1998 Fiscal Year Annual Research Report

画期的なハイパワー超音波機能材料開発のための新しい自動評価システムに関する研究

Research Project

Project/Area Number	10650660
Research Institution	Yamagata University
Principal Investigator	広瀬精二山形大学, 工学部, 教授 (70007201)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	高橋貞行日本電気, 研究開発グループ, 主席研究員青柳学山形大学, 工学部, 助手 (80231786) 富川義朗山形大学, 工学部, 教授 (80007004)
Keywords	圧電振動子 / ハイパワー / 振動損失 / 誘電体損失 / 自動測定
Research Abstract	本研究は,ハイパワー励振状態での圧電セラミックスの"振動による内部損失"と"誘電体損失"を分離して,しかも同時に,コンピュータ制御による自動測定装置により測定し,圧電セラミックスの組成,作製方法による特性の違いを短時間のうちに評価できるシステムを開発しようとするものである. 申請者はこれまでに,振動による内部損失の自動測定システムを開発している.この装置をさらにシステム・アップして,超音波機能材料である圧電セラミックスの"振動による内部損失"だけでなく,"誘電体損失"も同時に測定できる自動測定装置の実現を目指す. 初年度である平成10年度は,"振動による内部損失"と"誘電体損失"を分離して測定する測定システムの作製を行った.まず,新しい優れた等価回路の提案を行った.すなわちハイパワー励振時に"振動による内部損失"と"誘電体損失"を分離して測定するのに適している理由から,超音波機能デバイスの等価回路として,全く新しく最適な等価回路の提案を行った.すなわち,従来のLCR共振回路と並列容量Cdからなる回路に全体に直列接続的に誘電体損失抵抗が存在する回路である. この等価回路を基に両損失を分離して測定する測定システムを作製する.研究実施項目と内容を箇条書きにより以下に記す. (1) 等価回路の導出:等価回路定数の損失位相角を考慮に入れて新しい等価回路の導出を行った. (2) 次いで,分離測定のための電子回路の設計と試作を行って動作確認を行った. (3) 両損失同時測定のための自動測定ソフトウェアを作製した. (4) 高電圧発生用の圧電トランスにこの新しい等価回路を適用して効率最大となる周波数を計算機シュミレーション結果と実験とを比較検討を行ったところ,効率最大となる周波数が両者間で良く一致しており,等価回路の妥当性が明らかとされた.

Research Products
(10 results)

All Other

All Publications (10 results)

[Publications] S.Hirose,Y.Tomikawa et al: "Improved Measuring Method of Dielectric and Mechanical Losses of Piezoelectric Transducer under High-Power Excitation" WORLD CERAMIC CONGRESS (FLORENCE,ITALY). SVIII・1-P07 (1998)
[Publications] T.Takano,S.Hirose et al: "Characteristics of a Same-Phase Drive Type Ultrasonic Motor Using a Flexural Disk Vibrator" WORLD CERAMIC CONGRESS (FLORENCE,ITALY). SVIII・1-P03 (1998)
[Publications] T.Inoue,S.Hirose et al: "Third Order Longitudinal Piezoelectric Ceramic Transformer for High-Voltage Power Inverter" IEICE TRANS.ELECTRON.E81-C. 1128-1135 (1998)
[Publications] 広瀬、滝田: "圧電トランスの動向と展望/新しい設計法" 超音波 TECHNO. 10. 5-9 (1998)
[Publications] 井上、広瀬他: "長さ縦3次モードを用いたカラーLCDバックライト用圧電トランス-インバータの高効率化、幅狭化に向けて-" 超音波 TECHNO. 10. 22-26 (1998)
[Publications] 広瀬、滝田、高橋: "圧電トランスの現状と展望及び新設計法" 平成10年電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集. 17-22 (1998)
[Publications] 滝田、広瀬: "圧電トランス設計の体系化に関する研究(その1) -圧電材料のハイパワー特性ならびに負荷の容量成分を考慮した場合-" 日本音響学会平成10年度秋季研究発表会講演論文集. II. 1247-1250 (1998)
[Publications] S.Hirose,N.Takita et al: "New Design Method of Piezoelectric Transformer Considering High-Power Characteristics of Various Composition Ceramics" IEEE98 Ultrasonic Symp.PBB-1 (1998)
[Publications] 桜井、広瀬他: "圧電振動子の新しい等価回路の提案" 第61回弾性波素子技術150委員会研究会資料. 61. 17-20 (1999)
[Publications] 広瀬、滝田、高橋他: "圧電材料のハイパワー特性を考慮した圧電トランスの設計" 第61回弾性波素子技術150委員会研究会資料. 61. 29-32 (1999)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

画期的なハイパワー超音波機能材料開発のための新しい自動評価システムに関する研究

Principal Investigator

広瀬 精二 山形大学, 工学部, 教授 (70007201)

Research Products

[Publications] S.Hirose,Y.Tomikawa et al: "Improved Measuring Method of Dielectric and Mechanical Losses of Piezoelectric Transducer under High-Power Excitation" WORLD CERAMIC CONGRESS (FLORENCE,ITALY). SVIII・1-P07 (1998)

[Publications] T.Takano,S.Hirose et al: "Characteristics of a Same-Phase Drive Type Ultrasonic Motor Using a Flexural Disk Vibrator" WORLD CERAMIC CONGRESS (FLORENCE,ITALY). SVIII・1-P03 (1998)

[Publications] T.Inoue,S.Hirose et al: "Third Order Longitudinal Piezoelectric Ceramic Transformer for High-Voltage Power Inverter" IEICE TRANS.ELECTRON.E81-C. 1128-1135 (1998)

[Publications] 広瀬、滝田: "圧電トランスの動向と展望/新しい設計法" 超音波 TECHNO. 10. 5-9 (1998)

[Publications] 井上、広瀬 他: "長さ縦3次モードを用いたカラーLCDバックライト用圧電トランス-インバータの高効率化、幅狭化に向けて-" 超音波 TECHNO. 10. 22-26 (1998)

[Publications] 広瀬、滝田、高橋: "圧電トランスの現状と展望及び新設計法" 平成10年電気学会 電子・情報・システム部門大会講演論文集. 17-22 (1998)

[Publications] 滝田、広瀬: "圧電トランス設計の体系化に関する研究(その1) -圧電材料のハイパワー特性ならびに負荷の容量成分を考慮した場合-" 日本音響学会平成10年度秋季研究発表会 講演論文集. II. 1247-1250 (1998)

[Publications] S.Hirose,N.Takita et al: "New Design Method of Piezoelectric Transformer Considering High-Power Characteristics of Various Composition Ceramics" IEEE98 Ultrasonic Symp.PBB-1 (1998)

[Publications] 桜井、広瀬 他: "圧電振動子の新しい等価回路の提案" 第61回 弾性波素子技術150委員会 研究会資料. 61. 17-20 (1999)

[Publications] 広瀬、滝田、高橋 他: "圧電材料のハイパワー特性を考慮した圧電トランスの設計" 第61回 弾性波素子技術150委員会 研究会資料. 61. 29-32 (1999)

広瀬精二山形大学, 工学部, 教授 (70007201)

[Publications] 井上、広瀬他: "長さ縦3次モードを用いたカラーLCDバックライト用圧電トランス-インバータの高効率化、幅狭化に向けて-" 超音波 TECHNO. 10. 22-26 (1998)

[Publications] 広瀬、滝田、高橋: "圧電トランスの現状と展望及び新設計法" 平成10年電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集. 17-22 (1998)

[Publications] 滝田、広瀬: "圧電トランス設計の体系化に関する研究(その1) -圧電材料のハイパワー特性ならびに負荷の容量成分を考慮した場合-" 日本音響学会平成10年度秋季研究発表会講演論文集. II. 1247-1250 (1998)

[Publications] 桜井、広瀬他: "圧電振動子の新しい等価回路の提案" 第61回弾性波素子技術150委員会研究会資料. 61. 17-20 (1999)

[Publications] 広瀬、滝田、高橋他: "圧電材料のハイパワー特性を考慮した圧電トランスの設計" 第61回弾性波素子技術150委員会研究会資料. 61. 29-32 (1999)