[實用新型]一種壓電材料切向壓電應變常數準靜態法測量系統

無效

• 申請號: 200820135525.6
• 申請日: 2008-08-28
• 公開（公告）號: CN201259519Y
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 潘潮;陳守六;鮑小琪;易曉星;張童;金亨煥;章力旺
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01R29/22
• 分類號: G01R29/22
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊小蓉

技術領域

本實用新型涉及一種壓電材料壓電常數的測量裝置，特別是涉及一種壓電材料的切向壓電應變常數(簡稱d₁₅壓電常數)準靜態法測量系統。

背景技術

壓電常數是表征壓電材料壓電性能的重要參數，主要包括有d₃₃縱向壓電應變常數，d₃₁橫向壓電應變常數和d₁₅切向壓電應變常數等，對于d₁₅切向壓電應變常數的測量，以往采用動態法進行(具體方法可參見IEEE標準：IEEE?Standard?on?Piezoelectricity，ANSI/IEEE?Std.176-1987，國家標準：GB/T3389.6-1997壓電陶瓷材料性能測試方法，長片厚度切變振動模式)，動態法測量d₁₅切向壓電應變常數是通過測量壓電被測試樣的諧振和反諧振頻率后，再經過計算而得到的，是目前國內外通常使用的一種方法。但動態法是一種間接測量方法，而且測試過程煩瑣，計算復雜，測量中要求滿足一定的邊界條件，局限性大，只能測量滿足特定形狀、規格和尺寸要求的標準試樣(例如：尺寸比例：長、寬、厚為12:6:1)，所以實用性較差。

準靜態法是上世紀八十年代前后出現的一種測量壓電材料壓電常數的方法，它通過對壓電被測試樣施加低頻作用力和測出壓電被測試樣由壓電效應而產生出的低頻壓電電荷而得到其壓電常數，由于測量中對壓電被測試樣施加的作用力頻率遠低于壓電被測試樣自身的諧振頻率(接近于靜態)，故被稱為準靜態，該方法具有測量精確度較高、重復性好、操作簡單和適用性強等特點，先后被應用在壓電元件d₃₃縱向壓電應變常數和d₃₁橫向壓電應變常數的測量中。但由于過去一直找不到一種理想的對壓電被測試樣施加切向低頻作用力的方法，也就無法通過測量切向壓電電荷而得到其d₁₅切向壓電常數，結果導致在壓電常數準靜態測量方法問世二三十年來，只能應用于壓電元件d₃₃縱向壓電應變常數和d₃₁橫向壓電應變常數的測量，而不能解決壓電元件d₁₅切向壓電常數的測量，因此尋找一種簡單實用和能夠直接測量壓電元件d₁₅切向壓電應變常數的方法和裝置，是本技術領域人員要攻破的技術難題。

發明內容

本實用新型的目的在于：為克服以往動態法測量壓電材料d₁₅壓電常數測試過程煩瑣，實用性差的缺陷，提供一種基于準靜態法測量原理(對壓電被測試樣施加低頻作用力和測出壓電被測試樣在該作用力作用下由壓電效應產生出的低頻壓電電荷而得到其壓電常數)的壓電材料d₁₅切向壓電常數測量系統裝置，該測量系統結構簡單、操作方便，不但能夠滿足測量準確度的要求，而且易于實現和推廣。

本實用新型的目的是這樣實現的：

本實用新型提供的一種壓電材料切向壓電應變常數準靜態法測量系統，由切向加力部件1-00、施力裝置2-00和電路部分3-00組成(分別參見圖1、圖2和圖3)；所述的施力裝置2-00和電路部分3-00可直接選用目前國內外本技術領域中普遍采用的準靜態法d₃₃測量儀產品(參考本申請人在99年2月6日被授權的專利“準靜態法縱向壓電應變常數測量儀”，專利號為：ZL97231420.2)，并按照原準靜態法d₃₃測量儀的要求由兩根多芯電纜4-01和4-02相互連接(參見圖4)，其中多芯電纜4-01將電路部分3-00中功率放大器3-02的輸出與施力裝置2-00中電磁驅動器2-07的輸入相連，另一根多芯電纜4-02將來自施力裝置2-00中的“被測”與“比較”兩路信號分別接入電路部分3-00中的第一前置放大器3-03和第二前置放大器3-04；其特征在于，所述的加力部件1-00，包括受力加壓固定部件和受力加壓件1-02；所述的受力加壓固定部件由一受力加壓固定支架1-01、固定框架1-03、固定軸1-04、調節螺栓1-05、絕緣套1-06、第一定位軸套1-07和第二定位軸套1-08組成；其中所述的受力加壓固定支架1-01為L形金屬桿，所述的L形金屬桿的豎桿內面為對壓電被測試樣施加作用力的加力端面，該L形金屬桿的豎桿中部開有一個與其加力端面相平行的橫向軸孔1-13，在橫梁外端面開有一水平半圓凹槽1-09，使用時作為受力和電極端面可以方便地進行橫向移動；