壓電參數(shù)的測量方法-狠狠色丁香久久婷婷綜合圖片,九九一區(qū)二區(qū)影

壓電陶瓷材料的壓電參數(shù)的測量方法-狠狠色丁香久久婷婷綜合圖片,九九一區(qū)二區(qū)影甚多，有電測法，聲測法，力測法和光測法等，這些方法中以電測法的應(yīng)用Zui為普遍。在利用電測法進(jìn)行測試時，由于壓力體對力學(xué)狀態(tài)極為敏感，因此，按照被測樣品所處的力學(xué)狀態(tài)，又可劃分為動態(tài)法，靜態(tài)法和準(zhǔn)靜態(tài)法等。 （1）靜態(tài)法 靜態(tài)法是被測樣品處于不發(fā)生交變形變的測試方法，主要用于測試壓電常數(shù)，測試樣品上加一定大小和方向的力，根據(jù)壓電效應(yīng)，樣品將因形變而產(chǎn)生一定的電荷。按照式（1-15）可得： d33=d33t3 (1-38) 若施加力為f3，則在電極上產(chǎn)生的總電荷為 q3=d33f3 (1-39) 靜態(tài)法的測量裝置如圖1-6所示，線路中的電容c的作用是為了使樣品所產(chǎn)生的電荷都能釋放到電容上。因此，要求電容c越大越好，一般選擇的為樣品電容的幾十到一百倍的低損耗電容。 測量時，為了避免施加力f3時會有附加沖擊力而引起測量誤差，一般加壓時會合上電鍵k1，使樣品短路而清除加壓所產(chǎn)生的電荷。去壓時先打開電鍵k1，使樣品上所產(chǎn)生的電荷全部釋放到電容上，用靜電計測其電壓v3（伏），用下式求出： q3=(co+c1)v3 (1-40) [img,101,30]file:https:///c:/users/leo/appdata/local/temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.jpg[/img] （1-41） 式中，c3為樣品的靜電容（法）；c為外加并聯(lián)電容（法），v3為電壓（伏）。 （2）動態(tài)法 壓電陶瓷材料的大部分參數(shù)都可以通過測量頻率fs和fa來確定。生產(chǎn)上都采用動態(tài)法中的傳輸法。圖1-7給了一種簡單的測量線路。 這種測量線路過于簡單，有一些缺點，為了克服簡單測量線路的缺點，通常采用1-8所示的常用測量線路。在振子兩端有連接的電阻ri，rt和rto。一般選擇ri≥10rt′，rt= rt′及rt小于振子的等效電阻r1。這一測量電路中每個電阻的作用及阻值選擇理由如下。 選擇rt′≤r1/10，既rt′較下，而振子又與rt′并聯(lián)，這樣，振子的阻抗z雖然隨頻率變化很大，但z與rt′并聯(lián)后的和阻抗隨頻率的變化卻很小，因此，可以認(rèn)為輸入電壓幾乎保持不變。 可以選擇（ri+ rt′）等于信號發(fā)生器的輸出阻抗和頻率計的輸入阻抗與（ri+ rt′）相并聯(lián)，而rt′又與振子并聯(lián)，當(dāng)rt′小時，它能隔離信號發(fā)生器輸出電抗和頻率計輸入電抗對振子的影響，因此，可以提高測量fm和fn的精度。 對rt值選擇是一個重要的問題。因為rt與振子相串聯(lián)，特別是振子諧振時，rt就是串聯(lián)諧振電路中電阻的一部分。rt大時，會影響諧振曲線的尖銳度，使諧振指示不準(zhǔn)確，造成測量誤差，所以要求rt越小越好。另一方面，振子阻抗隨頻率的變化是通過rt上的電壓變化反映到毫伏表中，為了使毫伏表能靈敏地反映這個變化，就希望大一點好。兼顧這兩方面的要求，一般選擇rt小于振子的等效電阻r1，對于pzt系壓電陶瓷來說，rt的數(shù)值約為幾十歐。由于形狀大小不同的壓電陶瓷振子的Zui小阻抗也不相同，所以測量時應(yīng)對rt值作必要的調(diào)整。其次，在反諧振頻率時，振子的阻抗達(dá)到Zui大值，為了提高測量反諧振頻率的度，應(yīng)適當(dāng)選擇較大的rt值。 與rt′相似，rt′也能起到隔離毫伏計的輸入電抗對振子的影響，所以也能提高測量fm和fn的度。 為了避免線路中雜散電容和外界感應(yīng)所帶來的測量誤差，對測量線路做必要的屏蔽。一般是將線路房于金屬盒內(nèi)。 夾持振子支架也影響測量結(jié)果。對夾持振子的支架除要求能穩(wěn)固地支持住振子，保證夾子與振子有良好的電接觸外，還要使振子處于能自由振動狀態(tài)。所以夾子與振子的接觸面要盡可能的小，并且夾在中心位置或振動節(jié)上，同時，希望支架具有盡量小的分布電容。 因為壓電陶瓷是鐵電體，只有輸入信號電壓較小時，才能得到比較正確的測量結(jié)果。如果輸入信號電壓較大，就會引起非線形效應(yīng)。造成測量誤差，因此，一般都在輸入信號電壓為1伏的情況下進(jìn)行測量。 （3）等效電阻r1的測量方法 測量r1的常用方法 當(dāng)信號頻率等于振子的諧振頻率時，等效電路中的l1c1串聯(lián)分路阻抗等于電子ro。因此，還可以在測量線路中通過開關(guān)k1，用一個可變電阻箱來代替振子，并調(diào)節(jié)可變電阻箱，使毫伏表上的讀數(shù)與振子諧振時的讀書相同，這時電阻箱中的電阻即等于振子的等效電阻r1。 測量r1的方法 諧振時，等效電路中的總電流等于co分路電流和r1分路電流之和。如果co分路的阻抗大于r1，則通過co分路的電流就很小，因此，上述測量r1的方法的誤差很小。如果co分路的阻抗小于r1，則應(yīng)采用下述方法清楚co分路所造成的誤差。 并聯(lián)電容法-------既然振子的分路電容co與r1并聯(lián)，那么可事先用電容點橋測出振子的分路電容co，然后用一電容等于co的電容器與電阻箱并聯(lián)，如圖1-8中虛線所示。通過開關(guān)k1，再調(diào)節(jié)電阻即等于振子的等效電阻r1。 并聯(lián)電感法-------用一可變電感l(wèi)o與振子并聯(lián)，如圖1-8中虛線所示，調(diào)節(jié)電感l(wèi)o使之滿足（2πfslo-1/2πfsco）=0。這時，通過co分路的電流恰好與通過電感l(wèi)o的電流互相抵消。此時，毫伏表上的讀數(shù)只反映通過等效電阻r1的電流的大小。然后按常用方法測量r1值。