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DE102009005417A1 - Piezoelektrischer oder piezoresistiver Körper mit einem nicht konstanten Querschnitt - Google Patents

Piezoelektrischer oder piezoresistiver Körper mit einem nicht konstanten Querschnitt Download PDF

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Publication number
DE102009005417A1
DE102009005417A1 DE102009005417A DE102009005417A DE102009005417A1 DE 102009005417 A1 DE102009005417 A1 DE 102009005417A1 DE 102009005417 A DE102009005417 A DE 102009005417A DE 102009005417 A DE102009005417 A DE 102009005417A DE 102009005417 A1 DE102009005417 A1 DE 102009005417A1
Authority
DE
Germany
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piezoelectric
piezoresistive
section
constant cross
thickness
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102009005417A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Hartmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HARTMANN, MATTHIAS, DE
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
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Publication of DE102009005417A1 publication Critical patent/DE102009005417A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/206Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using only longitudinal or thickness displacement, e.g. d33 or d31 type devices

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Körper aus piezoelektrischem oder piezoresistivem Material, welcher einen nicht konstanten Querschnitt, also eine nicht konstante Dicke, aufweist. Die in/auf einem piezoelektrischen oder piezoresistiven Element erzeugte mechanische Spannung wird durch Anlegen einer elektrischen Spannung verursacht. Durch einen nicht konstanten Querschnitt des verwendeten piezoelektrischen oder piezoresistiven Körpers erfolgt eine Aufsummierung bzw. Subtraktion der mechanischen Spannungen und führt somit zu einem monolithischen Wegvergrößerungs- bzw. Wegverringerungssystem, im Vergleich zu Körpern mit einem konstanten Querschnitt bei Einwirkung einer gleichen elektrischen Spannung oder eines elektrischen Feldes. Das Patent bezieht sich damit ausdrücklich auf die Verwendung eines piezoelektrischen oder piezoresistiven Körpers, welcher einen nicht konstanten Querschnitt (Dicke) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Körper aus piezoelektrischem oder piezoresistivem Material, welcher einen nicht konstanten Querschnitt (Dicke) aufweist.
  • Durch Anlegen einer elektrischen Spannung in z-Richtung kontrahiert bzw. dehnt sich der Körper aus. Auf Grund des nicht konstanten Querschnittes (Dicke in z-Richtung) des Körpers erfolgt je nach Dimensionierung des Querschnittes eine Aufsummierung oder Subtraktion der Materialspannungen in x- bzw. y-Richtung. Dieses bewirkt durch die Einspannung am Rand des Körpers eine erhöhte bzw. verringerte Auslenkung des Körpers in z-Richtung, im Vergleich zu Körpern konstanter Dicke unter Einwirkung einer dergleichen elektrischen Spannung (1).
  • Stand der Technik
  • Heutzutage werden piezoelektrische und piezoresistive Materialien in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt. Hierbei wird der Effekt ausgenutzt, dass sich diese Elemente mechanisch verformen, wenn eine elektrische Spannung angelegt wird bzw. diese Elemente eine elektrische Spannung erzeugen, wenn sie mit einer mechanischen Spannung/Kraft beaufschlagt werden.
  • Stand der Technik sind hierbei piezoelektrische oder piezoresistive Elemente welche einen konstanten Querschnitt (Dicke) aufweisen.

Claims (5)

  1. Piezoelektrischer oder piezoresistiver Körper, gekennzeichnet durch die in/auf einem piezoelektrischen oder piezoresistiven Element erzeugte mechanische Spannung wird durch Anlegen einer elektrischen Spannung verursacht. Durch einen nicht konstanten Querschnitt, also eine nicht konstante Dicke, des verwendeten piezoelektrischen oder piezoresistiven Körpers, erfolgt eine Aufsummierung/Subtraktion der mechanischen Spannungen. Dieses führt somit zu einem monolithischen Wegvergrößerungs-/Wegverringerungssystem, im Vergleich zu Körpern mit einem konstanten Querschnitt unter Einwirkung derselben elektrischen Spannung. Das Patent bezieht sich damit ausdrücklich auf die Verwendung eines piezoelektrischen oder piezoresistiven Körpers welcher einen nicht konstanten Querschnitt (Dicke) aufweist.
  2. Piezoelektrischer oder piezoresistiver Körper, gekennzeichnet durch die in/auf einem piezoelektrischen oder piezoresistiven Element erzeugte elektrische Spannung/elektrisches Feld wird durch Anlegen einer mechanischen Spannung oder Kraft verursacht. Durch einen nicht konstanten Querschnitt, also eine nicht konstante Dicke, des verwendeten piezoelektrischen oder piezoresistiven Körpers, erfolgt eine Aufsummierung/Subtraktion der mechanischen Spannungen im Element. Dieses führt somit zur Erzeugung einer größeren/kleineren elektrischen Spannung im Vergleich zu Körpern mit einem konstanten Querschnitt unter Einwirkung derselben mechanischen Spannung oder Kraft. Das Patent bezieht sich damit ausdrücklich auf die Verwendung eines piezoelektrischen oder piezoresistiven Körpers welcher einen nicht konstanten Querschnitt (Dicke) aufweist.
  3. Es können mehrere piezoelektrische oder piezoresistive Elemente/Körper, welche einen nicht konstanten Querschnitt (Dicke) aufweisen, gekoppelt werden um die in Punkt 1 und/oder Punkt 2 beschriebenen Effekte zu vergrößern, zu verringern oder nicht zu beeinflussen.
  4. Es können nicht-piezoelektrische oder nicht-piezoresistive Körper mit denen unter Punkt 1 bis 3 beschriebenen Körpern bzw. Baugruppen gekoppelt werden, wobei mindestens ein piezoelektrischer oder piezoresistiver Körper einen nicht konstanten Querschnitt (Dicke) aufweist.
  5. Es können weitere piezoelektrische oder piezoresistive Körper, welche konstanten Querschnitt haben, mit denen unter Punkt 1 bis 4 beschriebenen Körpern bzw. Baugruppen gekoppelt werden, wobei mindestens ein piezoelektrischer oder piezoresistiver Körper einen nicht konstanten Querschnitt (Dicke) aufweist.
DE102009005417A 2009-01-19 2009-01-19 Piezoelektrischer oder piezoresistiver Körper mit einem nicht konstanten Querschnitt Withdrawn DE102009005417A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018162231A1 (de) * 2017-03-07 2018-09-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Spiegel mit einer piezoelektrisch aktiven schicht

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