温度大范围变化下叠堆式压电陶瓷输出特性测试方法与制作流程
本技术温度大范围变化下叠堆式压电陶瓷输出特性测试方法属于基于压电陶瓷作动器的风洞模型振动主动控制领域，涉及一种在温度大范围变化情况下，叠堆式压电陶瓷作动器的输出特性的测试方法。该方法利用测试机构安装光纤位移传感器，压力传感器与叠堆式压电陶瓷作动器构成整个试验测试装置，再将测试装置与测控系统、电脑相连接组成整个测试系统。利用测试装置对堆叠式压电陶瓷作动器施以一定的预紧力，通过压力传感器获得数据，通过位移传感器与压电陶瓷本身的输出应变进行对比，以获取其压力和位移等信息，将测试装置放入高低温环境试验箱，完成在大范围温度变化条件下对压电陶瓷作动器的输出特性的测试。测试方法准确，方便，可行性高。
技术要求
1.一种温度大范围变化下叠堆式压电陶瓷输出特性测试方法，该方法在测试试验机构上安装光纤位移传感器、叠堆式压电陶瓷作动器和压力传感器构成整个试验装置，再将测试
装置与测控系统、电脑相连接组成整个实验系统；利用试验装置对堆叠式压电陶瓷作动
器施以一定的预紧力，通过压力传感器获得数据，再通过光纤位移传感器连接到电脑与
压电陶瓷本身的输出应变进行对比以获取其压力和位移等信息；将试验装置放入高低温
环境试验箱，即可完成在大范围温度变化条件下对压电陶瓷作动器的输出特性的测试，
该方法的具体步骤如下：
第一步：在测试试验机构上安装光纤位移传感器、叠堆式压电陶瓷作动器和压力传感器
构成整个试验装置
测试试验机构由基座(5)、U型板(2)、垫片(3)和T形底座(10)构成，所述基座(5)由圆形底盘(51)和L型支架(52)组成，其中，L型支架(52)由半弧形结构(521)和凸出半圆环形结构(522)
构成，基座(5)的圆形底盘(51)上加工有若干均布的螺纹孔，用于连接压力传感器(6)；
先将T形底座(10)安装到压力传感器(6)的中心孔中，再将基座(5)穿过T形底座(10)安装到压力传感器(6)上；把叠堆式压电陶瓷作动器(4)贴合L型支架(5)的半弧形结构(521)安装到T形底座(10)上面；再将垫片(3)安装到叠堆式压电陶瓷作动器(4)的顶部，垫片(3)下端具有圆形凹槽(32)，凹槽尺寸为压电陶瓷的直径，垫片(3)上端为凸圆球面(31)；U型板(2)放置在垫片(3)上，U型板(2)上加工有通孔，螺栓通过通孔将U型板(2)和L型支架(52)连接起来，对叠堆式压电陶瓷作动器(4)施加预紧力；再将光纤位移传感器(1)安装到凸出半圆环形结构(522)的圆孔中，用U型板(2)定位夹紧；最后，用螺栓将基座(5)的圆形底盘(51)固定安装到压力传感器(6)上构成整个实验测试装置；
然后将实验测试装置与测控系统(7)相连接，再与电脑(8)连接起来，整个实验测试系统安装完毕；
第二步：根据实验的设计要求调节安装在U型板(2)和基座(5)的L型支架(52)螺栓，使其压力值达到预想预紧力；
第三步：将整个试验装置放入到高低温环境箱(9)内，制造温度变化环境；然后操作整个测控系统(7)进行预先设计的实验，得到输出数据，包括光纤位移传感器(1)测量的位移值；压力传感器(6)测量的压力值；通过粘贴在叠堆式压电陶瓷作动器(4)表面的应变片获取其应变值以及高低温环境试验箱(9)测量的温度值；
第四步：通过电脑(8)进行数据采集，信号调理，以及数据处理得出叠堆式压电陶瓷(4)的输出位移值以及其所受的压力值和叠堆式压电陶瓷(4)的上的应变片测得的应变值；
综上通过整个测试系统得出实验数据，并进行相应的记录和保存；
通过实验及以下公式得到相应的数据，位移传感器的模拟输出为0-5v电压,根据公式(1)得到其输出位移值：
其中，ΔL表示位移传感器的位移值，S为灵敏度，由位移传感器的供销商提供的校准曲线给出了近端和远端线性范围内的灵敏度值得出，ΔU由实验得出，经过数据处理得到最终的电压变化；
叠堆式压电陶瓷的位移值由公式(2)给出：
ΔL＝ε×L (2)
其中，ΔL表示叠堆式压电陶瓷的位移值，ε代表叠堆式压电陶瓷的轴向相对变形，L为压电陶瓷的长度；
根据上述两个公式求得的位移值ΔL，取两者均值作为实验最终数据结果，对于大范围变化的温度环境，可直接由高低温环境箱的示数获得。
技术说明书
温度大范围变化下叠堆式压电陶瓷输出特性测试方法
技术领域
本技术属于基于压电陶瓷作动器的风洞模型振动主动控制领域，涉及一种适用于在温度大范围变化情况下，叠堆式压电陶瓷作动器的输出特性的测试方法。
背景技术
风洞模型试验旨在模拟复杂飞行状态，以获取飞行器的空气动力特性等，从而为其气动性能评估、系统操纵及设计等提供数据支撑。然而，风洞模拟试验中跨声速风洞模型采用支杆尾撑的方式固定，飞行器模型在大攻角试验状态时由于气流分离会出现低频大幅振动，不但影响试验数据质量，严重情况下会发生支杆断裂，风洞易遭受破坏。因此，必须进行风洞模型振动控制，确保风洞试验的顺利及安全的进行。
目前基于压电陶瓷作动器的风洞模型振动主动控制最为有效。叠堆式压电陶瓷可完成快速可靠高频响应，但叠堆式压电陶瓷作动器的输出特性会受到风洞大范围变化温度的影响，低温风洞中影响更为严重。未考虑叠堆式压电陶瓷受温度影响输出特性的振动主动控制方法会威胁风洞振动主动控制系统的稳定性和风洞试验的安全性。因此，必须对温度大范围变化下叠堆式压电陶瓷的输出特性进行测试，为基于压电陶瓷作动器的风洞模型振动主动控制方法提供依据。
目前，对于叠堆式压电陶瓷的输出特性的测试：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所的刘宇刚，李占京等人研究的“一种压电陶瓷片同步测量装置”专利号为
CN201820577952.3，其装置提供一种能够实现压电陶瓷片位移与力同步测量的方法，其中位移传感器为若干个，环绕被测压电陶瓷片设置，可以提高测量精度，但没有考虑被测压电陶瓷片与位移传感器之间存在位移差，影响压电陶瓷驱动器的微米级的位移变化的准确性，故不能应用于工程和测试系统。
技术内容
本技术要解决的难题是根据现有技术的缺陷以及压电陶瓷作动器对于风洞支杆振动主动控制领域的主导作用，针对微米级位移变化的压电陶瓷以及实验中温度变化对其输出特性的影响，缺少对于叠堆式压电陶瓷受大范围温度影响条件下的输出特性的探究及装置等问题，技术了一种在温度大范围变化情况下，叠堆式压电陶瓷作动器的输出特性的测试方法。该方法利用测试机构与叠堆式压电陶瓷作动器，光纤位移传感器，压力传感器以及高低温环境箱等共同构成一个针对压电陶瓷作动器输出特性的测试试验系统。光纤位移传感器采用非接触式测量方法，不会对被测物体表面有接触影响，且测量精度高达3纳米，工作温度范围在-150℃至+850℃符合实验设计条件，利用光纤位移传感器测试压电陶瓷的输出位移值，作为对照选择安装在压电陶瓷表面的应变片共同测试其应变，用以保证实验数据的准确性和可靠性。利用测试试验机构对堆叠式压电陶瓷作动器施以一定的预紧力，通过压力传感器获得其数据，温度变化环境采用高低温环境箱，以上选取设备仪器方便放入环境箱内，设备在实验设计温度环境下安全，高低温环境箱操作简便，控温精度高。此方法可针对大范围温度变化条件下准确测试压电陶瓷的输出位移特性，由于风洞支杆振动控制系统的试验一般会在复杂环境条件下，实验环境温度多变；且对于高低温风洞条件下的模型试验研究热度日益增加，所以针对复杂环境温度影响条件下的叠堆式压电陶瓷作动器的输出特性研究就十分重要，本实验测试系统测试方法简单，操作方便，精度等级高，试验数据可靠。
本技术采用的技术方案是一种温度大范围变化下叠堆式压电陶瓷输出特性测试方法，该方法在测试试验机构上安装光纤位移传感器、叠堆式压电陶瓷作动器和压力传感器构成整个试验装置，再将测试装置与测控系统、电脑相连接组成整个实验系统；利用试验测试装置对堆叠式压电陶瓷作动器施以一定的预紧力，通过压力传感器获得数据，再通过光纤位移传感器连接到电脑与压电陶瓷本身的输出应变进行对比，以获取其压力和位移等信息，将试验装置放入高低温环境试验箱，即可完成在大范围温度变化条件下对压电陶瓷作动器的输出特性的测试；该方法的具体步骤如下：
第一步：在测试试验机构上安装光纤位移传感器、叠堆式压电陶瓷作动器和压力传感器构成整个试验装置
测试试验机构由基座5、U型板2、垫片3和T形底座10构成，所述基座5由圆形底盘51和L型支架52组成，其中，L型支架52由半弧形结构521和凸出半圆环形结构522构成，基座5的圆形底盘51上加工有若干均布的螺纹孔，用于连接压力传感器6；
先将T形底座10安装到压力传感器6的中心孔中，再将基座5穿过T形底座10安装到压力传感器6上；把叠堆式压电陶瓷作动器4贴合L型支架5的半弧形结构521安装到T形底座10上面，再将垫片3安装到叠堆式压电陶瓷作动器4的顶部，垫片3下端具有圆形凹槽32，凹槽尺寸为压电陶瓷的直径，垫片3上端为凸圆球面31；U型板2放置在垫片3上，U型板2上加工有通孔，螺栓通过通孔将U型板2和L型支架52连接起来，对叠堆式压电陶瓷作动器4施加预紧力；再将光纤位移传感器1安装到凸出半圆环形结构522的圆孔中，用U型板2定位夹紧；最后，用螺栓将基座5的圆形底盘51固定安装到压力传感器6上构成整个实验测试装置；
然后将实验测试机构装置与测控系统7相连接，再与电脑8连接起来，整个实验系统安装完毕；
第二步：根据实验的设计要求调节安装在U型板2和基座5的L型支架52螺栓，使其压力值达到预想预紧力；
第三步：将整个试验装置放入到高低温环境箱9内，制造温度变化环境，然后操作整个测控系统7进行预先设计的实验，得到输出数据，包括光纤位移传感器1测量的位移值；压力传感器6测量的压力值；通过粘贴在叠堆式压电陶瓷作动器表面的应变片获取其应变值以及高低温环境试验箱9测量的温度值；
第四步：通过电脑8进行数据采集，信号调理，以及数据处理可以得出叠堆式压电陶瓷4的输出位移值以及其所受的压力值和叠堆式压电陶瓷4的上的应变片测得的应变值。
综上，通过整个测试系统得出实验数据，并进行相应记录和保存。
通过实验及以下公式得到相应的数据，光纤位移传感器的模拟输出为0-5v电压,根据公式(1)得到其输出位移值：
其中，ΔL表示位移传感器的位移值，S为灵敏度，由光纤位移传感器的供销商提供的校准曲线给出了近端和远端线性范围内的灵敏度值得出，ΔU由实验得出，经过数据处理得到最终的电压变化；
叠堆式压电陶瓷的位移值由公式(2)给出：
ΔL＝ε×L (2)
其中，ΔL表示叠堆式压电陶瓷的位移值，ε代表叠堆式压电陶瓷的轴向相对变形，L为压电陶瓷的长度；
根据上述两个公式求得的位移值ΔL，取两者均值作为实验最终数据结果，对于大范围变化的温度环境，可直接由高低温环境箱的示数获得。
本技术的有益效果是基座与压力传感器连接，可实时监测预紧力；光纤位移传感器在探头和被测设备距离为0-5mm时测量精度最高，根据压电陶瓷的长度尺寸以及光纤位移传感器的探头长度设计基座的L型支架，垫片3下端具有圆形凹槽32，凹槽尺寸为压电陶瓷的直径，使得压电陶瓷与垫片安装稳固，防止其由于施加预紧力而造成垫片滑动，影响实验数据的准确性。垫片3的上端采取圆球面，保证其与上部的U型板只传递轴向力且受力均衡，从而避免压电陶瓷因受到剪切力产生破损的现象；也确保传感器和压电陶瓷的距离恰好为3mm，保证测量精度。叠堆式压电陶瓷作动器通过半包围形式的基座以及大螺栓固定，半包围形式便于压电陶瓷的放置和取出，契合其直径的圆弧形式可保证其无硬接触，保护压电陶瓷表面的应变片以及走线。通过对U型板上旋入的螺栓，可实时调节其预紧力。并通过压力传感器观测试验数据是否达到预估试验值，并可确保设备不会因为预紧力过大而造成损坏。温度变化环境采用高低温环境箱，以上选取的设备仪器方便放入环境箱内，设备在实验设计温度环境下安全，高低温环境箱操作简便，控温精度高。实验测试方法准确，方便，可行性高。
附图说明
图1是本技术的综合实验系统原理图。
图2是本技术实验系统的整体示意图，其中，1-位移传感器，2-U型板，3-垫片，4-叠堆式压电陶瓷作动器，5-基座，6-压力传感器，7-测试系统，8-电脑，9-高低温环境箱，10-T 形底座。
图3是本技术球形中孔垫片的结构示意图，其中，3-垫片，31-球形面，32-圆形凹槽面。
图4是本技术基座的结构示意图，其中，5-基座，51-圆形底盘，52-L型支架，521-半弧形结构，522-凸出半圆环形结构。
图5是本技术实验结构装置的主视图和侧视图，其中，1-位移传感器，2-U型板，3-垫片，4-叠堆式压电陶瓷作动器，5-基座，6-压力传感器，10-T形底座。
图6是本技术的测试方法的流程图。
具体实施方案
下面结合技术方案和附图详细说明本技术的具体实施方法。
如图2所示，一种基于叠堆式压电陶瓷作动器输出性能的综合试验测试系统由基座5，光纤位移传感器1，U型板2，垫片3，叠堆式压电陶瓷作动器4，压力传感器6，T形基座10，测试系统7,电脑8和高低温环境箱9组成。
图1是本技术的综合实验系统原理图，首先给定试验预设的预紧力到叠堆式压电陶瓷作动器，实时的预紧力值可由压力传感器获知，粘贴在叠堆式压电陶瓷作动器表面的应变片获取其应变值；同时叠堆式压电陶瓷作动器的位移值由光纤位移传感器测得，上述测得的应变值以及位移值都传送至自动化测试系统，测试系统将数据再全部传送至电脑进行数据采集，信号调理，以及数据处理，最终得到理想的实验数据。
本技术的实验案例中，压力传感器的量程为5000N，实验测量预设预紧力为500N时，测试叠堆式压电陶瓷作动器的位移值，把实验机构放入到高低温环境箱内，进行在大范围温度变化条件下对叠堆式压电陶瓷作动器的输出特性的测量，高低温环境试验箱的工作温度范围：-70℃～+80℃，而压电陶瓷的工作温度范围：-20℃～+85℃，进而取实验温度范围在-15℃～+75℃，确保实验过程对于各设备处于安全状态。图6是本技术的实验方法的流程图。
该方法的具体步骤如下：
第一步在测试试验机构上安装光纤位移传感器、叠堆式压电陶瓷作动器和压力传感器构成整个试验装置
整个实验测试系统如图2所示，测试试验机构由基座5，U型板2、垫片3和T形基座10构成。由于采用光纤位移传感器，需要垂直测量，进而设计基座5的上部为一凸出的半圆环形结构522，如图4所示，用于定位和夹紧光纤位移传感器1。与一般的测量方法采用机架夹持相比较，该机构固定更稳定。基座5底部打有螺纹孔，方便连接底部的压力传感器6；基座5与压力传感器的中间通过T形底座10连接；基座5由L型支架52和圆形底盘51构成，L型支架贴合叠堆式压电陶瓷作动器4部分采用半弧型结构521，便于叠堆式压电陶瓷作动器4的放置和取出，契合其直径的圆弧形式可保证其无硬接触，保护叠堆式压电陶瓷作动器表面的应变片以及走线顺畅。将叠堆式压电陶瓷作动器4放置在半弧型结构521的基座中部，半包围形式的基座中部两边打有螺纹孔，上面盖有中间具有圆形凹槽的垫片3,以保证以确保位移传感器1和叠堆式压电陶瓷作动器4的距离恰好为3mm，保证测量精度，具体结构形式如图4、图5所示。垫片3下端具有圆形凹槽32，凹槽尺寸为压电陶瓷的直径，垫片上端设计为凸圆球面31，如图3所示。U型板2放置在垫片上，U型板2上加工有通孔，通过螺栓连接U型板2和基座5的L型支架52，对压电陶瓷作动器施加预紧力。L型支架52上部的半圆环形结构521，用于定位和夹紧光纤位移传感器1，这样整个测试装置安装完成。然后将实验测试装置与测控系统7相连接，再与电脑8连接起来，整个实验系统安装完毕。
第二步：根据实验的设计要求调节安装在U型板2和基座5的L型支架52的螺栓，使其压力值达到预想预紧力500N；
第三步：将整个实验装置放置到高低温环境箱9内，将高低温环境箱移动到试验工作台面的适当位置，关好箱门。实验设计温度范围为-15℃～+75℃，从-15℃开始以每调高10℃记录一次数据，直到75℃。将温度控制器电源开关打开，做高温试验时，设置好试验温度后，将切换键转至加热按下运行键即可。此时环境箱中鼓风风扇开始旋转，加热丝通电加热。做低温试验时，设置好试验温度后将切换键转至制冷，然后将运行键按下即可。试验结束后应先按下停止键，再关闭温度控制器电源开关。操作整个测控系统7进行预先设计的实验，得到输出数据，包括光纤位移传感器1测量的位移值；压力传感器6测量的压力值；叠堆式压电陶瓷4的自身应变采集值,以及高低温环境箱显示的温度值。
第四步：通过电脑8进行数据采集，信号调理，以及数据处理可以得出叠堆式压电陶瓷4的输出位移值以及其所受的压力值和叠堆式压电陶瓷4作动器的上的应变片测得的应变值。
综上通过整个测试系统得出实验数据，并进行相应的记录和保存。
叠堆式压电陶瓷作动器所受的压力值由压力传感器与整个试验测试控制系统得出，叠堆式压电陶瓷作动器的位移值由光纤位移传感器与整个实验测试控制系统得出，同样的应变信息由其上的应变片与整个实验测试控制系统得出，光纤位移传感器的输出位移值可以由公式(1)得出，叠堆式压电陶瓷的位移由式(2)得出，两组数据可以进行比照，取两者均值作为实验最终数据结果。
全球气候变化对发展中国家的影响
柴达木盆地气候正由暖干化向暖湿化转型。 柴达木盆地地处青藏高原北部，其主体位于青海省海西蒙古族藏族自治州境内，为阿尔金山、祁连山、昆仑山所环绕，总面积25万多平方公里，是中国四大盆地之一，境内蕴藏着各类丰富的矿产资源，被誉为中国的“聚宝盆”。但这个“聚宝盆”长期被水资源短缺所困扰，生态和经济发展均受制约。 最新气象研究表明，中国西部“聚宝盆”柴达木盆地气候正在由暖干化向暖湿化转型。2009年，盆地内的地下水量新增了2亿多立方米，相当于16个杭州西湖的水量。青海省气候监测评估中心近日发布的《柴达木盆地候变化评估报告》中称，柴达木盆地是青藏高原乃至全国受全球气候变暖影响最为显著的地方，最明显的表现就是升温和降水量的持续增加。 在气温升高的同时，柴达木盆地降水量也在持续增多。据青海省气候中心高级工程师戴升介绍，柴达木盆地大部分地区从1998年以来降水量持续增加，增加趋势明显大于青海省其他地区。卫星遥感表明，近年来柴达木盆地湖泊面积不断增大、水位明显上升，其中2008年哈拉湖面积比2005年增大7.38平方公里。 气象专家预测，未来10年至20年，柴达木盆地的气温将继续上升，可能比20世纪90年代平均值偏高左右；降水还将继续增加，与20世纪90年代的平均值相比将偏多5％－19％左右；柴达木等河流的径流量比20世纪90年代的平均值将偏多10％左右。中国“聚宝盆”气候暖湿化的趋势还将在未来表现得更为明显。 气候变化规则将重塑全球产业结构 第一，能源消费成本的提高将在一定程度上改变不同生产要素之间的构成，进而影响全球产业的布局。不同产业的碳密度、不同国家同一产业的碳密度差异很大。比如，能源业的碳密度大约是服务业的10倍，发展中国家的碳密度大约是发达国家的4倍以上。因此，减排所引发的能源成本提高，对不同产业和不同国家的压力差异是非常明显的。 第二，化石能源与清洁能源的消费成本比价变化有可能会改变全球能源供求的格局。气候变化规则虽不能改变清洁能源与化石能源的生产成本比价，但可以改变两者间的消费成本比价。一旦确立全球气候变化规则，清洁能源的发展将不再受制于化石能源的价格波动，因为每个国家（企业）都将面临减排额度的制约。这样，化石能源的现行供求格局将不可避免地受到冲击。 第三，围绕减排所开展的技术创新将成为产业技术进步的方向之一。国际气候变化规则既为减排技术创新提供动力，也将不可避免带来压力。未来产业发展的空间越来越取决于碳密度的高低，企业盈利的空间也将越来越取决于减排的能力大小，因而产业技术进步与碳密度会有越来越高的关联度。很多产品的性能和功效没有发生本质的改变，但由于其
近46年温州市平阳县气温变化特征
Open Journal of Nature Science 自然科学, 2018, 6(1), 71-77 Published Online January 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/479494405.html,/journal/ojns https://https://www.360docs.net/doc/479494405.html,/10.12677/ojns.2018.61011 Analysis on Characteristics of Temperature Variation in Pingyang County of Wenzhou City in Recent 46 Years Yan Liang1, Yuxiao Zeng1, Qinfang Zhou1, Honglei Wang2 1Pingyang Meteorological Bureau, Pingyang Zhejiang 2Rui’an Meteorological Bureau, Rui’an Zhejiang Received: Jan. 1st, 2018; accepted: Jan. 12th, 2018; published: Jan. 19th, 2018 Abstract Based on the observation data of monthly average air temperature, annual mean temperature, extreme maximum and minimum air temperature of the National Meteorological Observatory in Pingyang from 1971 to 2016, the climate change tendency, the average moving average method, the MK trend test and the mutation analysis method were used to analyze the data of the annual average temperature and the seasonal variation of temperature in Pingyang County. The results show that the annual average temperature in Pingyang County is on an upward trend. In the late 1990s, it experienced two periods of “cold-warm”, and the rate of temperature increase was 0.36?C/10a, lower than the average level of Zhejiang Province. The annual average temperature was abruptly changed in 1997, which was changed from a steady temperature change to a signifi-cant upward trend. After 2003, the temperature showed a clear upward trend; extreme maximum temperature warming trend is significant, the rate of warming is 0.069?C/year. The number of high temperature days showed a significant upward trend, an increase of 0.36 d/year, and in 2003 increased mutations; extreme minimum temperature warming rate of 0.002?C/year, the temper-ature increase was not. The number of low temperature days showed a significant downward trend, a decrease of 0.53 d/year, and in 1989 decreased mutation; the inter-annual temperature characteristics of four seasons showed warming, of which the highest temperature in autumn tendency, the smallest in winter. The correlation between mean temperature series is highest in spring and smallest in winter. Keywords Climate Warming, Mean Temperature, Extreme Temperature, Correlation 近46年温州市平阳县气温变化特征 梁艳1，曾玉筱1，周琴芳1，王红雷2 1平阳县气象局，浙江平阳
压电陶瓷电特性测试与分析
摘要：通过对压电陶瓷器件进行阻抗测试可得到压电振子等效电路模型参数与谐振频率。通过对压电陶瓷器件电容值、温度稳定性、绝缘电阻、介质耐电压等电性能参数进行测量与分析后可知：压电陶瓷器件电特性符合一般电容器特点，所用连接线材在较低频率下寄生电容不明显，在常温下工作较稳定，厚度较厚的产品绝缘性和可靠性指标较好。 关键词：压电陶瓷；等效电路模型；电特性；可靠性 0 引言 压电陶瓷(Piezoelectric Ceramics，PZT)受到微小外力作用时，能把机械能变成电能，当加上电压时，又会把电能变成机械能。它通常由几种氧化物或碳酸盐在烧结过程中发生固相反应而形成，其制造工艺与普通的电子陶瓷相似。与其他压电材料相比，具有化学性质稳定，易于掺杂、方便塑形的特点[1]，已被广泛应用到与人们生活息息相关的许多领域,遍及工业、军事、医疗卫生、日常生活等。利用铁电陶瓷的高介电常数可制作大容量的陶瓷电容器；利用其压电性可制作各种压电器件；利用其热释电性可制作人体红外探测器；通过适当工艺制成的透明铁电陶瓷具有电控光特性，利用它可制作存贮，显示或开关用的电控光特性器件。通过物理或化学方法制备的PZT、PLZT等铁电薄膜，在电光器件、非挥发性铁电存储器件等有重要用途[2-5]。 为了保护生态环境，欧盟成员国已规定自2006年7月1日起，所有在欧盟市场上出售的电子电气产品设备全部禁止使用铅、水银、镉、六价铬等物质。我国对生态环境的保护也是相当重视的。因此，近年来对无铅压电陶瓷进行了重点发展和开发。但无铅压电陶瓷性能相对于PZT陶瓷来说，总体性能还是不足以与PZT陶瓷相比。因此，当前乃至今后一段时间内压电陶瓷首选仍将是以PZT为基的陶瓷。 本文将应用逆压电效应以压电陶瓷蜂鸣片为例进行阻抗测试、电容值、绝缘电阻、介质耐电压等电性能参数进行测量与分析。 1 测量参数和实验方法依据 目前我国现有的关于压电陶瓷材料的测试标准主要有以下： GB/T 3389-2008 压电陶瓷材料性能测试方法 GB/T 6427-1999 压电陶瓷振子频率温度稳定性的测试方法 GB/T 16304-1996 压电陶瓷电场应变特性测试方法 GB 11387-89 压电陶瓷材料静态弯曲强度试验方法 GB 11320-89 压电陶瓷材料性能方法（低机械品质因数压电陶瓷材料性能的测试）
无锡气温变化特征分析
无锡气温变化特征分析
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无锡市气温变化特征和城市化的影响分析 摘要利用无锡市1959-2003年的逐日平均气温和逐日最高、最低气温资料，采用线性拟合和谐波分析等方法分析了无锡气温和气温变化的基本特征。针对气温异常的冬季和夏季，给出了典型距平场。经过分析认为，形势场异常在一定程度上决定了气温演变。在分析气温变化原因时，着重比较了城市化和观测环境恶化对气温的影响。 关键词无锡市气温变化城市化影响 中图分类号P423.3+4 文献标识码 A 引言 IPCC2001完成出版的第三次评估报告中指出，根据地面气象仪器观测结果，1860年以来，全球平均温度升高了0.6±0.2 ℃，这种变暖是由自然的气候波动和人类活动共同引起的。我国增暖趋势与全球增暖大体一致[1-4]，但是具有明显的季节变化特征和不同的地域特征[5-6]。1 有不少文献研究了江苏冬夏气温特征。文献[7-8]经EOF分析发现,江苏省11个地级市的冬夏气温距平场第一主分量的方差贡献达91%和95%，说明江苏省冬夏气温异常有相当的同步性，但还不是完全一致。文献[9]分析了南京地区50 a冬夏的气温特征，指出南京盛夏高温减少，冷冬几率降低。这些文献对于了解江苏气温变化特征具有重要意义。但是，他们仅仅讨论了冬夏的演变情况，
对于气温年内的连续变化特别是春秋季节的变化没有分析。而且对于苏南地区的气温特征也没有专门研究。苏南地处南京和上海之间，经济发达。作为长三角地区的重要组成部分，苏南经济区的区域性气候特征值得关注。无锡市地处江苏南部的苏锡常经济区中部，北临长江下游，南靠太湖，无锡市的气温变化特征在一定程度上可以代表苏南区域特征。 IPCC2001的第三次评估报告中还指出，最近50 a的气候变化，很可能主要是人类活动造成的。有些文章[11-13]对我国城市化对气温的影响作了分析，赵宗慈[11]指出大城市增暖明显；冬季增暖，而夏季变冷。任福民[5]等指出，最低气温上升明显，特别是冬季的最低气温上升幅度最大。本文分析了无锡市气温增暖的特点，讨论了城市化和环境恶化对气温的影响。 1 资料和方法 本文使用的资料为1959-2003年无锡市及其所辖的江阴市和宜兴市共三个站逐日平均气温、日极端最高气温、日极端最低气温。500 hPa高度场为NCEP/NCAR提供的全球再分析2.5??2.5?逐月平均格点值，时间长度为1959－2003。 本文所谓的“平均”，是指将每个时间段（例如年）的逐日值（例如最高温度）累加后除以该时段的总天数得到的值。使用谐波分析检查无锡气温在整个时段上的主要周期。 2 气温的时间序列及变化特点 2.1 方差 为了了解年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温对于气候状况的
全球气候变化(教学设计)
第二章：地球上的大气 第四节：全球气候变化 【教学目标】 一、知识和技能 1、了解气候变化的各种尺度及相互关系 2、了解全球及中国气候变化的趋势 3、了解全球气候变化的影响及适应对策 二、过程和方法 1、培养资料收集和资料分析的能力 2、培养辨证分析问题的能力 三、情感、态度、价值观 树立学生的环境、全球观念和理论联系实际的能力 【教学重点】 全球气候变化的影响及适应对策 【教学难点】 全球气候变化的影响及适应对策 【教具准备】录像带、投影仪、投影片、全球变暖的有关资料 【课时安排】1课时 教学过程 【新课导入】（备注：本部分可以用投影的形式展现） 阅读资料：①1982年冬，美国纽约出现22℃高温，创百年纪录；1987年夏，希腊雅典出现罕见持续46℃高温天气；1988年7月，中国高温天气持续25天之久。2003年也出现了持续40多天的高温天气。 思考：上述现象反映什么问题? 【学生回答】全球变暖。 【教师引入】全球变暖已成为全球性大气环境问题，它直接造成对人类社会生存和发展基础的破坏。因此，我们今天所要探讨的重要课题就是：全球气候变化。 【板书】第四节：全球气候变化 【预习新课】（备注：本部分可以用投影的形式展现） 请同学们快速阅读教材P49—50《全球气候在不断变化之中部分》，思考 1、①什么是气候变化？ ②气候变化主要表现是什么？ ③气候变化按时间尺度不同，可以划分为几种类型？ ④各种不同尺度气候变化的概念分别是什么？ ⑤不同尺度的气候变化的相互关系？ 2、近百年来全球气候变化的显著特点是什么？我国的情况如何？ 3、区域性气候的变化与全球性气候变化的关系？ 【板书】一、全球气候在不断变化之中 【学生回答】 1、①气候变化是长时期大气状态变化的一种反映。 ②气候变化主要表现为不同时间尺度的冷暖或干湿变化。 ③气候变化按时间尺度不同，可以划分为地质时期的气候变化、历史时期的气候变化、近代气候变化三种类型。 ④地质时期的气候变化时间跨度最大，变化周期最长的气候变化，称为；距今1万年
压电陶瓷测量原理..
压电陶瓷及其测量原理 近年来，压电陶瓷的研究发展迅速，取得一系列重大成果，应用范围不断扩大，已深入到国民经济和尖端技术的各个方面中，成为不可或缺的现代化工业材料之一。由于压电材料的各向异性，每一项性能参数在不同的方向所表现出的数值不同，这就使得压电陶瓷材料的性能参数比一般各向同性的介质材料多得多。同时，压电陶瓷的众多的性能参数也是它广泛应用的重要基础。 （一）压电陶瓷的主要性能及参数 （1）压电效应与压电陶瓷 在没有对称中心的晶体上施加压力、张力或切向力时，则发生与应力成比例的介质极化，同时在晶体两端将出现正负电荷，这一现象称为正压电效应；反之，在晶体上施加电场时，则将产生与电场强度成比例的变形或机械应力，这一现象称为逆压电效应。这两种正、逆压电效应统称为压电效应。晶体是否出现压电效应由构成晶体的原子和离子的排列方式，即晶体的对称性所决定。在声波测井仪器中，发射探头利用的是正压电效应，接收探头利用的是逆压电效应。 （2）压电陶瓷的主要参数 1、介质损耗 介质损耗是包括压电陶瓷在内的任何电介质的重要品质指标之一。在交变电场下，电介质所积蓄的电荷有两种分量：一种是有功部分（同相），由电导过程所引起；另一种为无功部分（异相），由介质弛豫过程所引起。介质损耗是异相分量与同相分量的比值，如图 1 所示，C I 为同相分量，R I 为异相分量，C I 与总电流 I 的夹角为δ，其正切值为 CR I I C R ωδ1 tan == 其中ω 为交变电场的角频率，R 为损耗电阻，C 为介质电容。
图 1 交流电路中电压-电流矢量图（有损耗时） 2、机械品质因数 机械品质因数是描述压电陶瓷在机械振动时，材料内部能量消耗程度的一个参数，它也是衡量压电陶瓷材料性能的一个重要参数。机械品质因数越大，能量的损耗越小。产生能量损耗的原因在于材料的内部摩擦。机械品质因数m Q 的定义为： π2 的机械能 谐振时振子每周所损失能谐振时振子储存的机械?=m Q 机械品质因数可根据等效电路计算而得 11 1 11 R L C R Q s s m ωω= = 式中1R 为等效电阻（Ω），s ω 为串联谐振角频率（Hz ），1C 为振子谐振时的等效电容（F ），1L 为振子谐振时的等效电感。m Q 与其它参数之间的关系将在后续详细推导。 不同的压电器件对压电陶瓷材料的m Q 值的要求不同，在大多数的场合下（包括声波测井的压电陶瓷探头），压电陶瓷器件要求压电陶瓷的m Q 值要高。 3、压电常数 压电陶瓷具有压电性，即在其外部施加应力时能产生额外的电荷。其产生的电荷与施加的应力成比例，对于压力和张力来说，其符号是相反的，电位移 D （单位面积的电荷）和应力σ 的关系表达式为：dr A Q D == 式中 Q 为产生的电荷（C ），A 为电极的面积（m 2），d 为压电应变常数（C/N ）。 在逆压电效应中，施加电场 E 时将成比例地产生应变 S ，所产生的应变 S 是膨胀还是收缩，取决于样品的极化方向。
南宁市气温变化特征分析
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/479494405.html, 南宁市气温变化特征分析 作者：周美丽 来源：《农业灾害研究》2018年第05期 摘要利用1951—2017年广西省南宁市气温资料，分析了当地气温变化特征。结果表明：南宁市近67年年平均气温、四季平均气温、年平均最高气温及年平均最低气温变化趋势均保持一致，上升均不显著。 关键词南宁市；气温；变化特征；分析 中图分类号：S161.2+2 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2018）05-121-02 DOI： 10.19383/https://www.360docs.net/doc/479494405.html,ki.nyzhyj.2018.05.052 南宁位于广西南部，地处亚热带、北回归线以南，属于亚热带季风气候，境内地形地貌丰富多样，包括山地、丘陵和盆地等，平均海拔76.5 m，气候温和，雨量充沛。近年来，在全球气候变暖大背景下，极端天气气候事件不断增多造成严重经济损失和人员伤亡，故对气候变化的研究越来越受到人们的重视。鉴此，文中利用1951—2017年南宁市67年气温资料，分析了该地区气温变化特征，以期为有效掌握南宁市气温变化规律，科学应对气候变化，推动当地经济持续、健康发展提供重要参考依据。 1 数据来源与分析方法 气象数据来源于南宁市1951—2017年平均气温、最高气温及最低气温月值资料。季节划分：春季为3—5月、夏季为6—8月、秋季为9—11月、冬季为12月至次年2月。主要采用 线性气候倾向率法对南宁市气温变化特征进行了分析。 2 南宁市气温变化特征分析 2.1 年平均气温变化特征 2.1.1 年平均气温年际变化从南宁市1951—2017年平均气温变化趋势中可以看出（图1），南宁市年平均气温整体上呈现出略上升现象，气候倾向率为0.031℃/10年，该趋势没有通过显著性水平检验，表明南宁市近67年平均气温上升趋势并不显著。近67年南宁市平均气温均值为21.6℃，最高值出现于1998年，为2 3.0℃，最低值在2011年，为20.5℃，两者相差2.5℃。 2.1.2 季平均气温变化从1951—2017年南宁市四季平均气温变化可以看，近67年春、夏、秋、冬季平均气温分别为22.0、27.4、2 3.0、13.9℃。1951—2017年南宁市四季年平均温度变整体上均呈略微上升变化趋势，但是四季平均气温气候倾向率有所差异，其中春季气候倾
全球气候变化概论
全球气候变化概论 全球气候变化含义： 全球气候变化是指在全球范围内,气候平均状态统计学意义上的巨大改变或者持续较长一段时间（典型的为10年或更长）的气候变动。气候变化的原因可能是自然的内部进程，或是外部强迫，或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变。 全球气候变化趋势： 在地质历史上，地球的气候发生过显著的变化。一万年前，最后一次冰河期结束，地球的气候相对稳定在当前人类习以为常的状态。地球的温度是由太阳辐射照到地球表面的速率和吸热后的地球将红外辐射线散发到空间的速率决定的。从长期来看，地球从太阳吸收的能量必须同地球及大气层向外散发的辐射能相平衡。大气中的水蒸气、二氧化碳和其他微量气体，如甲烷、臭氧、氟利昂等，可以使太阳的短波辐射几乎无衰减地通过，但却可以吸收地球的长波辐射。因此，这类气体有类似温室的效应，被称为“温室气体”。温室气体吸收长波辐射并再反射回地球，从而减少向外层空间的能量净排放，大气层和地球表面将变得热起来，这就是"温室效应"。大气中能产生温室效应的气体已经发现近30种，其中二氧化碳起重要的作用，甲烷、氟利昂和氧化亚氮也起相当重要的作用。从长期气候数据比较来看，在气温和二氧化碳之间存在显著的相关关系）。目前国际社会所讨论的气候变化问题，主要是指温室气体增加产生的气候变暖问题。 影响气候变化的因素： 自然界本身排放着各种温室气体，也在吸收或分解它们。在地球的长期演化过程中，大气中温室气体的变化是很缓慢的，处于一种循环过程。碳循环就是一个非常重要的化学元素的自然循环过程，大气和陆生植被，大气和海洋表层植物及浮游生物每年都发生大量的碳交换。从天然森林来看，二氧化碳的吸收和排放基本是平衡的。人类活动极大地改变了土地利用形态，特别是工业革命后，大量森林植被迅速砍伐一空，化石燃料使用量也以惊人的速度增长，人为的温室气体排放量相应不断增加。 从全球来看，从1975年到1995年，能源生产就增长了50％，二氧化碳排放量相应有了巨大增长。迄今为止，发达国家消耗了全世界所生产的大部分化石燃料，其二氧化碳累积排放量达到了惊人的水平，如到90年代初，美国累积排放量达到近1700亿吨，欧盟达到近1200亿吨，前苏联达到近1100亿吨。目前，发达国家仍然是二氧化碳等温室气体的主要排放国，美国是世界上头号排放大国，包括中国在内的一些发展中国家的排放总量也在迅速增长，前苏联解体后，中国的排放量位居世界第二，成为发达国家关注的一个国家。但从人均排放量和累计排放量而言，发展中国家还远远低于发达国家。 人为的温室气体排放的未来趋势，主要取决于人口增长、经济增长、技术进步、能效提高、节能、各种能源相对价格等众多因素的变化趋势。几个国际著名能源机构--国际能源局、美国能源部和世界能源理事会，根据经济增长和能源需求的不同情景，提出了人为二氧化碳排放的各种可能趋势。到下一世纪中叶，发达国家仍将是大气中累积排放的二氧化碳的主要责任者。当然，如果世界各国采取更加适合环境要求的经济和能源发展战略，二氧化碳排放
关于全球变暖的调查报告
实践的主题：关于全球变暖的调查 实践的时间： 实践的地点： 现将此次实践活动的有关情况报告如下： 关于气候变化对当今世界的影响，首先是对气候变化的认知，如今生活水平提高，我们就会更加乐观，同样也会更难注意到气候变化的影响，更难让我们以积极的方式应对气候变化。我从定性的调研当中获得了一些信息，我自己一直生活在苏州，苏州本身生活水平不断提高，因此有体有着乐观情绪，大家都在买车买房，我觉得气候变化并没有让他们感受到很深刻的影响。其实气候的变化已经影响着当今世界。 一、对环境的影响 气候变化引起大气圈、水圈、生物园等自然地理环境要素的变化，从而引起自然资源变化和自然灾害频繁，以及生态环境破坏。例如： （一）海平面上升的影响 过去的百年海平面上升了14.4cm,我国上升了11.5cm。海平面升高的原因，主要是海水热膨胀，当海洋变暖时，海平面则升高。全球升温会引起地球南北两极的冰山融化，这也是造成海平面上升的主要原因之一。海平面上升的直接影响有以下几个方面： 1.海岸被冲蚀 2.地表水和地下水盐分增加，影响城市供水。 3.地下水位升高。低地被淹： 全球变暖使海平面升高，暴风雨频率增加，这使英国人不得政治面目加高防洪堤坝。据英国官方近日公布的统计数据，在过去的20年中，由于泰晤士河的水位随全球变暖而升高，当地政府机构不得不先后88次加高防洪堤坝，以保障伦敦人的生命财产安全。，据悉，人们现在平均每年4次加高其堤坝。据估计，在2030年以前，其加高堤坝的频率会达到每年30次。钟和中国环境报 2004-10-19 4.旅游业受到危害
海平面上升50米,大连、秦皇岛、青岛、北海、三亚滨海旅游区向后31-366料，沙滩损失24%，北戴河沙滩损失60%。2002年中国国土资源公报报道，沿海旅游业已成为第一大产业，其产值为2503亿元，占海洋产业总产值的34.6%。 5.影响沿海和岛国居民的生活 (占世界1／3的人口)，使之受到威胁。如果极地冰冠融化，经济发达、人口稠密的沿海地区会被海水吞没，马尔代夫、塞舌尔等低洼岛国将从地面上消失，上海、威尼斯、香港、里约热内卢、东京、曼谷、纽约等海滨大城市以及孟加拉、荷兰、埃及等国也将难逃厄运。 二、对动植物的影响 气候是决定生物群落分布的主要因素，气候变化能改变一个地区不同物种的适应性并能改变生态系统内部不同种群的竞争力。自然界的动植物，尤其是植物群落，可能因无法适应全球变暖的速度而做适应性转移，从而惨遭厄运。以往的气候变化(如冰期)曾使许多物种消失，未来的气候将使一些地区的某些物种消失，而这些物种则从气候变暖中得到益处，它们的栖息地可能增加，竞争对手和天敌也可能减少。比如说桔子，过去20世纪70年代，它的最北的边界线是在黄山一线，宣城也曾经试种过，但到冬天的一场大雪，树木就冻死了。又如，扬子鳄只生活在宣城、泾县和南陵这样狭小的地带，如果北界线北移，扬子鳄可能会自然绝种。这是从我省的局部地区来讲。从全国来讲，我国把冬季1月0度等温线作为副热带北界，目前这一界线处于我国秦岭-淮河一带。研究发现，气温升高会使这一界线北移至黄河以北，徐州、郑州一带冬季气温将与现在的杭州、武汉相似。 三、对人类生产生活的影响 由于环境变化，自然资源条件变化，从而影响人类的生产生活。如人体健康、产业领域、居住环境等的变化 （一）对人类健康的影响 人类健康取决于良好的生态环境，全球变暖将成为下个世纪人类健康的一个主要因素。极端高温将成为下世纪人类健康困扰变得更加频繁、更加普遍，主要体现为发病率和死亡率增加，尤其是疟疾、淋巴腺丝虫病、血吸虫病、钩虫病、霍乱、脑膜炎、黑热病、登革热等传染病将危及热带地区和国家，某些目前主要发生在热带地区的疾病可能随着气候变暖向中纬度地区传播。同时全球气候变暖直接导致部分地区夏天出现超高温，心脏病及引发的各种呼吸系统疾病，每年都会夺去很多人的生命，其中又以新生儿和老人的危险性最大。全球气候变暖导致臭氧浓度增加，低空中的臭氧是非常危险的污染物，会破坏人的肺部组织，引发哮喘或其他肺病。全球气候变暖还会造成某些传染性疾病传播。
压电陶瓷性能参数解析
压电陶瓷性能参数解析 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
在机械自由条件下，测得的介电常数称为自由介电常数，在εT表示，上角标T表示机械自由条件。在机械夹持条件下，测得的介电常数称为夹持介电常数，以εS表示，上角标S表示机械夹持条件。由于在机械自由条件下存在由形变而产生的附加电场，而在机械受夹条件下则没有这种效应，因而在两种条件下测得的介电常数数值是不同的。 根据上面所述，沿3方向极化的压电陶瓷具有四个介电常数，即ε11T，ε33T，ε11S，ε11S。 （2）介质损耗 介质损耗是包括压电陶瓷在内的任何介质材料所 具有的重要品质指标之一。在交变电场下，介质 所积蓄的电荷有两部分：一种为有功部分（同 相），由电导过程所引起的；一种为无功部分 （异相），是由介质弛豫过程所引起的。介质损 耗的异相分量与同相分量的比值如图1-1所示， Ic为同相分量，IR为异相分量，Ic与总电流I 的夹角为δ，其正切值为 (1-4) 式中，ω为交变电场的角频率，R为损耗电阻，C为介质电容。由式（1-4）可以看出，I R大时，tanδ也大；I R小时tanδ也小。通常用 tanδ来表示的介质损耗，称为介质损耗正切值或损耗因子，或者就叫做介质损耗。 处于静电场中的介质损耗来源于介质中的电导过程。处于交变电场中的介质损耗，来源于电导过程和极化驰豫所引起的介质损耗。此外，具有铁电性的压电陶瓷的介质损耗，还与畴壁的运动过程有关，但情况比较复杂，因此，在此不予详述。 （3）弹性常数 压电陶瓷是一种弹性体，它服从胡克定律：“在弹性限度范围内，应力与应变成正比”。设应力为T，加于截面积A的压电陶瓷片上，其所产生的
压电陶瓷特性分析(一) 压电效应
压电陶瓷特性分析（一） 压电效应 压电效应是1880年由居里兄弟在α石英晶体上首先发现的。它是反映压电晶体的弹性和介电性相互耦合作用的，当压电晶体在外力作用下发生形变时，在它的某些相对应的面上产生异号电荷，这种没有电场作用，只是由于形变产生的现象称为正压电效应。当压电晶体施加一电场时，不仅产生了极化，同时还产生了形变，这种由电场产生形变的现象称为逆压电效应，逆压电效应的产生是由于压电晶体受到电场作用时，在晶体内部产生了应力，这应力称为压电应力，通过它的作用产生压电应变，实验证明凡是具有正压电效应的晶体，也一定具有逆压电效应，两者一一对应[92]。 任何介质在电场中，由于诱导极化的作用，都会引起介质的形变，这种形变与逆压电效应所产生的形变是有区别的。电介质可能在外力作用下而引起弹性形变，也可能受外电场的极化作用而产生形变，由于诱导极化作用而产生的形变与外电场的平方成正比，这是电致伸缩效应。它所产生的形变与外电场的方向无关。逆压电效应所产生的形变与外电场成正比例关系，而且当电场反向时，形变也发生变化（如原来伸长可变为缩短，或者原来缩短可变为伸长）。此外，电致伸缩效应在所有的电介质中都具有，不论是非压电晶体还是压电晶体；只是不同结构的电介质晶体的电致伸缩效应的强弱不一样。而逆压电效应只有在压电晶体中才具有。 能产生压电效应的晶体叫压电晶体。一类压电晶体是单晶，如石英(SiO2)，酒石酸钾钠(又称洛瑟盐，NaKC4H4O6?H2O)，锗酸铋(Bi12GeO20)等。另一类压电晶体 称为压电陶瓷，如钛酸钡(BaTiO3)，锆钛酸铅[Pb(Zr x Ti rx)O3，代号PZT]，日本制成的铌镁锆钛酸铅[Pb(Mg１／３Ｎｂ２／３)O3加入PZT，代号PCM]，中国制成的锑锰锆钛酸铅[Pb(Mn1/2Sb2/3)O3加入PIT代号PMS]等。 电介质的极化 压电晶体都是电介质，而且是各向异性电介质，因此压电晶体的介电性质与各向同性电介质的介电性质是不同的。 电介质在电场作用下要产生极化，极化状态是电场对电介质的荷电质点产生相对位移的作用力与电荷间的相互吸引力的暂时平衡统一的状态。电场是极化的外因，极化的内因在于介质的内部，随着介质内部的微观过程的不同，极化的主要机理有三种[97]。 (1) 组成电介质的原子或离子，在电场 作用下，带正电荷的原子核与其壳层电子 的负电中心出现不重合，从而产生电偶极 矩，这种极化称为电子位移极化。 (2) 组成电介质的正负离子，在电场 作用下发生相对位移，从而产生电偶极 矩，这种极化称为离子位移极化。 (3) 组成电介质的分子是有极分子，具有一定的本征电矩，但由于热运动，取向是无序的，整个电介质的总电矩为零(图5.1)。当外电场作用时，这些电偶极矩将
压电晶体与压电陶瓷的结构、性能与应用Word版
压电晶体与压电陶瓷的结构、性能与应用 摘要：压电晶体与压电陶瓷作为典型的功能材料，具有能实现机械能与电能之间互相转换的工作特性，在电子材料领域占据相当大的比重。本文从压电效应入手，阐述了压电晶体与压电陶瓷的结构原理以及性能特点。针对压电晶体与压电陶瓷在生产实践中的应用情况，综述了其近年来的研究进展，并系统介绍了其在各个领域的应用情况和发展趋势。 关键词：压电晶体压电陶瓷压电效应结构性能应用发展 引言 1880年皮埃尔?居里和雅克?居里兄弟在研究热电现象和晶体对称性的时候，在α石英晶体上最先发现了压电效应。1881年，居里兄弟用实验证实了压电晶体在外加电场作用下会发生形变。1894年，德国物理学家沃德马?沃伊特，推论出只有无对称中心的20中点群的晶体才可能具有压电效应。[1] 石英是压电晶体的代表，利用石英的压电效应可以制成振荡器和滤波器等频率控制元件。在第一次世界大战中，居里的继承人朗之万，为了探测德国的潜水艇，用石英制成了水下超声探测器，从而揭开了压电应用史的光辉篇章。 除了石英晶体外，酒石酸钾钠、BaTiO3陶瓷也付诸应用。1947年美国的罗伯特在BaTiO3陶瓷上加高压进行极化处理，获得了压电陶瓷的压电性。随后，美国和日本都积极开展应用BaTiO3压电陶瓷制作超声换能器、音频换能器、压力传感器等计测器件以及滤波器和谐振器等压电器件的研究，这种广泛的应用研究进行到上世纪50年代中期。 1955年美国的B.贾菲等人发现了比BaTiO3的压电性优越的PbZrO3-PbTiO3二元系压电陶瓷，即PZT压电陶瓷，大大加快了应用压电陶瓷的速度，使压电的应用出现了一个崭新的局面。BaTiO3时代难以实用化的一些应用，特别是压电陶瓷滤波器和谐振器以及机械滤波器等，随着PZT压电陶瓷的出现而迅速地实用化了。采用压电材料的SAW滤波器、延迟线和振荡器等SAW器件，上世纪70年代末也已实用化。上世纪70年代初引起人们注意的有机聚合物压电材料（PVDF），现在也已基本成熟，并已达到了生产规模。如今,随着应用范围的不断扩大以及制备技术的提升,更多高性能的环保型压电材料也正在研究中。 一、压电晶体与压电陶瓷的结构及原理 压电效应包含正压电效应与逆压电效应，当某些电介质在一定方向上受到外力的作用而发生变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷，当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变，并且受力所产生的电荷量与外力的大小成正比，而当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应；相反，当在电介质的极化方向上施加交变电场，这些电介质也会发生机械变形，电场去掉后，电介质的机械变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。正压电效应是把机械能转换为电能，而逆压电效应是把电能转换为机械能。 1.1压电效应原理
科普阅读：气温的时间变化
气温的时间变化 午热晨凉、冬寒夏暑，这是气温随时间变化的一般规律。随着地球以一日为周期的绕轴自转和以一年为周期的绕太阳公转，某一地区所接受的太阳辐射的数量就出现以日、年为周期的变化，从而导致气温的昼夜(日)和季节(年)变化。 (1)气温昼夜变化 它是指气温以一日为周期的有规律变化。气温日变化的特点是，一天当中有一个最高值和一个最低值，最高值出现在午后两点钟左右，最低值出现在清晨日出前后。一天当中气温的最高值和最低值之差，称为气温日较差。它的大小反映了气温日变化的程度。 日出以后，随着太阳辐射的增强，地面净得热量，温度升高。此时，地面放出的长波辐射也随着温度的升高而增强，大气吸收了地面的长波辐射，气温也上升。到了正午，太阳辐射达到最强，气温也随之上升。此后，太阳辐射强度虽然开始减弱，但地面得到的热量仍比地面长波辐射推动的热量还要多，地面储存的热量仍在增加，所以地温继续升高，气温也随着升高。到午后一定时间，由于太阳辐射的进一步减弱，使地面得到的热量开始少于推动的热量，地温开始下降。地温的最高值就出现在地面热量由储存转为亏损、地温由上升转为下降的时刻。这一时刻通常在午后一小时左右。随后，由于地面热量不断地亏损，气温便逐渐下降，一直下降到清晨日出之前地面储存的热量减至最少为止。所以，最低气温出现在清晨日出前后，而不是在半夜。由此看来，一昼夜间气温的高低不仅取决于接受太阳辐射数量的多少，取决于地面的热量收支，即地面接收的太阳辐射的数量和向外放射的地面有效辐射的数量之差。如收入多于支出，则地面储存的热量增加；反之，则减少。 同时还可以看出，任何一个地方，每一天的气温日变化都有一定的规律性。但由于受众多因素的影响，又不是前一天的简单重复。因此，需要全面考虑各种因素的综合影响。 (2)气温季节变化 它是指气温以一年为周期的有规律的变化。地球上绝大部分地区，一年中有一个最高值和一个最低值。由于气温的高低取决于地面储存热量的多少，地面储存热量最多的时期，就是气温最高值出现的时间；储存热量最少的时期，也就是
压电陶瓷的特性及应用举例
压电陶瓷的特性及应用举例 芯明天压电陶瓷以PZT锆钛酸铅材料为主，主要利用压电陶瓷的逆压电效应，即通过对压电陶瓷施加电场，压电陶瓷产生纳米级精度的致动位移。 芯明天压电陶瓷 Δ压电效应 压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。正压电效应是指压电陶瓷受到特定方向外力的作用时，在压电陶瓷的正负极上产生相反的电荷，当外力撤去后，又缓慢恢复到不带电的状态；逆压电效应是指在对压电陶瓷的极化方向上施加电压，压电陶瓷会随之发生形变位移，电场撤去后，形变会随之消失。
Δ纳米级分辨率 压电陶瓷的形变量非常小，一般都小于1%，虽然形变量非常小，但可通过改变电场强度非常精确地控制形变量。 压电陶瓷是高精度致动器，它的分辨率可达原子尺度。在实际使用中，压电陶瓷的分辨 率通常受到产生电场的驱动控制器的噪声和稳定性的限制。 Δ大出力 压电陶瓷产生的最大出力大小取决于压电陶瓷的截面积，对于小尺寸的压电陶瓷，出力 通常达到数百牛顿的范围，而对于大尺寸的压电陶瓷，出力可达几万牛顿。
Δ响应时间快 1. GB/T 15750-1995 压电陶瓷材料老化性能试验规程 GB/T 15750-1995 压电陶瓷材料老化性能试验规程 Test program for the ageing properties of piezoelectric ceramics 本标准由国营七二一厂负责起草，715所、726所、999厂、799厂、山东淄博无线电瓷件厂等单位参加... 2. GB 11311-1989 压电陶瓷材料性能测试方法泊松比σ**E的测试 GB 11311-1989 压电陶瓷材料性能测试方法泊松比σ**E的测试 Test methods for the properties of piezoelectric ceramics test for poisson's Ratio σ**E 电子工业 部标准化研究所中国科学院武汉物理研究所... 3. GB 11387-1989 压电陶瓷材料静态弯曲强度试验方法 GB 11387-1989 压电陶瓷材料静态弯曲强度试验方法 Testing methods for static flexural strength of piezoelectric ceramics 721厂... 4. GB/T 2414.2-1998 压电陶瓷材料性能试验方法长条横向长度伸缩振动模式 GB/T 2414.2-1998 压电陶瓷材料性能试验方法长条横向长度伸缩振动模式 Test methods for the properties of piezoelectric ceramics. Transverse length extension vibration mode for bar 全国铁电压电陶瓷标准化技术委员会七二一厂... 5. GB 11309-1989 压电陶瓷材料性能测试方法纵向压电应变常数d33的准静态测试 GB 11309-1989 压电陶瓷材料性能测试方法纵向压电应变常数d33的准静态测试 Test methods for the properties of piezoelectric ceramics--Quasi-static test for piezoelectric strain constant d33 机械电子工业部电子标准化研究所中国科学院声学研 究所... 6. GB 3389.4-1982 压电陶瓷材料性能测试方法柱体纵向长度伸缩振动模式 GB 3389.4-1982 压电陶瓷材料性能测试方法柱体纵向长度伸缩振动模式 Test methods for the properties of piezoelectric ceramics--Longitudinal length extension vibration mode for rod 六机部第七研究院706所... 7. GB 11320-1989 压电陶瓷材料性能测试方法低机械品质因数压电陶瓷材料性能的测试 GB 11320-1989 压电陶瓷材料性能测试方法低机械品质因数压电陶瓷材料性能的测试 Test methods for the properties of piezoelectric ceramics material with the low mechanical quality factor 全国铁电压电陶瓷测试专业标准化工作组中国科学院上海硅酸盐研究所... 8. GB/T 3389.3-2001 压电陶瓷材料性能试验方法居里温度TC的测试 GB/T 3389.3-2001 压电陶瓷材料性能试验方法居里温度TC的测试 Test methods for the properties of piezoelectric ceramics test for Curie temperature TC 国营第七二一厂... 9. GB 3389.3-1982 压电陶瓷材料性能测试方法居里温度Tc的测试 《世界气温的分布规律》说课稿 一、说教材所处的地位和作用 这节课是七年纪地理上册第三章“天气与气候”部分中第二节“气温和气温的分布”的第二课时，着重介绍气温的时空分布规律。本课是在第一课时学习了“气温的变化”后的自然延伸和发展，本节与第三节《降水和降水分布》是并列关系,本节课通过阅读分析世界年平均气温分布图，理解世界气温分布的规律，为下一节学习世界降水的分布规律的学习奠定了基础，为第四节“世界的气候”提供必备了的知识，所以本节内容在初中地理教学中占据重要地位。根据新课标的要求，地理课要以学生发展为本，以培养学生终身学习能力为基本宗旨，因此教材内容安排简明、扼要，弹性大，给教师上课留有很大的发挥空间，更重要的是内容处理的基本模式是利用地图分析、归纳内在规律，这对于培养学生的发散性思维，提高学生读图、析图、用图的能力是非常有益的，教师应充分利用好教材的这一优势。 二、说教学对象 通过近两个月的地理知识的学习，学生对地理已经有了一定的兴趣。七年级的学生形象思维能力较强，而好奇、好动、好表现是这一年龄段孩子的特点。在前阶段学习过纬度、海陆分布等知识，上一节刚学过的气温变化知识，是学习本节气温分布知识的基础，但由于学生基础知识参差不齐，加上他们的抽象能力还不强，因此，在教学中，要扬长避短，引导学生从现实生活的经历和体验出发，让学生想观察，敢思考，进而激发学生的求知欲和好奇心。 三、说教学目标 1.知识和能力目标：初步学会阅读世界年平均气温分布图，说出气温分布的规律。 2.过程与方法：学生在教师的引导下，通过阅读分析世界年平均气温分布图，理解世界气温分布的规律。 3.情感态度与价值观目标：通过应用气温分布规律来解释生活中的现象，培养学生养成关注生活的意识。 四、说教学重点和难点： 通过阅读世界年平均气温分布图，总结气温分布的规律。 五、说教学方法： 鉴于本节知识的重要性，为了体现“学习对生活有用的地理”、“学习对终身发展有用的地理”、“改变地理学习方式”等基本理念，突出重点、突破难点，实现本节课的教学目标，在教学中可采用多种教学手段来激发学生的学习兴趣：如启发式教学法，讨论法，自主探究法，启发式读图法。 六、说学法压电陶瓷测试方法国标
世界气温的变化规律