RU2264678C2 - Пьезокерамическая многослойная деталь для измерительных приборов и способ ее изготовления - Google Patents

Пьезокерамическая многослойная деталь для измерительных приборов и способ ее изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2264678C2
RU2264678C2 RU2002131882/28A RU2002131882A RU2264678C2 RU 2264678 C2 RU2264678 C2 RU 2264678C2 RU 2002131882/28 A RU2002131882/28 A RU 2002131882/28A RU 2002131882 A RU2002131882 A RU 2002131882A RU 2264678 C2 RU2264678 C2 RU 2264678C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor element
actuator
ceramic layers
element according
layers
Prior art date
Application number
RU2002131882/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2002131882A (ru
Inventor
Сергей ЛОПАТИН (DE)
Сергей ЛОПАТИН
Игорь ГЕТМАН (DE)
Игорь ГЕТМАН
Анатолий ПАНИЧ (RU)
Анатолий Панич
Юрий ВУСЕВКЕР (RU)
Юрий Вусевкер
Original Assignee
Эндресс + Хаузер Гмбх + Ко. Кг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эндресс + Хаузер Гмбх + Ко. Кг filed Critical Эндресс + Хаузер Гмбх + Ко. Кг
Publication of RU2002131882A publication Critical patent/RU2002131882A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2264678C2 publication Critical patent/RU2264678C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2968—Transducers specially adapted for acoustic level indicators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/09—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/302—Sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
    • H10N30/503—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure having a non-rectangular cross-section in a plane orthogonal to the stacking direction, e.g. polygonal or circular in top view
    • H10N30/505—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure having a non-rectangular cross-section in a plane orthogonal to the stacking direction, e.g. polygonal or circular in top view the cross-section being annular
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/872—Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/42—Piezoelectric device making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49128—Assembling formed circuit to base
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49133—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. with component orienting
    • Y10T29/49135—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. with component orienting and shaping, e.g., cutting or bending, etc.
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49139—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. by inserting component lead or terminal into base aperture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49146—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. with encapsulating, e.g., potting, etc.
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base
    • Y10T29/49165—Manufacturing circuit on or in base by forming conductive walled aperture in base
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49789—Obtaining plural product pieces from unitary workpiece
    • Y10T29/49798—Dividing sequentially from leading end, e.g., by cutting or breaking

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к пьезоэлектрическому электромеханическому приводу или сенсорному элементу, выполненному пакетным способом. Сущность: привод или сенсорный элемент содержит несколько пьезоэлектрических керамических слоев. Между двумя обращенными друг к другу поверхностями непосредственно примыкающих друг к другу слоев расположен электродный слой и электрический соединитель, выступающий наружу. По крайней мере в одной из двух обращенных друг к другу поверхностей пьезокерамических слоев выполнена канавка для размещения в ней, по крайней мере частично, электрического соединителя. Технический результат: повышение точности в условиях воздействия высоких температур и больших статических и динамических нагрузок. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относится к электромеханическому приводу или сенсорному элементу для измерительных приборов, а также к способу их изготовления. Оно касается, в частности, приводов и сенсорных элементов, выполненных из пьезоэлектрических элементов пакетным способом, и оснащенных ими измерительных приборов.
Известными измерительными приборами такого типа являются, например, пьезоэлектрические датчики ускорения и уровнемеры. Такие измерительные приборы в большинстве случаев содержат основание с расположенным на нем приводом или сенсорным элементом, причем эти пьезоэлектрические элементы состоят из электродов, электрического соединителя и элементов подключения. Пьезоэлектрические элементы электрически связаны между собой и подключены к электронной схеме соответствующего назначения.
Подобные пьезоэлектрические измерительные приборы характеризуются относительно высокой зарядной чувствительностью и относительно низкой трансверсальной чувствительностью. Их основной недостаток состоит однако в том, что они имеют относительно ограниченный эффективный рабочий диапазон при высоких температурах от 200°С и при воздействии высоких статических давлений, например до 500 бар, или, в случае датчиков ускорения, при больших динамических нагрузках, при которых ускорения достигают 2000 г.
Чувствительность пьезоэлектрических измерительных приборов к указанным нагрузкам обусловлена конструкцией их привода или сенсорного элемента. Обычно такой привод или сенсорный элемент выполнен из последовательно расположенных и геометрически между собой согласованных пьезоэлектрических элементов, электродов, электрических соединителей и элементов подключения. Следовательно, имеет место комбинация разных материалов, например пьезокерамики и металла, которые различаются между собой своими модулями упругости и коэффициентами теплового расширения. Под действием упомянутых высоких температур и/или больших статических и динамических нагрузок на сенсорный элемент или привод в самих пьезоэлектрических элементах образуются растягивающие механические планарные напряжения, снижающие не только прочность сенсорного элемента, но и полезный или замеряемый сигнал.
Среди известных измерительных приборов описанного типа эффективным оказался выполненный пакетным способом монолитный тонкослойный конденсатор, который может быть выполнен так же, как, например, в уровнемерах, в виде многосекционного блока конденсаторов с тонкими слоями. При этом последовательность слоев монолита образована пьезоэлектрическими тонкими слоями и электродами, причем вдоль монолита располагаются электрические соединители. Обычно в таком случае один соединитель (который часто называют "шиной") соединяет электроды одного полюса, а другой соединитель - электроды другого полюса. Такая монолитная конструкция отличается большой устойчивостью и прочностью и позволяет замерять достаточно точно вибрационные параметры путем уменьшения относительного коэффициента трансверсальной трансформации.
Однако данная конструкция базируется на асимметрии формы электродов, при которой на одной стороне предусмотрена выступающая часть для соединения с шиной, а на противоположенной стороне имеется изолированный зазор для другой шины. Однако неоднородности структуры таких приводов или сенсорных элементов отрицательно сказываются на величине относительного коэффициента трансверсальной трансформации. Кроме того, асимметричность формы электродов не позволяет заряжать электроды по всей поверхности пьезоэлектрических слоев, как это требуется для увеличения коэффициента трансверсальной трансформации. Чем меньше металлизированная поверхность рассматриваемого пьезоэлектрического слоя в соотношении с собственной полезной поверхностью, тем больше снижается коэффициент трансформации.
Поэтому в основу изобретения положена задача создания пьезоэлектрических приводов или сенсорных элементов, а также способа их изготовления, которые после оснащения ими измерительных приборов позволяют исключить описанные выше недостатки и характеризуются большой точностью измерений в условиях воздействия высоких температур и больших статических и динамических нагрузок.
Указанная задача решается в первом варианте выполнения изобретения посредством электромеханического привода или сенсорного элемента пакетной конструкции, который содержит:
- несколько пьезоэлектрических керамических слоев,
- электродный слой, расположенный между двумя обращенными друг к другу поверхностями непосредственно примыкающих пьезоэлектрических керамических слоев,
- электрический соединитель для обеспечения электрического контакта с электродным слоем,
- причем соединитель располагается также между двумя обращенными друг к другу поверхностями пьезоэлектрических керамических слоев и имеет вывод.
Указанная задача решается, кроме того, во втором варианте выполнения изобретения посредством электромеханического привода или сенсорного элемента пакетной конструкции, который содержит:
- несколько пьезоэлектрических керамических слоев, в котором
- на обращенные друг к другу поверхности непосредственно примыкающих пьезоэлектрических керамических слоев способом металлизации нанесено металлическое покрытие,
- которые соединены между собой диффузионной сваркой,
- в результате чего металлизированные поверхности образуют электродный слой,
- с которым возможен контакт посредством электрического соединителя.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения предусмотрено, что, по меньшей мере, в одной из двух обращенных друг к другу поверхностей пьезоэлектрических керамических слоев выполнена канавка, в которой располагается, по меньшей мере частично, электрический соединитель.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения соединитель представляет собой провод, выступающий наружу над поверхностями пьезоэлектрических керамических слоев.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения привода или сенсорного элемента согласно изобретению выполнены, по меньшей мере, три пьезоэлектрических керамических слоя и, по меньшей мере, две канавки, причем канавки расположены со смещением по отношению друг к другу и к продольной оси привода или сенсорного элемента.
В предпочтительном дополнительно улучшенном варианте выполнения изобретения проводной соединитель имеет волнистую или зубчатую форму.
В других вариантах выполнения изобретения пьезоэлектрические керамические слои выполнены из материала PZT, как, например, PbMg0,308Nb0,617Ti0,075O3, или из керамических слоев, выполненных из материала с точкой Кюри свыше 400°С, например из Na0,5Bi4,5Ti4O15 или Bi3TiNbO9.
В других вариантах выполнения изобретения электродные слои состоят из металлического материала с точкой Кюри выше 400°С, как, например, висмут-титановый сплав.
Другие варианты выполнения изобретения относятся к проводам из металлического материала, стойкого при высокой температуре выше 250°С, а также из содержащего серебро и качественную сталь материала или из материала, содержащего никелевый сплав.
Указанная задача, лежащая в основе изобретения, решается, кроме того, с помощью электромеханического привода или сенсорного элемента пакетной конструкции, изготавливаемого способом, в котором изготавливают керамические слои из электроактивного материала способом, традиционным в керамической промышленности, с обеспечением необходимых размеров и допусков 2-3 мм по каждому размеру с учетом последующей механической обработки; шлифуют керамические слои до получения заданной толщины, составляющей, например, 0,15-0,3 мм; выполняют канавки на стороне керамических слоев подвергаемой металлизации, причем глубина канавки не превышает половину толщины соответствующего керамического слоя; наносят металлическое покрытие, по меньшей мере, на указанную сторону керамического слоя двухкратным нанесением серебросодержащей пасты и проводят последующий отжиг при температуре 800-820°С; склеивают металлизированные поверхности двух керамических слоев целлюлозным клеем; выполняют диффузионную сварку склеенных слоев путем отжига при температуре 780-800°С, при одноосном сжатии при давлении 3-5 кг/см2 в течение 3 часов и охлаждают до комнатной температуры; пропускают по одному проводу-соединителю через канавку; поляризуют привод или сенсорный элемент воздействием электрического поля на провода при высокой температуре и придают электродным слоям необходимую полярность посредством соединения одинаковых полюсов привода или сенсорного элемента; контролируют требуемые параметры и пьезоэлектрические свойства привода или сенсорного элемента.
После этого изготавливают концевой выключатель уровнемера, оснащаемый приводом или сенсорным элементом согласно изобретению, причем в варианте выполнения такого концевого выключателя сенсорный элемент отделен от привода неполяризованным керамическим слоем.
Кроме того, согласно изобретению изготавливают датчик ускорения с сенсорным элементом.
Особое преимущество заключается в том, что благодаря конструктивному выполнению и способу изготовления согласно изобретению изготавливают пьезоэлектрический привод или сенсорный элемент, в котором коэффициент преобразования заряда и точность измерения при использовании сенсорного элемента повышаются за счет того, что относительный коэффициент трансверсальной трансформации снижается в большом температурном диапазоне и при больших статических и динамических нагрузках.
Ниже изобретение поясняется и описывается подробно с помощью примеров выполнения со ссылками на чертеж, на котором представлено:
фиг.1 - перспективный вид на известный многослойный пьезоэлектрический привод или сенсорный элемент;
фиг.2 - перспективный вид на многослойный пьезоэлектрический привод или сенсорный элемент согласно изобретению, в первом варианте выполнения;
фиг.3 - схематично вид сбоку на расширенный привод или сенсорный элемент на фиг.2;
фиг.4 - схематично несколько слоев пьезоэлектрического привода или сенсорного элемента согласно изобретению, во втором варианте выполнения;
фиг.5 - схематично вид сбоку на два провода особой формы согласно изобретению для привода или сенсорного элемента;
фиг.6 - сечение датчика ускорения с многослойным пьезоэлектрическим сенсорным элементом согласно изобретению;
фиг.7 - схематично частичный разрез концевого выключателя уровнемера с пьезоэлектрическим приводом и пьезоэлектрическим сенсорным элементом согласно изобретению, с частичным вырывом.
Для того чтобы показать существенные отличия изобретения от уровня техники, на фиг.1 представлен известный ранее пьезоэлектрический привод или пьезоэлектрический сенсорный элемент 1. Для упрощения этот элемент называется ниже пьезоэлектрическим элементом 1. В основном он состоит из пьезокерамических дисков 2а, 2b, 2с, 2d, у которых, по меньшей мере, одна из обращенных друг к другу поверхностей металлизирована и которые после размещения между ними электродов 3а, 3b, 3с располагаются друг на друге и соединены между собой обычным способом таким образом, что достигается конструкция монолитного многослойного конденсатора. На фиг.1 представлен также расположенный снаружи на боковой поверхности пьезоэлектрического элемента 1 металлический, выполненный в виде полосы, соединитель 4, электрически соединяющий между собой электроды 3а и 3с в двух точках 5а и 5b. Другой соединитель того же типа размещается обычно на другой стороне боковой поверхности пьезоэлектрического элемента 1, который также электрически связан с электродом 3b, но из-за выбранного способа изображения не представлен на фиг.1. Электрические провода выполнены с возможностью подключения к обоим соединителям для подсоединения к приводному блоку или блоку обработки результатов, которые для упрощения также не показаны.
В целях предупреждения нежелательного контакта между выполненным в виде полосы соединителем 4 и электродом 3b в последнем необходимо выполнить канавку в том месте, где должен располагаться соединитель 4, чтобы он входил внутрь пьезоэлектрического элемента 1. Следовательно, он не должен перекрывать всю имеющуюся поверхность диска 2b (или 2с), что, как уже упоминалось выше, отрицательно влияет на коэффициент трансформации на этом месте. Это действительно и для не представленного здесь соединителя и электрода 3а. Между последним и соединителем также должно быть обеспечено достаточное расстояние для исключения нежелательного контакта.
Другой недостаток, присущий представленному на фиг.1 пьезоэлектрическому элементу 1, также был упомянут выше. Плоские или полосовые металлические соединители, такие как соединитель 4, характеризуются при повышенных температурах тепловым расширением, которое заметно отличается от теплового расширения керамических дисков 2а-2d. Этот термически обусловленный эффект может проявляться в виде разрушения точек соединения 5а, 5b, в результате чего вся функция пьезоэлектрического элемента 1 ставится под сомнение.
Более эффективным является представленный на фиг.2 пьезоэлектрический привод или сенсорный элемент 10, представляющий собой первый и предпочтительный вариант выполнения изобретения. Пьезоэлектрический элемент 10, выполненный в виде монолитного многослойного конденсатора, содержит в этом примере четыре пьезокерамических диска 12а, 12b, 12с 12d, в которых выполнены канавки соответственно 14а и 14b, а также смещенные по отношению к ним на 180° канавки 14с и 14d. Канавки 14а-14d нарезаны, как это будет пояснено ниже, в окончательно обработанных керамических дисках 12а-12d. Вся поверхность каждого из керамических дисков 12а-12d с канавками 14а-14d металлизирована вместе с ними, как это наглядно представлено на примере со слоем 16а. После соединения между собой керамических дисков 12а-12d представленным на фиг.2 способом, преимущественно диффузионной сваркой, с помощью металлизированных слоев формируют на всей поверхности электродные слои 16а, 16b, 16с, 16d. С помощью пропущенного через канавки 14а и 14b провода в качестве соединителя 18а достигается электрически проводящее соединение электродных слоев 16а и 16с между собой.
При этом можно легко предупредить нежелательные контакты с другими электродными слоями за счет незначительного выступа соединителя над боковой поверхностью пьезоэлектрического элемента 10. На фиг.2 представлен проводной соединитель 18b, соединяющий между собой электродные слои 16b и 16с и пропущенный аналогично соединителю 18а через канавки 14с и 14d. Соединители выполнены с возможностью присоединения к ним простым образом дополнительного соединительного провода для приводного или измерительного блока.
Само собой разумеется, что изобретением не предусматривается неизбежно выполнять соединители 18а и 18b в виде представленных в качестве примера на фиг.2 петель. В одинаковой мере возможно пропустить проводные соединители в виде отдельных отрезков или отдельных проводов через канавки и только после этого соединить между собой отдельные провода соответствующим способом. При необходимости можно таким образом управлять в принципе каждым электродом в отдельности. Проводные соединители 18а и 18b создают прочное соединение с электродами даже при высоких температурах и обеспечивают расположение электродного слоя по всей поверхности.
По причинам прочности рекомендуется нарезать канавки в керамических слоях глубиной не более половины толщины соответствующего керамического диска, отмеченной на фиг.2 позицией "S". Особо эффективной на практике оказалась глубина канавки, составляющая около 0,3 от толщины соответствующего керамического диска.
Предпочтительным является выполнение керамических дисков из материала PZT. Свойства пьезоэлектрического элемента 20 согласно изобретению улучшаются при изготовлении керамических дисков из PbMg0,308Nb0,617Ti0,075O3. Особо высокотемпературная стойкость достигается в том случае, когда пьезоэлектрические диски выполнены из материала с точкой Кюре выше 400°С, например из Na0,5Bi4,5Ti4O15 или Bi3TiNbO9.
Материалы, использованные для получения электродных слоев и проводных соединителей, должны быть приведены по своим свойствам в соответствие с материалами для керамических дисков. Так, например, рекомендуется применять для электродных слоев металлический материал с точкой Кюри выше 400°С, преимущественно висмут-титановый сплав. Для проводных соединителей особо эффективным оказался материал с высокотемпературной стойкостью выше 250°С, причем провода должны быть выполнены из содержащего серебро и качественную сталь материала или из материала, содержащего предпочтительно никелевый сплав.
Для иллюстрации многообразия возможностей и вариантов выполнения, достигаемых посредством пьезоэлектрического элемента 10 согласно изобретению, на фиг.3 представлен "перевернутым снизу вверх" расширенный пьезоэлектрический элемент 10, содержащий шесть керамических дисков 12а, 12b, 12с, 12d, 12e, 12f, пять канавок 14а, 14b, 14с, 14d, 14e и соответственно пять электродных слоев 16b, 16с, 16d, 16e, 16f. В продолжение представленной на фиг.2 конструкции проводной соединитель 18а проложен не только в канавках 14а, 14b и 14e, но и соединяет поэтому электродные слои 16а, 16с, 16e с одинаковой полярностью, проводной соединитель 18b обеспечивает это для электродных слоев 16b, 16d. В остальном действительно сказанное выше в отношении представленного на фиг.2 пьезоэлектрического элемента 10.
На фиг.4 представлен второй предпочтительный вариант выполнения пьезоэлектрического привода или сенсорного элемента согласно изобретению. Пьезоэлектрический элемент 20, называемый, как указывалось выше, для упрощения сенсорным элементом или приводом, изображен таким образом, что на разнесенных между собой керамических дисках 22а, 22b, 22с, 22d отчетливо видны выполненные в них канавки 24а, 24b, 24с, 24d. В противоположность канавкам 14а-14е, представленным на фигурах 2 и 3, канавки 24а-24d выполнены не по центру керамических дисков 22а-22d. Канавки 24а-24d не пересекаются с представленной на фиг.4 продольной осью 29, а проходят в виде секущей по представленным здесь в качестве примера круговым поверхностям керамических дисков 22а-22d.
Хотя расположение канавок 24а-24d само по себе произвольное, однако подобно канавкам 14а-14d на фиг.2 они расположены со смещением от одного керамического диска к другому, в частности, предпочтительно таким образом, что исключается наложение расположенных в канавках 24а и 24с или 24b и 24d соединителей 28а или 28b. Расстояние между канавками 22а-22d и краем керамических дисков 22а-22d задают с учетом требований, предъявляемых к механической прочности керамических дисков 22а-22d. Оказалось, что канавки предпочтительно расположены посередине между продольной осью 29 и краем соответствующего керамического диска.
Металлизированные поверхности, образующие электродные слои в результате соединения между собой керамических дисков 22а-22d (см. также фиг.2 и фиг.3), на фиг.4 отмечены позициями 26а, 26b, 26с, 26d. В остальном действительно то, что было описано в отношении вариантов выполнения изобретения, представленных на фигурах 2 и 3.
На фиг.5 в качестве примера представлено два разных варианта выполнения проводного соединителя 18а, 18b и 28а, 28b (см. фигуры 2-4), которые на практике показали себя особенно эффективными и в которых один соединитель 32а выполнен волнистым, а другой 32b - зубчатым. Волнистый соединитель 32а, представленный на фиг.5, как и зубчатый соединитель 32b, обеспечивает благодаря своим "гребням" или зубцам надежный электрический контакт с электродными слоями, при этом указанные выше материалы не снижают своих упругих свойств. Очевидно, что волну или зубец проводных соединителей 32а, 32b следует выбирать такими, чтобы не препятствовался их пропуск в канавки 14а-14d или 24а-24d (см. фигуры 2-4).
Электромеханические приводы или сенсорные элементы согласно изобретению, представленные на фигурах 2-4, изготавливаются следующим образом. Способ поясняется на примере представленного на фиг.2 пьезоэлектрического элемента 10. Способ может применяться без ограничения изобретения и для всех других возможных электромеханических приводов или сенсорных элементов согласно изобретению.
Сначала изготавливают керамические диски 12а-12d с требуемыми размерами из описанного выше электроактивного материала способом, традиционным в керамической промышленности, причем оставляют допуск 2-3 мм для каждого размера с учетом последующей механической обработки. После этого керамические диски 12а-12d шлифуют до заданной толщины S, составляющей, например, 0,15-0,3 мм. После нарезания необходимой канавки 14а-14d в подлежащей металлизации поверхности керамического диска 12а-12d, причем глубина канавки не должна превышать половину толщины S соответствующего керамического слоя, на соответствующие поверхности вместе с канавкой наносится металлическое покрытие. Достигается это посредством, по меньшей мере, двухкратного нанесения серебросодержащей пасты и последующего отжига при температуре 800-820°С. Затем керамические диски соединяют между собой необходимым образом с обеспечением необходимого направления канавок друг к другу, причем два керамических диска склеивают друг с другом целлюлозным клеем. После этого склеенные керамические диски вставляют в соответствующую рамку и спекают с получением монолитной структуры диффузионной сваркой при температуре 780-800°С при одноосном сжатии давлением 3-5 кг/см2 в течение 3 часов, затем охлаждают до комнатной температуры. В каждую канавку пропускается по одному проводу-соединителю, причем образованные металлизированными слоями электродные слои поляризуют воздействием электрического поля на провода-соединители при высокой температуре. Затем электродные слои подключают требуемым образом. После этого проводят проверку требуемых параметров и пьезоэлектрических свойств привода или сенсорного элемента.
В целях полноты изложения на фиг.6 представлен датчик ускорения 40, который оснащен пьезоэлектрическим датчиком согласно изобретению. Сенсорный элемент 42 содержит пластинчатые керамические слои 41а, 41b, 41с, 41d, 41e, 41f и расположенные между этими слоями электродные слои, образующие вместе, как уже упоминалось выше, монолитный многослойный конденсатор. Сенсорный элемент 42 закреплен посредством крепежного стержня 44 на плате-основании 46. С этой целью в отдельных керамических пластинах 41а-41f выполнены центральные отверстия, аналогичные отверстиям в керамических дисках 22а-22d, представленным на фиг.4, которые вместе образуют центральный осевой проход в сенсорном элементе 42. Крепежный стержень 44 жестко связан с плитой 46 основания, проходит через центральный осевой проход сенсорного элемента 42 и достигает участка с резьбой 48. Сенсорный элемент 40 насажен, следовательно, на крепежный стержень 44, закреплен стопорной гайкой 50, навинченной на крепежный стержень 44, и механически связан с плитой 46 основания. Для обеспечения электрической изоляции сенсорного элемента 40 от плиты 46 основания и от образующей корпус крышки 52 используются два изоляционных слоя 54а и 54b.
Сенсорный элемент 40 выполнен, по существу, аналогично пьезоэлектрическим элементам 10 и 20, представленным на фигурах 2-4. Однако в противоположность им он содержит канавки 56а, 56b, 56с, 56d, 56e, 56f для размещения в них проводных соединителей 58а, 58b, которые (канавки) выполнены вдоль наружных краев, по существу, по кромкам керамических пластин 41а-41f. Проводные соединители 58а, 58b, связывающие между собой необходимым образом электроды одинаковой полярности, подключены к электрическим соединительным проводам 60а, 60b, подключенным к кабелю 62, связанному с непредставленным измерительным блоком.
На фиг.7 в качестве примера представлен другой измерительный прибор - уровнемер, точнее концевой выключатель 70 уровнемера, снабженный пьезоэлектрическим элементом 72, выполненным в виде монолитного блока и состоящим из привода и сенсорного элемента, согласно изобретению. Концевой выключатель 70 содержит корпус 74 и два закрепленных на нем качающихся стержня 76а, 76b. Принцип действия таких предельных выключателей уровнемера, содержащих камертонообразные качающиеся стержни, широко известен и поэтому здесь подробно не описывается.
Пьезоэлектрический элемент 72 закреплен внутри корпуса 74 с помощью крепежного элемента 78. Кроме того, в корпусе располагается представленный здесь схематично приводной и измерительный блок 80.
Пьезоэлектрический элемент 72 выполнен в принципе из пьезокерамических дисков 82а, 82b, 82с, 82d, 82e, 82f и не обозначенных детально электродных слоев и аналогичен пьезоэлектрическому элементу, представленному на фиг.3. Отличие состоит только в том, что керамические диски 82а, 82b, 82с образуют сенсорный элемент, а керамические диски 82е и 82f - привод. Для исключения воздействия нежелательных эффектов, вызываемых напряжениями в приводном элементе, на сенсорный элемент между ними установлен неметаллизированный керамический диск 82d.
Кроме того, пьезоэлектрический элемент 72 содержит два концевых элемента 84а и 84b, с помощью которых он примыкает с одной стороны к образующей мембрану 86 части корпуса 74 и с другой стороны к крепежному элементу 78.
Перечень позиций
1 известный ранее привод или сенсорный элемент
2а-2d пьезокерамический диск
3а-3с электроды
4 соединитель
5а, 5b точки соединения
10 первый вариант выполнения привода или сенсорного элемента согласно изобретению
12а-12f пьезокерамические диски
14а-14d канавки
16а-16е электродные слои
18а, 18b проводные соединители
19а, 19b провода для соединения с измерительным или приводным блоком
20 второй вариант выполнения привода или сенсорного элемента согласно изобретению
22а-22d пьезокерамические диски
24а-24d канавки
26а-26d электродные слои
28a, 28b проводные соединители
29 продольная ось (во втором варианте выполнения)
32а волнистый провод
32b зубчатый провод
40 датчик ускорения
41а-41f керамические пластины
42 пьезоэлектрический сенсорный элемент, выполненный из многогранных пластин
44 крепежный стержень
46 плита основания
48 резьба, выполненная на крепежном стержне
50 стопорная гайка
52 крышка
54a, 54b изоляционные слои
56а-56f канавки
58а, 58b соединители
60а, 60b электрические соединительные провода
62 кабель
70 концевой выключатель уровнемера
72 пьезоэлектрический элемент
74 корпус
76а, 76b качающиеся стержни
78 крепежный элемент
80 приводной блок или блок обработки результатов
82а-82f керамические слои
84а, 84b концевые элементы (качающихся стержней)
86 мембрана.

Claims (15)

1. Электромеханический привод или сенсорный элемент пакетной конструкции, содержащий несколько пьезоэлектрических керамических слоев (12a-12f; 22а-22d; 41а-41f), электродный слой (16а-16е; 26а-26d), расположенный между двумя обращенными друг к другу поверхностями непосредственно примыкающих пьезоэлектрических керамических слоев, электрический соединитель (18а, 18b; 28а, 28b; 58а, 58b) для обеспечения электрического контакта с электродным слоем (16а-16е; 26а-26d), причем соединитель (18а, 18b; 28а, 28b; 58а, 58b) также расположен между двумя обращенными друг к другу поверхностями пьезоэлектрических керамических слоев (12а-12f; 22а-22d; 41а-41f) и имеет вывод, при этом соединитель (18а, 18b; 28а, 28b; 58а, 58b) выполнен в виде провода, выступающего наружу над поверхностями пьезоэлектрических керамических слоев (12а-12f; 22а-22d; 41а-41f), причем, по меньшей мере, в одной из двух обращенных друг к другу поверхностей пьезоэлектрических керамических слоев (12а-12f; 22а-22d; 41а-41f) выполнена канавка (14а-14d; 24а-24d; 56a-56f) для размещения в ней, по меньшей мере, частично электрического соединителя (18а, 18b; 28а, 28b; 58а, 58b).
2. Привод или сенсорный элемент по п.1, содержащий электродный слой (16а-16е; 26а-26d), образованный посредством соединения диффузионной сваркой поверхностей пьезоэлектрических керамических слоев (12а-12f; 22а-22d; 41a-41f), причем на указанные поверхности посредством металлизации нанесено металлическое покрытие.
3. Привод или сенсорный элемент по п.1 или 2, содержащий, по меньшей мере, три пьезоэлектрических керамических слоя (12а-12f; 22а-22d; 41а-41f) и, по меньшей мере, две канавки (14а-14d; 24а-24d; 56а-56f), причем канавки (14а-14d; 24а-24d; 56а-56f) расположены со смещением по отношению друг к другу и к продольной оси (29) привода или сенсорного элемента.
4. Привод или сенсорный элемент по любому из пп.1-3, содержащий проводной соединитель (18а, 18b; 28а, 28b; 58а, 58b), выполненный в виде провода волнистой или зубчатой формы.
5. Привод или сенсорный элемент по любому из пп.1-4, содержащий пьезоэлектрические керамические слои (12а-12f; 22а-22d; 41а-41f), выполненные из материала PZT.
6. Привод или сенсорный элемент по любому из пп.1-5, содержащий пьезоэлектрические керамические слои (12а-12f; 22а-22d; 41а-41f), выполненные из PbMg0,308Nb0,617Ti0,075O3.
7. Привод или сенсорный элемент по любому из пп.1-6, содержащий пьезоэлектрические керамические слои (12а-12f; 22а-22d; 41а-41f), выполненные из материала с точкой Кюри выше 400°С, например из Na0,5Bi4,5Ti4O15 или Bi3TiNbO9.
8. Привод или сенсорный элемент по любому из пп.1-7, содержащий электродные слои (16а-16е; 26а-26d), выполненные из металлического материала с точкой Кюри выше 400°С.
9. Привод или сенсорный элемент по любому из пп.1-8, содержащий электродные слои (16а-16е; 26а-26d), выполненные из висмут-титанового сплава.
10. Привод или сенсорный элемент по любому из пп.1-9, содержащий проводные соединители (18a, 18b; 28a, 28b; 58а, 58b), выполненные из металлического материала, стойкого при высокой температуре свыше 250°С.
11. Привод или сенсорный элемент по любому из пп.1-9, содержащий проводные соединители (18а, 18b; 28a, 28b; 58а, 58b), выполненные из содержащего серебро и качественную сталь материала или из материала, содержащего никелевый сплав.
12. Способ изготовления электромеханического привода или сенсорного элемента пакетной конструкции, в котором изготавливают керамические слои (12а-12f; 22а-22d; 41a-41f) из электроактивного материала традиционным в керамическом производстве способом с обеспечением требуемых размеров и допусков от 2 до 3 мм по каждому размеру с учетом последующей механической обработки; шлифуют керамические слои (12а-12f; 22а-22d; 41a-41f) до получения заданной толщины, составляющей, например, 0,15-0,3 мм; выполняют канавки (14а-14d; 24а-24d; 56а-56f) на стороне керамических слоев (12а-12f; 22а-22d; 41a-41f) подвергаемой металлизации; причем глубина канавки (14а-14d; 24а-24d; 56а-56f) не превышает половину толщины соответствующего керамического слоя (12а-12f; 22а-22d; 41а-41f); наносят металлическое покрытие, по меньшей мере, на указанную сторону керамического слоя (12а-12f; 22а-22d; 41а-41f) двухкратным нанесением серебросодержащей пасты и проводят последующий отжиг при температуре 800-820°С; склеивают металлизированные поверхности двух керамических слоев (12а-12f; 22а-22d; 41а-41f) целлюлозным клеем; выполняют диффузионную сварку склеенных слоев путем отжига при температуре 780-800°С, при одноосном сжатии давлением 3-5 кг/см2 в течение 3 ч и охлаждают до комнатной температуры; пропускают по одному проводному соединителю (18а, 18b; 28a, 28b; 58a, 58b) через канавку (14а-14d; 24а-24d; 56а-56f); поляризуют привод или сенсорный элемент воздействием электрического поля на провода (18а, 18b; 28a, 28b; 58a, 58b) при высокой температуре; соединяют между собой одинаковые полюса привода или сенсорного элемента; контролируют требуемые параметры и пьезоэлектрические свойства привода или сенсорного элемента.
13. Концевой выключатель (70) уровнемера, содержащий привод или сенсорный элемент по любому из пп.1-11 и выполненный в соответствии со способом по п.12.
14. Концевой выключатель (70) уровнемера по п.13, в котором сенсорный элемент отделен от привода неполяризованным керамическим слоем (82d).
15. Датчик ускорения (40), содержащий сенсорный элемент по любому из пп.1-11 и выполненный в соответствии со способом по п.12.
RU2002131882/28A 2000-04-27 2000-08-03 Пьезокерамическая многослойная деталь для измерительных приборов и способ ее изготовления RU2264678C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10020549.6 2000-04-27
DE10020549 2000-04-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002131882A RU2002131882A (ru) 2004-05-10
RU2264678C2 true RU2264678C2 (ru) 2005-11-20

Family

ID=7640051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002131882/28A RU2264678C2 (ru) 2000-04-27 2000-08-03 Пьезокерамическая многослойная деталь для измерительных приборов и способ ее изготовления

Country Status (8)

Country Link
US (2) US6710517B2 (ru)
EP (1) EP1277243B1 (ru)
JP (1) JP2003533032A (ru)
CN (1) CN1330014C (ru)
AT (1) ATE540433T1 (ru)
AU (1) AU2000269919A1 (ru)
RU (1) RU2264678C2 (ru)
WO (1) WO2001084642A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540440C1 (ru) * 2013-08-01 2015-02-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" Способ изготовления монолитных многослойных пьезокерамических элементов-столбиков
RU2766272C2 (ru) * 2017-02-28 2022-02-10 Конинклейке Филипс Н.В. Привод на основе электроактивного материала и способ возбуждения
RU221604U1 (ru) * 2023-06-02 2023-11-14 Акционерное общество "ЭКА" Датчик измерения акустической эмиссии

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004007767A1 (de) * 2004-02-18 2005-09-08 Vega Grieshaber Kg Mehrfachelektrode für eine Schwingungserzeugungs- und/oder Schwingungserfassungsvorrichtung
DE102004033311B4 (de) * 2004-07-08 2010-07-22 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
US7174792B2 (en) * 2004-08-09 2007-02-13 Xinetics, Inc. Multi-axis transducer
WO2007024225A1 (en) * 2005-08-26 2007-03-01 Xinetics, Inc. Multi-axis transducer
KR20120093149A (ko) * 2009-07-10 2012-08-22 바이킹 에이티 엘엘씨 장착가능한 암 스마트 재료 액추에이터 및 에너지 수확 장치
EP2452375A4 (en) * 2009-07-10 2014-04-30 Viking At Llc INTELLIGENT SMALL SCALE MATERIAL ACTUATOR AND ENERGY COLLECTION APPARATUS
EP2537246A4 (en) 2010-02-17 2015-04-08 Viking At Llc INTELLIGENT MATERIAL ACTUATOR WITH SWITCHED COMPENSATOR
KR20130132528A (ko) 2010-12-09 2013-12-04 바이킹 에이티 엘엘씨 제2 스테이지를 갖는 고속 스마트 재료 액추에이터
HUE025407T2 (en) * 2011-11-09 2016-07-28 Grieshaber Vega Kg Vibration limiting switch
DE102012100728A1 (de) * 2012-01-30 2013-08-01 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße
DE102013200243A1 (de) * 2013-01-10 2014-07-10 Robert Bosch Gmbh Piezoelektrisches Bauteil und Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauteils
WO2015100280A1 (en) 2013-12-24 2015-07-02 Viking At, Llc Mechanically amplified smart material actuator utilizing layered web assembly
CH709395A1 (de) * 2014-03-21 2015-09-30 Kistler Holding Ag Piezoelektrisches Messelement zur Messung des dynamischen Druckes sowie des statischen Druckes und/oder der Temperatur.
DE102014118393A1 (de) 2014-12-11 2016-06-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße
DE102015112543A1 (de) 2015-07-30 2017-02-02 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße
EP3537117B1 (de) * 2018-03-06 2020-11-11 VEGA Grieshaber KG Piezoelektrische sende- und/oder empfangseinrichtung für einen vibrationssensor, vibrationssensor mit einer solchen piezoelektrischen sende- und/oder empfangseinrichtung sowie verfahren zur herstellung einer piezoelektrischen sende- und/oder empfangseinrichtung für einen vibrationssensor
CN109900927B (zh) * 2019-04-01 2021-08-24 中电科技集团重庆声光电有限公司 一种压电加速度传感器及其制备方法
DE102019111384B3 (de) * 2019-05-02 2020-09-03 Vega Grieshaber Kg Piezoelektrische Sende- und/oder Empfangseinrichtung und Vibrationsgrenzstandsensor mit einer solchen
US20220238784A1 (en) * 2019-05-15 2022-07-28 Tdk Electronics Ag Piezoelectric Device
DE102022105918A1 (de) 2022-03-14 2023-09-14 Vega Grieshaber Kg Vibronischer Grenzstandsensor mit Beschleunigungssensor

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2479987A (en) * 1947-10-11 1949-08-23 Brush Dev Co Multiplate electrotransducer
US2933628A (en) * 1956-01-13 1960-04-19 Piezo Crystal Company Piezo electric crystal holder
US3500852A (en) * 1968-02-07 1970-03-17 Bowles Eng Corp Pure fluid amplifier having a stable undeflected power stream
US4499566A (en) * 1981-01-21 1985-02-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electro-ceramic stack
JPS60103685A (ja) * 1983-11-11 1985-06-07 Nippon Soken Inc 積層型圧電体
US4752712A (en) * 1985-06-10 1988-06-21 Nippon Soken, Inc. Piezoelectric laminate stack
US4803763A (en) * 1986-08-28 1989-02-14 Nippon Soken, Inc. Method of making a laminated piezoelectric transducer
JP2790178B2 (ja) * 1987-06-26 1998-08-27 株式会社村田製作所 電歪共振装置
US4816713A (en) * 1987-10-09 1989-03-28 Change Jr Nicholas D Piezoelectric sensor with FET amplified output
JPH01283069A (ja) * 1988-05-02 1989-11-14 Japan Aviation Electron Ind Ltd 圧電バイモルフ形アクチュエータ
DE3931453C1 (ru) * 1989-09-21 1991-02-28 Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7864 Maulburg, De
JPH03159277A (ja) * 1989-11-17 1991-07-09 Toyota Motor Corp 圧電積層体の製造方法
EP0433824B1 (de) * 1989-12-22 1994-03-02 Asea Brown Boveri Ag Faseroptischer Sensor
US5055734A (en) * 1990-09-28 1991-10-08 Caterpillar Inc. Single-piece multiple electrode conductor
GB9021122D0 (en) * 1990-09-28 1990-11-14 Cookson Group Plc Composite multilayer ceramic structure
JPH04333295A (ja) * 1991-05-09 1992-11-20 Nec Corp 電歪効果素子およびその製造方法
JPH04361575A (ja) * 1991-06-10 1992-12-15 Toyota Motor Corp 積層型圧電体
US5155409A (en) * 1991-07-11 1992-10-13 Caterpillar Inc. Integral conductor for a piezoelectric actuator
US5168189A (en) * 1991-09-18 1992-12-01 Caterpillar Inc. Solderless connector for a solid state motor stack
US5300852A (en) 1991-10-04 1994-04-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Piezoelectric ceramic laminate device
US5459371A (en) * 1993-03-12 1995-10-17 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Multilayer piezoelectric element
US5509815A (en) 1994-06-08 1996-04-23 At&T Corp. Solder medium for circuit interconnection
EP0826643B1 (en) * 1996-08-30 2002-03-13 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Crystal-oriented ceramics and methods for producing the same
CN1259227A (zh) * 1997-06-09 2000-07-05 特尔科迪亚技术股份有限公司 晶体钙钛矿铁电单元的退火和呈现阻挡层特性改善的单元
US5945770A (en) * 1997-08-20 1999-08-31 Acuson Corporation Multilayer ultrasound transducer and the method of manufacture thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540440C1 (ru) * 2013-08-01 2015-02-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" Способ изготовления монолитных многослойных пьезокерамических элементов-столбиков
RU2766272C2 (ru) * 2017-02-28 2022-02-10 Конинклейке Филипс Н.В. Привод на основе электроактивного материала и способ возбуждения
RU221604U1 (ru) * 2023-06-02 2023-11-14 Акционерное общество "ЭКА" Датчик измерения акустической эмиссии

Also Published As

Publication number Publication date
US6710517B2 (en) 2004-03-23
CN1330014C (zh) 2007-08-01
US6834419B2 (en) 2004-12-28
US20020011589A1 (en) 2002-01-31
EP1277243A1 (de) 2003-01-22
AU2000269919A1 (en) 2001-11-12
EP1277243B1 (de) 2012-01-04
JP2003533032A (ja) 2003-11-05
WO2001084642A1 (de) 2001-11-08
CN1452792A (zh) 2003-10-29
ATE540433T1 (de) 2012-01-15
US20040095041A1 (en) 2004-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2264678C2 (ru) Пьезокерамическая многослойная деталь для измерительных приборов и способ ее изготовления
US7791248B2 (en) Piezoelectric composite based on flexoelectric charge separation
US6046526A (en) Production method of laminated piezoelectric device and polarization method thereof and vibration wave driven motor
CN108020362B (zh) 力检测传感器、力觉传感器以及机器人
RU2002131882A (ru) Пьезокерамическая многослойная деталь для измерительных приборов и способ ее изготовления
CN108106757B (zh) 力检测传感器、力传感器、扭矩传感器及机器人
JPH1062445A (ja) 加速度センサ
JP4909607B2 (ja) ２軸加速度センサ
EP0932044B1 (en) Bimorph piezoelectric device for acceleration sensor and method of its manufacture
JP2010539693A (ja) 情報変換器およびその製造方法
US7336022B2 (en) Piezoelectrical bending converter
US5889352A (en) Piezo-electric/electrostrictive film type element
WO2010010502A1 (en) Torsional piezoelectric transducer
WO2021049149A1 (ja) 圧電センサ
JP5031153B2 (ja) 積層電気−機械エネルギー変換素子および振動波駆動装置
JPH0246907B2 (ru)
Watanabe et al. Fundamental consideration of piezoelectric multilayer actuators with interdigital-electrode-type structure
JPH06249706A (ja) 圧電型振動センサ
SU1682938A1 (ru) Пьезоэлектрический акселерометр
JP3020130B2 (ja) 圧力測定機能を有する複合材料
JP2900746B2 (ja) チップ部品及びその製造方法
JP3203629B2 (ja) 圧電型音片振動子及びその製造方法
JPH08201161A (ja) 圧電型振動センサ
JP2909851B2 (ja) 圧電型振動ジャイロ
JP2002286746A (ja) 圧電センサの製造方法