2021 Fiscal Year Annual Research Report
Measurement of the longitudinal effect and antiresonance characteristics of piezoelectric ceramics under large vibration levels
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17K06805
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| Research Institution | Nagaoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
梅田 幹雄 長岡工業高等専門学校, 電子制御工学科, 教授 (00342478)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 電気的過渡応答法 / 圧電縦効果 / 高振動レベル / 簡易測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，電気的過渡応答法を発展させ，反共振点での振動レベル特性を測定してその傾向を明らかにすること，圧電縦効果振動子の振動レベル特性を測定してその傾向を明らかにすること，新しい測定手法を提案して日本工業規格等に展開できるか検討すること，を主目的としている。
まず，反共振点でのレベル特性について駆動回路遮断法と複合振動子法を提案し試みた。前者は電源の破損により断念し，後者は圧電横効果振動子と圧電縦効果振動子を組み合わせた複合振動子を用いて予備実験を行ったが，測定誤差率が大きくなることが明らかとなった。その要因として電極配置の影響等が考えられた。また，コンデンサ挿入法を提案し，共振～反共振間の特性測定を試みたが，測定結果にコンデンサの特性が含まれた形となると考察されたため一旦断念することとした。
次いで，電気的共振下における圧電縦効果振動子の振動レベルを測定した。今年度はその結果を圧電横効果振動子の振動レベル特性と比較しまとめて論じた。振動レベルを振動速度で表示した場合，圧電縦効果振動子の諸特性の変化率は圧電横効果振動子との比較で小さいことが明らかにされた。また，高振動レベルにおいて，圧電縦効果振動子の機械的損失は圧電横効果振動子に比べ少ないことが明らかとなった。また，それぞれの高調波成分の振幅特性と位相差特性を解析し比較した。
一方，新しい測定手法としてレーザドップラ振動速度計を用いずに簡易的に高振動レベル下での特性を測定算出する方法について提案し検討した。本来の電気的過渡応答法による測定算出結果と比較したところ，弾性コンプライアンスと機械的品質係数の振動レベル特性の傾向はほぼ一致したものとなった。簡易的な振動レベル特性の傾向を測定する手法として有用と考えられる。
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