[實用新型]基于動態力直接測量的壓電應變常數測量裝置

有效

• 申請號: 201420854340.6
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN204330900U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 何龍標;楊平;牛鋒;鐘波;許歡;馮秀娟
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01R29/22
• 分類號: G01R29/22
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 郭韞

技術領域

本實用新型涉及聲學計量測試領域，尤其涉及一種基于動態力直接測量的壓電應變常數測量裝置。

背景技術

壓電材料的壓電應變常數是衡量其能量轉換效率的重要指標，目前的測量方法分為動態諧振法、準靜態法、基于逆壓電效應的激光測量法等。動態諧振法對于樣品的尺寸具有嚴格的限制，通過樣品的電學諧振得到其參數，計算過程較為復雜，基于逆壓電效應的激光測量裝置建立成本較高。準靜態法易于實現，通過準靜態力加載在待測樣品上，根據其加載的準靜態力值大小和輸出的電荷大小得到其壓電應變常數。

現有技術中，專利號為97231420.2，實用新型名稱為準靜態法縱向壓電應變常數測量儀的專利文獻,采用內置參考壓電材料，根據參考材料與待測材料輸出電荷之比得到待測壓電材料的壓電應變常數。而參考壓電材料的壓電應變常數是采用動態諧振法獲得，實際上動態諧振法獲得的往往是幾十千赫茲頻率下的壓電應變常數，而準靜態法的頻率通常為100Hz左右，不同的材料其壓電應變常數具有不同的頻率特性。因此，如何解決準靜態法測量壓電應變常數中的參考壓電材料在低頻的壓電常數無法直接溯源的問題是業內的又一難題。

實用新型內容

本實用新型的特征和優點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本實用新型而學習。

為克服現有技術的問題，本實用新型提供一種基于動態力直接測量的壓電應變常數測量裝置，采用動態力傳感器直接測量加載在待測壓電材料兩端的準靜態力大小，繞開參考壓電材料的問題，從而實現壓電應變常數準靜態法測量的直接溯源。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

根據本實用新型的一個方面，提供一種基于動態力直接測量的壓電應變常數測量裝置，其特征在于，包括：樣品加載頭，用于加載待測壓電材料；靜載荷測量單元，位于該樣品加載頭的上方，并與該樣品加載頭相連；動態力驅動源，位于該樣品加載頭的下方；動態力傳感器，位于該樣品加載頭與該動態力驅動源之間，且其一端與該樣品加載頭相連，另一端與該動態力驅動源相連；雙通道電荷放大器，與該動態力傳感器相連，該雙通道電荷放大器還用于與該待測壓電材料相連；數據采集器，與該雙通道電荷放大器相連。

根據本實用新型的一個實施例，還包括驅動信號源，與該動態力驅動源相連。

根據本實用新型的一個實施例，該動態力驅動源為電磁激振器。

根據本實用新型的一個實施例，該樣品加載頭包括上加載頭與下加載頭，該上加載頭通過第一連桿與該靜載荷測量單元相連，該下加載頭通過第二連桿與該動態力傳感器相連。

根據本實用新型的一個實施例，該樣品加載頭、靜載荷測量單元、動態力驅動源、動態力傳感器在豎直方向上處于同一個軸線。

根據本實用新型的一個實施例，還包括支座，由底座、與該底座平行的頂部以及用于連接該底座與頂部的連桿；該底座用于放置該動態力驅動源，該頂部用于與該靜載荷測量單元相連。

根據本實用新型的一個實施例，該連桿上設有調節手柄，用于改變該底座與頂部之間的距離，調節該待測壓電材料上的靜載荷力。

本實用新型采用電磁激振器作為動態力驅動源，采用動態力傳感器直接測量動態力的大小，根據待測壓電材料輸出的電荷大小，計算得到壓電材料的壓電應變常數。此種裝置及其方法避開了參考壓電材料的使用，使得準靜態法測量壓電應變常數的測量能夠直接溯源至動態力和電荷測量。

通過閱讀說明書，本領域普通技術人員將更好地了解這些技術方案的特征和內容。

附圖說明

下面通過參考附圖并結合實例具體地描述本實用新型，本實用新型的優點和實現方式將會更加明顯，其中附圖所示內容僅用于對本實用新型的解釋說明，而不構成對本實用新型的任何意義上的限制，在附圖中：

圖1為本實用新型實施例的基于動態力直接測量的壓電應變常數測量裝置的結構示意圖。

具體實施方式