[發明專利]一種絕緣/漏電鐵電薄膜電疇反轉電流測量與轉換為電滯回線的方法

無效

• 申請號: 201110203557.1
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102279308A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 江安全;劉驍兵
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.一種絕緣/漏電鐵電薄膜電疇反轉電流測量與轉換為電滯回線的方法，其特征在于分為下述2種：?

一、絕緣鐵電薄膜電疇反轉電流測量與轉換為電滯回線的具體步驟如下：?

(1)?將待測鐵電薄膜與測試電路串聯，該測試電路由信號發生器、示波器和標準電阻組成；利用脈沖信號發生器產生一個雙極性電壓脈沖,由示波器記錄測試過程中電路總電阻兩端的電壓V_R(t)隨時間的變化；

(2)?電路總電阻R_t等于示波器和信號發生器內阻與標準電阻組成的電路總電阻,為已知；通過示波器的電流即為電疇反轉電流,即I_SW(t)=V_R(t)/R_t,電疇反轉電流對時間積分，即得到對應該時刻的極化強度的大小：

，

鐵電薄膜在整個測量過程中，兩端電壓表示為V_f(t)=V(t)-V_R(t)，將P_f(t)～V_f(t)作圖，即得所待測鐵電薄膜的電滯回線；其中，S為電極面積，V(t)為脈沖電壓；

二、漏電鐵電薄膜電疇反轉電流測量與轉換為電滯回線的具體步驟如下：?

(1)將待測鐵電薄膜與測試電路串聯，該測試電路由信號發生器、示波器和標準電阻組成；利用脈沖發生器產生一足夠寬的脈沖，以使待測漏電鐵電薄膜在所加電壓的時間范圍內電疇完全反轉；

?(2)在電流穩定后測量通過漏電同極性鐵電薄膜的電流，此時鐵電疇極化方向和外界電場方向一致，測量過程在完成電容器充電后進行，所測電流只包含漏電流部分，即測得通過漏電鐵電薄膜的漏電流值；

(3)?改變脈沖幅值與極性，測量不同電壓下通過漏電鐵電薄膜的漏電流值；

(4)?根據以上所測數據,由公式：

V_f?=?V-I_LR_t

計算出每個漏電流下鐵電薄膜兩端的電壓，作出漏電流I_L和薄膜兩端電壓V_f的曲線，進行多項式擬合，求出漏電流I_L以薄膜兩端電壓V_f為自變量的方程I_L=F(V_f)；其中，R_t為系統總電阻,V為測量脈沖幅值,I_L為通過漏電鐵電薄膜和串聯電阻上的漏電流,V_f為施加在鐵電薄膜上的電壓；

(5)通過在測試脈沖前的預置脈沖確保而后施加的測試脈沖極性與電疇取向極性相反；由示波器記錄通過電路的總電流隨時間的變化I(t)，求出鐵電薄膜兩端的真實電壓隨時間變化V_f(t)，由以上漏電流－電壓的函數關系I_L=F(V_f)，逐點計算出鐵電薄膜中漏電流隨時間變化I_L=F[V_f(t)],并從I(t)總電流中進行逐點扣除，得到電疇反轉電流隨時間變化關系I_sw(t)=I(t)－I_L(t)=I(t)-F[V_f(t)]；

(6)利用脈沖信號發生器產生一個雙極性電壓脈沖，由示波器記錄測試過程中電路中串聯總電阻R_t兩端的電壓V_R(t)?隨時間的變化；由于電路總電阻R_t已知,通過示波器的電流即為電疇反轉電流與漏電流之和,即I(t)=V_R(t)/R_t,?利用步驟（5）求出的電疇反轉電流隨時間變化關系I_sw(t)=I(t)－F[V_f(t)]，扣除漏電流得到電疇反轉電流，將電疇反轉電流對時間積分即得到對應時刻的極化強度的大小：

，

鐵電薄膜在整個測量過程中兩端電壓表示為V_f(t)=V(t)-V_R(t)（V(t)為測試脈沖電壓），將P_f(t)～V_f(t)作圖，即得待測漏電鐵電薄膜的電滯回線。