Brevet FR2287134A1 — publié le 19760430

L'invention concerne un élément de transmission piézo-électrique en matière céramique polarisable affectant la forme d'un mince disque ou d'une plaquette plane dont les faces frontales sont munies d'électrodes pour l'application d'une tension d'excitation, ainsi que d'électrodes pour l'application d'une tension de polarisation et pour le prélèvement d'une tension d'exploration. Un tel élément de transmission piézo-électrique est connu entre autres du brevet américain n0 3 535 686. Les corps en matière céramique décrits dans ledit document et affectant la forme d'un mince disque, c'est-àdire un corps dont les dimensions radiales sont relativement grandes par rapport aux dimensions axiales, sont réalisés par exemple en titanate de baryum ou en zirconate double de plomb et de titane, ces corps étant de ce fait polarisables et pouvant être utilisés pour des modes de vibration conduisant à des dilatations radiales ou périphériques e En ce qui concerne la construction plus simple, on met à profit le mode de vibration radial d'un mince disque. In'élément de transmission présente une région de fr & Weates passantes nettement limitée, un coefficient d'amplification de tenaiot-~3evé, et un rapport signal/bruit élevé. Comme cela est illustré dans les figures du document précisé cidessus, il est habituel d'aménager ou de déposer par évaporation ,les électrodes gur les faces frontales des disques en matière céramique, ce qui signifie que l'épaisseur du corps en matière céramique est partout la même en direction radiale. Dans le dispositif connu, l'électrode d'excitation (appelée aussi l'électrode d'oscillateur) est aménagée concentriquement au bord du disque tandis qu'au cours de ladite électrode se situent lesdites électrodes distinctes qui doivent recevoir la tension de polarisation ou de dépolarisation appelée par la suite également la tension d'inscription, lesdites électrodes se trouvant à une distance bien déterminée de l'électrode d'oscillateur et étant en outre séparées les unes des autres.Au moins une de ces électrodes peut être utilisée comme électrode dite de rétro couplage pour le circuit d'oscillateur, comme cela est indiqué en principe dans le document allemand "Auslegeschrift" n0 2 003 396. Sur les deux faces du corps en matière céramique c' est-à#ire sur les deux #aces frontales de celut-cI, les élec trodes précisée ci-dessus peuvent occuper des positions mutuelles # es identiques. Toutefois, il est courant aussi et surtout moins eo- > eux brsque les électrodes distinctes séparées les unes des autres ne sont aménagées que sur une des faces rror ales, ceper- an que sur l' & tre face frontale est aménagée une contre-électrode commune qui, normalement, est connectée au point de référence commun, par exemple la masse. Lors de l'application d'une tension alternative à l'électrode d'oscillateur, on peut, en cas de polarisation des parties du corps en matière céramique situées sous les électrodes distinctes, prélever sur celles-ci de manière connue une tension alternative de sortie qui par la suite est appelée également "ten- sion d'exploration" et dont l'amplitude est fonction des dimensions géométriques et des caractéristiques significatives de la matière constituant le disque, de l'amplitude de la tension d'oscillateur ainsi que de l'amplitude de la tension d'inscription appliquée en dernier lieu à l'électrode correspondante. Les dispositifs décrits ont en outre l'avantage que les paramètres de transmission caractéristiques sont peu sujets à des variations de température. Le but de l'invention est de procurer un élément de transmission piézo-électrique qui appartient au genre précisé ci-dessus et lors de l'emploi duquel il est possible de se contenter de tensions d'inscription relativement faibles. tans ce but, l'invention est remarquable en ce que l'électrode (les électrodes) pour la (les) tension (s) de polarisation et d'exploration est (sont) élaborée (s) dans des évidements d'au moins une face frontale.On sait que l'amplitude de la tension continue pour la polarisation ainsi que pour la dépolarisation doit augmenter avec l'épaisseur d'un tel élément de transmission piézo-électrique dans la direction de polarisation et de dépolarisation, ce qui signifie que dans le cas où on utilise un disque plus épais, l'amplitude de la tension d'inscription doit être plus élevée, cependant que dans le cas d'emploi d'un disque plus mince, l'amplitude de ladite tension doit être plus petite.En l'absence d'autres mesures, ce but doit donc être atteint du fait que l'on réduit l'épaisseur des disques dans le cas où on utilise des tensions d'inscription à plus faibles amplitudes. T'outefois, on complique de ce fait la manipu lation de ces minces disques ou plaquettes planes; en effet du fait que ces disques ou plaquettes sont enmatière céramique, le risque de leur rupture est assez grand. Dans le cas où l'on met à profit l'invention, le risque de rupture n'est toutefois pas augmenté. Par conséquent, l'avantage de l'invention est que les éléments de transmission piézo-électriques dont l'épaisseur est dé#à très petite ne subissent pas davantage de contrainte et que le risque d'une rupture ou d'arrachage de particules aux bords latéraux des éléments reste le même que dans le cas d'emploi d'éléments de transmission connus jusqu'à l'heure actuelle. La description suivante, en regard du dessin annexé, le tout donné à tire d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'un élément de transmission piézo-électrique conforme à l'invention et affectant la forme d'un mince disque muni d'une contre-électrode connirtine. La figure 2 est une vue en perspective d'une partie d'un élément de transYdssion piézo-électrique conforme à l'invention et affectant la forme d'un mince disque muni de contre-électrode distinctes. La description ci-après se rapporte aux deux éléments de transmission représentés sur ces figures 1 et 2. Sur les figures en question, la référence I indique l'élément de transmission piézo-électrique affectant la forme d'un mince disque. L'épaisseur D de ce disque est par exemple égale à environ 150/u5 et comme le permettent de constater les figures, il stagit-là de la seule épaisseur de matière céramique. Le rayon R1 du disque est égal à environ 6 mm, de sorte que le diamètre du disque atteint environ 12 mm. Sur une des faces frontales, à savoir la face frontale supérieure sur les figures, on a aménagé concentriquemerf; l'électrode d'excitation ou électrode d'oscillateur 2, tandis que sur la face frontale opposée, donc la face inférieure sur les figures, on a aménagé la contre-électrode commune 3 (figure 1) ou les contre-électrodes distinctes 4 (figure 2). Lesdites contre-électrodes 3 et 4 sont connectées chaque fois à un point de référence commun, par exemple la masse. le rayon r2 de l'électrode d'oscillateur 2 est égal à environ 2mm. Cette électrode 2 reçoit la tension d ' oscil- lateur Cas l'intermédiaire de la borne E. En respectant un rayon R2 égal à environ 4fin, on a aménagé autour de l'électrode 2 les électrodes circulaires T, et cela non pas, comme connu,sur la face frontale de l'élément piézo-électrique 1, mais à l'intérieur de celui-ci. Dans ce but, l'élément de transmission piézo-électrique est muni d'évidements, dans la région des électrodes 5, ces évidements étant formés Pr exemple par décapage, de sorte qu'en ces endroits, l'épaisseur du disque, indiquée par di sur les figures, est plus petite que l'épaisseur D, déjà précisée.Dans l'exemple de réalisation répondant à la figure 1, 1'épaisseurd1 est comprise entre environ 60 U et 100/u cependant que dans l'exemple de réalisation répon- ayant à la figure 2, 1 epaisseur est comprise entre seulement 30/u et 50/u. Il se peut, et cela également lors de l'emploi d'une contre-électrode commune 3 comme c'ost le cas sur la figure 1, au'à 1'épaisseur dl on donne la même valeur que dans l'exemple répondant à la figure 2. les rayons des électrodes 5 aménagées dans les évidements et notamment, comme le permet de constater la figure, les rayons intérieurs ri, sont égaux à environ 1mm. Par l'intermédiaire des morceaux de connexion posés sur les faces frontales on a raccordé alors aux électrodes distinctes 5 les connexions électriques correspondantes, les connexions S1 à S4 étant utilisées pour les tensions continues pour la polarisation et la dépolarisation, c'est-à-dire les connexions pour les tensions d'ainsi cription, alors que les connexions PI à P4 sont utilisées pour les tensions alternatives de sortie, c'est-à-dire les tensions d' exploration. L'épaisseur d2 des électrodes est par exemple égale à environ 1600 . La connexion 2 est par exemple une connexion de rétrocouplage, comme décrite déjà ci-dessus au début de cet exposé. Ledit exemple se rapporte à un élément de transmission piézo-électrique à fréquence de résonance égale à 200 kHz. Dans le cas d'un disque qui est dépourvu d'électrodes élaborées à l'intérieur de ce disque et dont les dimensions sont pour le reste les mêmes, on doit, pour une variation déterminée de la tension alternative de sortie, appliquer une tension continue de polarisation ou de dépolarisation de l'ordre d'environ 150 V. Par la réduction de l'épaisseur du disque entre les électrodes pour les tensions dtinscription et d'exploration, on a obtenu qu'en guise de tensions continues correspondantes, il suffit d'utiliser une tension de 50V en présence d'une épaisseur de 50 u, et une - tension de 30 V en présence d'une épaisseur de 30/u. fie préférence, la matière piézo-électrique formant le disque répond à la composition (Pbo 91La ) (Ti0,35Zr 0,65)03, cependant que les électrodes sont formé8s deux couches déposées, à savoir une couche d'adhérence en chrome-ni o ckel présentant une épaisseur de 100 A, et une couche d'or qui est aménagée sur cette couche et dont l'épaisseur est égale à 1500 A. En raison de ce que les électrodes d'excitation servent exclusivement à l'engendrement des oscillations électriques et que, dans le présent cas, on n'applique pas une tension continue de polarisation ou de dépolarisation au cours du fonctionnement, il n'est pas strictement nécessaire d'aménager cette électrode dans un évidement ou de procéder au décapage de la matière céramique dans le but de réduire l'epaisseur du disque en cet endroit. L'invention peut être utilisée également dans le cas d'autres matières céramiques. L'application de l'invention n'est pas fonction des modes d'oscillation suivant lesquels fonctionne l'élément de transmission piézo-électrique. Etant donné que les diamètres des évidements prévus pour les électrodes 5 sont très petits par rapport à la longueur d'onde acoustique, l'influence de cette longueur d'onde sur le comportement d'oscillation est pratiquement négligeable pour cet exemple de réalisation, tandis que pour la même raison, la distance entre ces évidements et le centre du disque n'est pas critique. De tels éléments de transmission piézo-électriques peuvent être utilisés dans le dispositif de manoeuvre d'un appareil de télévision, et cela notamment pour l'emmagasinage et le transfert des fonctions dites de manoeuvre, par exemple le volume de son, la luminance, le contraste, etc. #EVENDICBrCZONS 1. Elément de transmission piézo-électrique en matière céramique polarisable affectant la forme d'un mince disque ou d'une plaquette plane dont les faces frontales sont munies d'électrodes pour l'application d'une tension d'excitation, ainsi que d'électrodes pour l'application d'une tension de polarisation et pour le prélèvement d'une tension d'exploration, caractérisé en ce que l'électrode (les électrodes) pour la (les) tensions de polarisation et d'exploitation est (sont) élaborée (s) dans des évidements d'au moins une face frontale. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux faces frontales, les électrodes pour la (les) tension (s) de polarisation et d'exploitation sont aménagées dans des évidements. 3. Elément selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière céramique répond à la composition (Pb0,91 LaO,06) (oei0,35zr0,65) C3 cependant que les dimensions du disque répondent à un mode d'oscillation radiale.