壓電系數(shù)測試儀工作原理

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，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，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)計應(yīng)確保施加的力均勻且穩(wěn)定，以便準(zhǔn)確測量材料的壓電效應(yīng)。

四、原子結(jié)構(gòu)變形

當(dāng)外力作用于壓電材料時，其內(nèi)部原子或分子的結(jié)構(gòu)會發(fā)生變形。這種變形會導(dǎo)致正負(fù)電荷中心的相對位置發(fā)生改變，進而產(chǎn)生電勢差。

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。放大器通過提高信號的幅度，使得后續(xù)測量更為準(zhǔn)確和穩(wěn)定。

七、電壓信號測量

經(jīng)過電荷放大器放大的電壓信號可以被測量和記錄。這些信號反映了壓電材料在受到外力作用時的電荷產(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等。另外，測試線路的絕緣狀況、電容和輸入阻抗等參數(shù)也對此有影響。避免了人工操作繁瑣、計算費時的不足，拓寬了動態(tài)法的應(yīng)用范圍。

  華測儀器靜壓電系數(shù)d33測試儀，其分辨率可達(dá)0.01pC/N，采用多種測量模式，在測量壓電系數(shù)的同時，可記錄d31，d15，電容、電量、tan8等參數(shù)，并也可計算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)器件的評價與測試。