Александр Филиппович Плонский - Пьезоэлектричество

частот радиопередатчиков в тех случаях, когда требования к устойчивости частоты колебаний не слишком велики. Некоторые типы пьезоэлектрических резонаторов имеют довольно большие размеры (до 10 см) и для их изготовления требуется много сырья. В этом случае применение дешёвых кристаллов этилендиаминтартрата представляет особенный интерес.

Были предприняты и поиски заменителей сегнетовой соли. Сегнетовая соль при всей её дешевизне имеет, как уже говорилось, ряд крупных недостатков. Она хрупка, отличается малой влагостойкостью, низкой температурой плавления и т. д. Требовалось найти дешёвые синтетические кристаллы, которые, с одной стороны, были бы близки к сегнетовой соли по силе пьезоэлектрического эффекта, а с другой стороны, не имели её недостатков.

Такие кристаллы были найдены. Это дигидрофосфат аммония — кристаллическое вещество со сложным химическим составом, которое обладает довольно сильным пьезоэлектрическим эффектом, отличается достаточно высокой механической прочностью, плавится при температуре около 190° Ц и сохраняет неизменность свойств при нагревании до 100°. Дигидрофосфат аммония растворим в воде, однако, в противоположность сегнетовой соли, влагостоек и может подолгу находиться во влажном воздухе.

Поэтому в последнее время дигидрофосфат аммония начинает вытеснять сегнетовую соль. Во время второй мировой войны пластинки из кристаллов этого вещества стали применять в излучателях ультразвука. Недавно в Советском Союзе были разработаны конструкции пьезоэлектрических микрофонов, звукоснимателей и других приборов с пьезоэлементами из дигидрофосфата аммония.

По мере развития пьезоэлектрической техники непрерывно совершенствуются методы производства и конструкции пьезоэлементов и резонаторов.

Так, до последнего времени в пьезоэлектрических резонаторах применялись накладные электроды в виде плоских металлических пластин. Теперь электроды делают в виде тонкого серебряного или золотого слоя, нанесённого на поверхность пластинки. Такая конструкция резонатора значительно улучшает его резонансные свойства.

Высококачественные кварцевые резонаторы собираются в стеклянных или металлических баллонах, из которых откачивается воздух. Такие резонаторы называются вакуумированными. Они отличаются исключительно высокими резонансными свойствами, так как разреженный воздух оказывает меньшее сопротивление колебаниям пластинки.

Внешний вид вакуумированного резонатора с электродами в виде тонкого металлического слоя показан на рис. 31.

Рис. 31. Внешний вид вакуумированного резонатора с электродами в виде тонкого металлического слоя.

В современном пьезокварцевом производстве широко применяется автоматика. Так, например, шлифовка пластин производится на специальных плоскошлифовальных станках-автоматах.

Большие успехи достигнуты и в разработке электрических приборов с пьезорезонаторами. Созданы источники электрических колебаний с кварцевой стабилизацией, обладающие исключительно высокой стабильностью. Частота колебаний, создаваемых подобным источником, в течение месяца изменяется всего на несколько миллионных долей процента.

Такие высокостабильные генераторы электрических колебаний называют стандартами или эталонами частоты. С их помощью можно определять не только частоту, но и время.

Существуют так называемые синхронные электромоторы, отличительной особенностью которых служит строгая зависимость числа оборотов в минуту от частоты переменного электрического тока, питающего мотор. Если частота подводимого к мотору тока строго постоянна, то строго постоянно и число оборотов в единицу времени.

Предположим, что синхронный электромотор соединён с зубчатым механизмом, вращающим часовые стрелки. Ясно, что точность таких часов будет зависеть от того, насколько стабильна частота переменного тока. Если к синхронному мотору подвести переменный ток, создаваемый стандартом частоты, то часы будут спешить или отставать всего на несколько десятитысячных долей секунды в сутки.

С обычными часами получить такую точность невозможно. Вот почему стандарты частоты применяются для особо точного измерения времени.

Мы рассмотрели далеко не все --">