[發明專利]測試壓電系數的裝置、系統和方法

在審

• 申請號: 201810414286.6
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN109030967A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 吳露;張千;王開安;陳健強
• 申請（專利權）人: 成都安瑞芯科技有限公司
• 主分類號: G01R29/22
• 分類號: G01R29/22
• 代理公司: 成都帝鵬知識產權代理事務所(普通合伙) 51265
• 代理人: 黎照西

本發明涉及壓電材料檢測技術領域，尤其涉及一種測試壓電系數的裝置、系統和方法。本發明的測試壓電系數的裝置包括探頭，所述探頭用于與外部數據處理裝置連接，所述探頭包括檢測探針和壓電芯片，當檢測探針觸碰壓電膜靠近探頭的表面時，探頭可采集壓電膜表面以及壓電芯片的電壓信號并傳輸至外部數據處理裝置從而計算得到壓電膜樣品的壓電系數。本發明的測試壓電系數的裝置、系統和方法可以基于壓電膜的一個表面去進行壓電系數的檢測，無須破壞壓電膜，操作比較簡單，檢測效率高。

【技術領域】

本發明涉及壓電材料檢測技術領域，尤其涉及一種測試壓電系數的裝置、系統和方法。

【背景技術】

壓電材料是受到壓力作用時會在兩端面件出現電壓的晶體材料，而壓電材料最重要的材料參數就是壓電系數D₃₃。

現有的測量壓電材料的壓電系數的方式都是通過將壓電膜制成小塊狀，對小塊狀的壓電膜的上下表面施加一定的力，通過測試壓電膜上下表面產生的電壓來計算得到壓電膜的壓電系數D₃₃。因此，每次檢測時都需要破壞壓電膜樣品，而且一定要在壓電膜的上下表面同時施加力，操作過程比較繁瑣，只能單獨一個一個位置去依次檢測，無法同時針對壓電膜的多個位置進行檢測，檢測效率低下，檢測結果也很不精準。

【發明內容】

針對上述問題，本發明提供一種測試壓電系數的裝置、系統和方法。

本發明解決技術問題的方案是提供一種測試壓電系數的裝置，其用于測試壓電膜樣品的壓電系數，所述壓電膜樣品一表面接地，所述測試壓電系數的裝置包括探頭，所述探頭用于與外部數據處理裝置連接，所述探頭包括連接的檢測探針和壓電芯片，所述壓電芯片一表面接地，當檢測探針觸碰壓電膜樣品靠近探頭的表面時，探頭可采集壓電膜樣品非接地表面以及壓電芯片非接地表面的電壓信號并傳輸至外部數據處理裝置從而計算得到壓電膜樣品的壓電系數。

優選地，所述探頭還包括參比信號線、絕緣層和樣品信號線，壓電芯片和檢測探針之間通過絕緣層隔開，所述壓電芯片的非接地表面與參比信號線連接，壓電膜的非接地表面與樣品信號線連接，當所述檢測探針觸碰壓電膜樣品時，壓電膜樣品和壓電芯片上均會產生一個電壓信號，所述樣品信號線用于采集壓電膜樣品上產生的電壓信號，所述參比信號線用于采集壓壓電芯片上產生的電壓信號，所述樣品信號線和參比信號線還用于與外部數據處理裝置連接。

優選地，所述探頭進一步包括金屬外殼，所述金屬外殼為中空結構，所述壓電芯片、參比信號線、檢測探針、絕緣層和樣品信號線至少部分收容在該中空結構內，且所述絕緣層與金屬外殼之間無空隙，所述金屬外殼與位移裝置連接，所述壓電芯片的一個表面通過金屬外殼接地。

優選地，所述壓電膜樣品為單獨的壓電膜，或者壓電膜樣品包含導電基底和形成在導電基底上的壓電膜，所述壓電芯片靠近檢測探針的表面和所述壓電膜樣品遠離檢測探針的表面接地，所述樣品信號線與檢測探針連接，所述參比信號線與壓電芯片遠離檢測探針的表面連接。

優選地，所述壓電膜樣品為單獨的壓電膜，或者壓電膜樣品包含導電基底和形成在導電基底上的壓電膜，所述檢測探針接地設置且與壓電芯片靠近檢測探針的表面連接，所述樣品信號線與壓電膜樣品遠離檢測探針的表面連接。

優選地，所述探頭還包括參比信號線和樣品信號線，所述壓電芯片的非接地表面與參比信號線連接，壓電膜的非接地表面與樣品信號線連接，所述檢測探針一端絕緣，相對的另一端導電，檢測探針絕緣的一端與壓電芯片靠近檢測探針的表面連接，檢測探針導電的一端靠近壓電膜樣品設置，當所述檢測探針觸碰壓電膜樣品時，壓電膜樣品和壓電芯片上均會產生一個電壓信號，所述樣品信號線用于采集壓電膜樣品上產生的電壓信號，所述參比信號線用于采集壓壓電芯片上產生的電壓信號，所述樣品信號線和參比信號線還用于與外部數據處理裝置連接。

優選地，所述探頭包括多個檢測探針，多個檢測探針呈陣列排布或者線性排布。