圧電素子のエネルギー変換現象はセンサやアクチュエータに利用されているそうですが、どんな物があるのですか。できれば、簡単な仕組みを交えてお願いします。

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A 回答 (4件)

以下の参考URLサイトに関連質問の回答があります。


「圧電インパクト駆動機構」
さらに
http://www.ms.yamanashi.ac.jp/announce/teachers/ …
(積層圧電素子の打撃力の利用)
http://www.jst.go.jp/giten/tecinfo/97/95101.htm
(積層圧電アクチュエータ型圧電素子弁)
http://www.jst.go.jp/giten/tecinfo/00/99059.htm
(圧電素子による衝撃力を用いた精密位置決め装置)
http://www.fdk.co.jp/cyber-j/se18-j/se18.html
(圧電ブザー)
これ以外にもネットで検索すれば沢山Hitします。

ご参考まで。

参考URL:http://www.intellect.pe.u-tokyo.ac.jp/research/p …
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他の方々が色々と例を挙げたあとなので、センサーとしては自動車用のノックセンサーを挙げておきます。

ピエゾ素子にある周波数に共振するように錘を取り付けた構造で、エンジンがノッキングを起こしたときの周波数に共振するようにしておきノッキングを検出するようになっています。

アクチュエーターとしては超音波振動子(測距用や加湿器に利用)や、ちょっと変わった所では自動車用のダンパー制御(バンパー内の油路の制御)に使用した例が有ります。これはある程度のストロークを得るためにピエゾ素子を多数重ねて使用していました。電磁式の従来のアクチュエーターと比べると応答性が良いことで採用されたようです。
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圧力を加えると電位差が発生する、逆に電位差を与えると圧力(変形)する。


後者は特にピエゾ素子と呼ばれています。
前者の用途の代表としては電子ライターやガスこんろなど押さえると火花が出て着火元となるものによく使われます。
後者としては、インクジェットプリンタのインク噴出機構が有名です。
2枚の板の間に空間を作って、周りをピエゾ素子で囲んだものを作って2枚の板に電圧をかけると、ピエゾ素子が伸び縮みし空間の体積が変化します。
これを利用して微少な液体を噴出するポンプとして利用しています。
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 センサとしては、ジャイロがあります。

これは、音叉形状に成型した圧電デバイスに加速度がかかると、各々の腕の振動数が変化することを利用して、どの方向に何度向きが変わったかを検知するものです。自動車などのナビゲーションシステムに利用しています。
 アクチュエータとしては、振動を利用したパーツフィーダが代表ではないでしょうか。これが高精度になると、原子間力顕微鏡や走査型トンネル顕微鏡などのヘッドを駆動するのに用いられます。同様に振動を利用した、超音波モータも存在します。
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Q圧電素子の駆動方法が分からなくて困っています

圧電素子にファンクションジェネレータで正弦波の電圧を印加して振動させようと思っているのですが,うまく振動しません.増幅回路を使って駆動させればよいとは思うものの,電子回路に関して初心者なため困っています.
増幅回路についてのアドバイスと,一般的な圧電素子の駆動方法を知っている方がいましたら一言お願いします.

ちなみに私が使っている圧電素子はRSのEB-T-320という製品です.

Aベストアンサー

cter2007さん、再び今晩は。
人が触って感知できるのはせいぜい1KHz程度までです(実験済み)。
おそらく100um以上の振幅が必要と思います(根拠なし)。

この点で、お考えの「センサ」では無理かなと思います。
・共振点でなければ大振幅が得られない。
・高電圧駆動時の絶縁の問題と振動減衰が両立しないだろう。

お使いの「センサ」に拘る限り工学的に意味の無い実験となりかねません。
私ならセンサ(振動子)選びからやり直します。
このメーカWEBは見ましたが何の情報も得られないですね。
再度書きますが、ブザーの類から選ぶことです。

なお触感が得られるのは普通可聴周波数になりますよ。

Q圧電素子とは?

圧力を電圧に変換する圧電素子というものがあるそうですが、たとえば家やビルの基礎に置いておいたら建物が解体されるまでずっと発電し続けるということになるのでしょうか?

…という質問でわかる通り、私は文系でこの方面はまるでわかりません。ウィキペディアなども読んでみたのですがチンプンカンプンでした。どうぞお手柔らかに、子供に教えるように圧電素子の基本的な原理や発電の仕組みなど説明してくださるか、あるいはサイトなどご紹介いただけると幸いです。

Aベストアンサー

>圧力を電圧に変換する圧電素子というものがあるそうですが、
>たとえば家やビルの基礎に置いておいたら建物が解体されるまで
>ずっと発電し続けるということになるのでしょうか?

圧力を電圧に変換するというより、圧力によって電荷の片寄り(分極)
が起きるという方が正確でしょう。電荷を電線で外にちょびっと
取り出すと消えてしまいます。

Q圧電素子のインピーダンス

圧電素子を駆動させて超音波を発振しようとしています。40V程度の電圧を素子に印加しているのですが、同じ特性の別の素子で発振された音波を受波すると出力される電圧はせいぜい10mV程度です。インピーダンスのマッチングを行っていないために高い電圧を印加しても実際に素子のドライブに使われている電力が小さいのではないかと考え、素子の駆動周波数においての電圧波形と電流波形の位相のずれを調べてみたのですが、駆動周波数では位相が一致していました。この場合この周波数における等価回路を書くとしたら単純に抵抗だけと考えて差し支えないのでしょうか。また位相が一致しているということは素子に印加した分の電力はすべて素子のドライブに使われていると考えてよいでしょうか。

ご存知の方がおられましたらご回答お願い致します。

Aベストアンサー

駆動電圧と電流の位相が一致していると言うことですので、素子は単純な抵抗と扱って良いと思います。

問題は、素子の機械的な振動から音波への変換の部分かと思います。
ここでの変換効率が低いと、素子に入った電力は大半が素子の機械的損失として消費されて熱になってしまうかと。
(同様に、受信側でも、照射された音圧の割に、励起される機械振動が小さくなって出力電圧が低くなってしまうかと思います。)

Q圧電ジャイロセンサー素子を入手したい

村田製作所 製を見つけました、
他の製造メーカーを教えて下さい。

Aベストアンサー

実験用でしょうか? 試作用でしょうか?
あまり回答になってなくて申し訳ありませんが、
模型店でラジコンヘリコプター用のピエゾジャイロが簡単に入手可能です。
検出回路,制御回路,駆動回路,駆動メカをフルセットで入手可能です。
ジャイロには詳しくはありませんが,性能はたぶんものすごく良いと思います。
ヘリはジャイロなしではとうてい飛ばせません。

Q圧電素子のついて

圧電素子について調べていたらセラミックスのものと水晶のものがあったのですが、この二つはどのような違いがあるのですか?特性の違いやどのような使い分けをしているか等をお聞かせください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

セラミックは水晶(単結晶)に比較し、種々の形状に作りやすい・安価であるとの特徴があります。また、セラミックの方が、電気エネルギーと機械エネルギーの変換効率も良いものが作れます。一方、水晶は、温度安定性が良い・周波数安定性が良い・周波数選択性が良い・高周波でも使用できる等の特徴があります。
この特徴を利用して、高精度の発振回路には水晶が使用され、大きな変換効率が必要な発音体・超音波洗浄機・ガスの着火素子・魚群探知機・超音波モータ等にはセラミックが使用されます。


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