コリオリ力による電位発生

本例題について

• 音叉形状の表面に駆動用および角速度検出用の圧電体板を貼り付けた構造を有する
  コリオリ力検出用圧電素子の解析例を示します。

• 圧電素子の変位図および検出用電極上の電位の解析結果を示します。

• 表に記載されていない条件は初期設定の条件を使用します。

解析条件

調和解析タブにおいて周波数、間隔、スイープの設定を以下のように設定しています。

また、角速度タブにて回転軸をｚ軸方向とする角速度を設定しています。

モデル図

U字型のアルミニウムのボディの表面に駆動用圧電素子としてpiezo1とpiezo2、

検出用圧電素子piezo3,piezo4を配置した構造のモデルとなってます。

各圧電素子の裏側は電位０Ｖの境界条件、駆動用圧電素子の表側電極には

駆動電圧１Ｖ，検出用圧電素子の表側電極は浮き電極となっています。

ボディ属性および材料定数の設定

※材料データベースを利用

圧電体P-4の分極方向を設定するため、ボディ属性の方向を以下のように定義します。

境界条件

解析結果

変位図および電位(虚部）のグラデーションコンター図を以下に示します。カラーバーの単位は[V]です。

駆動用圧電体（piezo1、piezo2）によるフレーム（metal）の伸縮が発生していることが分かります。

角速度によるコリオリ力によって検出用圧電体(piezo3、piezo4)にも伸縮のひずみが駆動ひずみとは

90度の位相差をもって発生し、浮き電極の虚部に角速度に依存して電位差が発生します。