1989 Fiscal Year Annual Research Report
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01850038
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
内野 研二 上智大学, 理工学部, 助教授 (00108226)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
任田 正之 日産自動車, 中央研究所・材料研究所, 研究員
大西 一正 アルプス電気, 新潟事業部・長岡工場, 課長
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| Keywords | 超音波モ-タ / 大電圧駆動 / 圧電振動子 / サ-ボアナライザ / インピ-ダンス |
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| Research Abstract |
超音波モ-タにおいては、圧電セラミック素子にかなり大きな交番電界が印加されて駆動される。従って、圧電振動状態の駆動電圧依存性を知ることが重要である。本年度においては、圧電振動子の大電圧駆動下におけるインピ-ダンス測定系を完成することを最重要課題とし、それを使用して数種の圧電材料について測定を試みた。
測定は、コンピュ-タ-(NEC,PC9801)による自動化を図り、高電圧高速電力増幅器(NF回路,4305)を通じて交流大電圧を測定試料に印加、そのインピ-ダンスを周波数特性分析器(NF回路5070)によって計測した。周波数を掃引してインピ-ダンスを測定し、アドミッタンス円を描かせ、圧電共振に関わるパラメ-タを計算するのに、合計20秒程度でできるプログラムを完成した。
通常のインピ-ダンスアナライザ(1V/1mm厚試料)での測定値と比較して、サ-ボアナライザ(35V/1mm)で測定した場合には、電気機械結合係数kは著しく増大し、一方機械的性能指数Qは減少することがわかった。その原因には、圧電振動の電圧についての非線形効果と、発熱による温度変化に2つが考えられ、前者の寄与が80%程度であることがわかった。また、周波数の掃引中に、高電圧の場合(30V以上)、瞬間的(1秒程度)に80℃以上になることもあり、圧電体材料の脱分極の危険性のあることも判明した。
種々の材料を検討した結果、ハ-ドな圧電材料ほどソフトなものと比較して、駆動電圧依存性は小さかった。
当該研究実績については、1990年春の応用物理学会(29pーZー4)にて報告済みである。
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[Publications] K.Uchino,H.Negishi,and T.Hirose: "Drive Voltage Dependence of Electromechanical Resonarce in PLZT Piezoelectric Ceramics" Jpn.J.Appl.Phys. 28ー2. 47-49 (1989)
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[Publications] K.Uchino and T.Fushimi: "Drive Voltage Dependence of Piezoelectric Resonance" 窯業協会論文誌.
