振動し、その振動により吸込用チェ
ックバルブ9aを通して流体を吸込み、吸込んだ流体を
吐出用チェソクバルブ9bを通して吐出する。このとき
、圧電振動子1の変位idは変位計11により計測し、
その変位出力Sは制御器12により電圧e、と比較され
、電圧e1に相当する変位出力Sが入力されていないと
きは、印加電圧調節器13にフィードバックされる。圧
電振動子1が新しくその特性が経時変化していないとき
は、変位fidが大きく変位計11の変位出力Sも大き
いので印加電圧eを低めて所定の印加電圧−変位量の関
係が得られるようにする。
吐出量を得るために必要な電圧となるように可変トラン
ス6をマニュアルで調節して圧電振動子1の電極2a、
2b間に印加すると、この二次側電圧e、にほぼ比例
して圧電振動子1が振動し、その振動により吸込用チェ
ックバルブ9aを通して流体を吸込み、吸込んだ流体を
吐出用チェソクバルブ9bを通して吐出する。このとき
、圧電振動子1の変位idは変位計11により計測し、
その変位出力Sは制御器12により電圧e、と比較され
、電圧e1に相当する変位出力Sが入力されていないと
きは、印加電圧調節器13にフィードバックされる。圧
電振動子1が新しくその特性が経時変化していないとき
は、変位fidが大きく変位計11の変位出力Sも大き
いので印加電圧eを低めて所定の印加電圧−変位量の関
係が得られるようにする。
圧電振動子1の特性が経時変化して変位Rdが小さくな
ると、印加電圧eを高くするように作動し、経時変化に
よって低下した変位量を補償して印加電圧−変位量の関
係を常に一定に保つ。
ると、印加電圧eを高くするように作動し、経時変化に
よって低下した変位量を補償して印加電圧−変位量の関
係を常に一定に保つ。
ポンプの出力は可変トランス6により二次側電圧e、を
変えて変位量dを制御することにより調節することがで
きる。
変えて変位量dを制御することにより調節することがで
きる。
第2図は本発明方法の第2実施例を示す説明図で、この
第2実施方法は、商用電源5aの電圧を可変抵抗7によ
り変化させて片持ちの圧電振動子1の電極2a、 2b
間に印加し、その変位量dを制御する方法において、圧
電振動子1の変位Ndを静電容量式の変位計11により
計測し、制御器12によって二次側電圧e、と比較され
可変抵抗7の回路の印加電圧調節器13にフィードバッ
クする場合である。
第2実施方法は、商用電源5aの電圧を可変抵抗7によ
り変化させて片持ちの圧電振動子1の電極2a、 2b
間に印加し、その変位量dを制御する方法において、圧
電振動子1の変位Ndを静電容量式の変位計11により
計測し、制御器12によって二次側電圧e、と比較され
可変抵抗7の回路の印加電圧調節器13にフィードバッ
クする場合である。
この場合、圧電振動子1はその振動により気体を圧送す
るファンとして動作する。この場合も、上記と同様に圧
電振動子1が新しくその特性が経時変化していないとき
は可変抵抗7による電圧を低めて、所定の印加電圧−変
位量の関係が得られるようにする。
るファンとして動作する。この場合も、上記と同様に圧
電振動子1が新しくその特性が経時変化していないとき
は可変抵抗7による電圧を低めて、所定の印加電圧−変
位量の関係が得られるようにする。
圧電振動子1の特性が経時変化して変位f、dが小さく
なると、フィードバック量も小さくなるので、それだけ
印加電圧eが高くなり、経時変化によって低下した変位
量を補償して印加電圧−変位量の関係を常に一定に保つ
。
なると、フィードバック量も小さくなるので、それだけ
印加電圧eが高くなり、経時変化によって低下した変位
量を補償して印加電圧−変位量の関係を常に一定に保つ
。
ファンの出力は可変抵抗7により電圧e1を変えて変位
idを制御することにより調節することができる。
idを制御することにより調節することができる。
第3図は本発明方法の第3実施例を示す説明図で、この
第3実施方法は直流型#5bを用いて、圧電振りJ子1
の先端部の変位量を制御することにより、コントロール
パルプ等の作動子として用いるものである。
第3実施方法は直流型#5bを用いて、圧電振りJ子1
の先端部の変位量を制御することにより、コントロール
パルプ等の作動子として用いるものである。
上述のように本発明によれば、圧電振動子1の変位量d
を印加電圧eを変えることにより制御する方法において
、圧電振動子1の変位iHdを計測し、その計測量を圧
電振動子lの印加電圧回路にフィードバックして圧電振
動子の特性経時変化を補償する方法であるから、印加電
圧−変位量の関係を常に一定に保つことができる。
を印加電圧eを変えることにより制御する方法において
、圧電振動子1の変位iHdを計測し、その計測量を圧
電振動子lの印加電圧回路にフィードバックして圧電振
動子の特性経時変化を補償する方法であるから、印加電
圧−変位量の関係を常に一定に保つことができる。
また、圧電振動子1を用いてポンプ、ファン等を構成し
たときは、圧電振動子1の印加電圧eを変えることによ
り出力(圧力、流量)を経時変化の影響を受けることな
く、容易に調節することができる。
たときは、圧電振動子1の印加電圧eを変えることによ
り出力(圧力、流量)を経時変化の影響を受けることな
く、容易に調節することができる。
第1図は本発明方法の第1実施例を示す説明図、第2図
は同じく第2実施例を示す説明図、第3図は同じ(第3
実施例を示す説明図、第4図は従来方法の一例を示す説
明図、第5図は片持ちの圧電振動子の印加電圧−変位量
特性曲線図である。 1・・・・・・圧電振動子、2a、 2b・・・・・・
電極、5a・・・・・・商用電源、5b・・・・・・直
流電源、6・・・・・・可変トランス、7・・・・・・
可変抵抗、8・・・・・・ケーシング、9a 、 9b
・・・・・・吸込用、吐出用チェックバルブ、11・・
・・・・変位計、12・・・・・・制御器、13・・・
・・・印加電圧調節器。
は同じく第2実施例を示す説明図、第3図は同じ(第3
実施例を示す説明図、第4図は従来方法の一例を示す説
明図、第5図は片持ちの圧電振動子の印加電圧−変位量
特性曲線図である。 1・・・・・・圧電振動子、2a、 2b・・・・・・
電極、5a・・・・・・商用電源、5b・・・・・・直
流電源、6・・・・・・可変トランス、7・・・・・・
可変抵抗、8・・・・・・ケーシング、9a 、 9b
・・・・・・吸込用、吐出用チェックバルブ、11・・
・・・・変位計、12・・・・・・制御器、13・・・
・・・印加電圧調節器。
Claims (1)
- 圧電振動子の変位量を印加電圧を変えることにより制
御する方法において、圧電振動子の変位量を計測し、そ
の計測量を圧電振動子の印加電圧回路にフィードバック
して圧電振動子の特性経時変化を補償することを特徴と
する圧電振動子の変位量制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59180205A JPS6158482A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 圧電振動子の変位量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59180205A JPS6158482A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 圧電振動子の変位量制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6158482A true JPS6158482A (ja) | 1986-03-25 |
Family
ID=16079233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59180205A Pending JPS6158482A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 圧電振動子の変位量制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6158482A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5081390A (en) * | 1990-08-13 | 1992-01-14 | Digital Instruments, Inc. | Method of operating a scanning probe microscope to improve drift characteristics |
US5083056A (en) * | 1989-03-14 | 1992-01-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Displacement generating apparatus |
JP2012096193A (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-24 | Canon Inc | 圧電振動子の駆動方法、該駆動方法による塵埃除去装置、超音波モータ |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55120186A (en) * | 1979-03-09 | 1980-09-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Piezoelectric element displacement control system |
JPS5661029A (en) * | 1979-10-25 | 1981-05-26 | Sony Corp | Magnetic recording and reproducing device |
JPS5815282A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-01-28 | Toshiba Corp | バイモルフ圧電素子の振動抑止装置 |
-
1984
- 1984-08-28 JP JP59180205A patent/JPS6158482A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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