質問: 超音波を出したいのですが・・・ 現在、研究で圧電セラミックを使用し超音波を出そうとしています。 ファンクションジェネレイタを使って圧電セラミックの共振周波数である480khzぐらいの周波数と入力電圧20vp-pを入力しています。 この状態で超音波を出すことができません。私たちは入力電圧が小さいと思っているのですが、それが正しいかさえもわかりません。超音波の出し方について詳しい方、ぜひ教えてほしいのですが。
回答: 40khzの超音波センサーと、10mhz用の広帯域センサーぐらいしか扱ったことが無く、裸のセラミックについては未経験なので、参考になるかどうかわかりませんが・・・。 圧電セラミックの q が大きい場合、共振周波数から少しでも外れると超音波が出なくなります。「480khzぐらい」とあるので、いくらか周波数をスイープさせたと思いますが、きわめてゆっくりと変えないと、ピークを見逃すことがあります。 別の方法として、インピーダンスの変化を見る方法があります。ファンクションジェネレータとセラミック素子の間に、小さな抵抗器(たとえば22ω位)を入れ、素子の電圧と電流を2チャンネルオシロで同時に観測します。周波数を変化させると徐々に位相差が変化し、共振点あたりで振幅や位相が急激に変化して、容量性負荷が誘導性負荷に変わったりします。このとき、電圧や電流に大きなピークが生じれば、共振していると考えてまず間違いありません。 電気的に共振していても、実際に能率良く超音波を出しているかどうかは、また別問題です。これを調べるには、同等の素子を対向させてマイクロホンとして使い、超音波を受信するかどうかを調べれば良いと思います。