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壓電系數(shù)測(cè)試儀工作原理
壓電系數(shù)測(cè)試儀工作原理
一、壓電效應(yīng)原理
壓電效應(yīng)是壓電材料在受到外力作用時(shí)，其內(nèi)部發(fā)生極化現(xiàn)象，導(dǎo)致材料表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。
二、電荷感應(yīng)原理
當(dāng)壓電材料受到外力作用時(shí)，其內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，導(dǎo)致正負(fù)電荷分布失衡，從而在材料表面產(chǎn)生電荷。
三、夾具施加外力
在壓電系數(shù)測(cè)試儀中，夾具用于固定和施加外力于壓電材料。夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)確保施加的力均勻且穩(wěn)定，以便準(zhǔn)確測(cè)量材料的壓電效應(yīng)。
四、原子結(jié)構(gòu)變形
當(dāng)外力作用于壓電材料時(shí)，其內(nèi)部原子或分子的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變形。這種變形會(huì)導(dǎo)致正負(fù)電荷中心的相對(duì)位置發(fā)生改變，進(jìn)而產(chǎn)生電勢(shì)差。
五、電荷分布失衡
原子結(jié)構(gòu)變形導(dǎo)致電荷分布失衡，即在材料內(nèi)部出現(xiàn)正負(fù)電荷的不均勻分布。
六、電荷放大器作用
在壓電系數(shù)測(cè)試儀中，電荷放大器用于放大由壓電材料表面產(chǎn)生的微弱電荷信號(hào)。放大器通過提高信號(hào)的幅度，使得后續(xù)測(cè)量更為準(zhǔn)確和穩(wěn)定。
七、電壓信號(hào)測(cè)量
經(jīng)過電荷放大器放大的電壓信號(hào)可以被測(cè)量和記錄。這些信號(hào)反映了壓電材料在受到外力作用時(shí)的電荷產(chǎn)生情況，從而可以推導(dǎo)出材料的壓電系數(shù)。
壓電陶瓷除了具有一般介質(zhì)材料所具有的介電性和彈性外，還具有壓電。壓電陶瓷經(jīng)過極化處理之后，就具有了各向異性，每項(xiàng)參數(shù)在不同方向上所表現(xiàn)的數(shù)值不同，這就使得壓電陶瓷的參數(shù)比一般各向同性的介質(zhì)陶瓷多得多。
可縱向壓電應(yīng)變常數(shù)d33是壓電材料的基本物理參數(shù)。通過d33還可以導(dǎo)出其他參數(shù)，如靈敏度g33等。影響d33測(cè)試jing度和穩(wěn)定性的因素有很多，主要考慮以下因素：壓力是否全部加于試樣，壓力的方向是否與試樣極化軸平行，測(cè)試電極是否平整和相互平行，受力和產(chǎn)生感應(yīng)電效應(yīng)的面積是否相等，壓力釋放瞬間是否有試樣抖動(dòng)等。另外，測(cè)試線路的絕緣狀況、電容和輸入阻抗等參數(shù)也對(duì)此有影響。避免了人工操作繁瑣、計(jì)算費(fèi)時(shí)的不足，拓寬了動(dòng)態(tài)法的應(yīng)用范圍。
華測(cè)儀器靜壓電系數(shù)d33測(cè)試儀，其分辨率可達(dá)0.01pC/N，采用多種測(cè)量模式，在測(cè)量壓電系數(shù)的同時(shí)，可記錄d31，d15，電容、電量、tan8等參數(shù)，并也可計(jì)算g33、介電常數(shù)和ET33等。可廣泛用于鐵電、壓電材料以及相關(guān)器件的評(píng)價(jià)與測(cè)試。