传输法测试压电陶瓷参数
压电陶瓷dcs3参数
压电陶瓷dcs3参数全文共四篇示例，供您参考第一篇示例：压电陶瓷（DCS3）是一种具有压电效应的陶瓷材料，其参数对于压电陶瓷的应用至关重要。
压电陶瓷由于其优异的压电性能、机械性能和化学稳定性，在声学、传感、电声、声表面波设备等领域都有广泛的应用。
在工程领域中，压电陶瓷的参数对于设计和使用压电材料的设备至关重要。
深入了解压电陶瓷DCS3的参数对于工程应用具有重要的意义。
压电陶瓷DCS3的参数之一是压电系数。
压电系数是压电陶瓷材料的一个重要参数，它描述了材料在受到机械应力时产生的电荷量与机械应力的关系。
对于压电陶瓷而言，压电系数的大小直接影响到其在传感、换能器等领域的性能表现。
准确测定和掌握压电陶瓷DCS3的压电系数是非常重要的。
压电陶瓷DCS3的谐振频率也是一个重要参数。
谐振频率是指在给定的尺寸和结构条件下，压电陶瓷在电场作用下产生的机械谐振频率。
该参数直接影响了压电陶瓷在振动传感和滤波器等领域的应用效果。
对于设计和制造具有特定频率响应特性的压电陶瓷设备而言，准确控制谐振频率至关重要。
压电陶瓷DCS3的介电常数也是一个重要的参数。
介电常数描述了材料对电场的响应能力，是一个衡量材料绝缘性能的重要参数。
对于压电陶瓷而言，介电常数的大小直接影响到其在电声换能器、压电陶瓷储能器等设备中的性能表现。
准确掌握压电陶瓷DCS3的介电常数对于实现其在电声应用中的最佳效果至关重要。
压电陶瓷DCS3在不同温度和频率下的参数变化也是需要重点关注的。
由于压电陶瓷在实际工程应用中会受到温度和频率的影响，因此对于其参数随温度和频率的变化规律进行研究和分析，对于完善压电陶瓷材料的工程应用具有重要的意义。
压电陶瓷DCS3的参数对于其在工程应用中的性能表现起着至关重要的作用。
在设计和使用压电陶瓷材料的设备时，需全面了解并准确掌握其各项参数，以确保其在特定应用条件下具有良好的性能表现。
需要加强对其参数变化规律的研究，以进一步完善压电陶瓷材料在工程领域的应用效果。
压电陶瓷性能参数解析
压电陶瓷性能参数解析压电陶瓷是一种能够将电能转化为机械动能的材料。
它具有压电效应，即当施加电场时，会在陶瓷晶体中产生机械变形；反之，当施加机械应力时，会在陶瓷晶体中产生电荷积累。
这种特性使得压电陶瓷在传感器、声学器件、电子器件等领域得到广泛应用。
本文将介绍一些常见的压电陶瓷性能参数。
1.压电系数：压电系数是衡量压电材料性能的重要参数，用于描述材料在施加外部压力或电场时的响应情况。
它可分为压电应变系数d和压电电场系数g。
压电应变系数d用于描述压电陶瓷在施加电场时的形变情况，通常以毫米/伏作为单位。
压电电场系数g用于描述压电陶瓷在施加应力时产生的电荷量，通常以库伦/牛作为单位。
2.介电常数：介电常数是衡量材料在电场作用下电荷积累能力的参数。
压电陶瓷的介电常数通常以两个维度进行描述，分别为介电常数的相对静电介电常数（εr）和相对介电常数（εr）。
3.矫顽场和剩余极化：矫顽场是指施加电场或机械应力后，压电陶瓷尚未发生压电效应的最大电场或应力值。
剩余极化是指当外场消除时，材料中保留的极化强度。
这两个参数都能够反映压电陶瓷的稳定性和可逆性。
4.力常数和耦合系数：力常数是描述压电陶瓷的力-位移耦合效应的参数，标志着材料在施加电场时的机械响应程度。
耦合系数是力常数的相对值，是一种无量纲参数，常用于比较不同材料之间的压电性能。
5.介质损耗和压电品质因数：介质损耗是指压电陶瓷在工作频率下由于材料自身的损耗所导致的能量损失。
压电品质因数是衡量压电陶瓷在工作频率下损耗程度的参数，取决于介质损耗和介电常数等因素。
6.工作温度范围：工作温度范围是指压电陶瓷在正常工作条件下可以承受的温度范围。
这是一个重要的参数，因为一些压电材料在高温或低温环境中性能会发生变化。
以上是一些常见的压电陶瓷性能参数。
不同的应用场景对这些参数的需求也有所不同，因此在选用压电陶瓷材料时，需要根据具体的应用需求对这些性能参数进行综合考虑。
压电陶瓷的性能参数对材料的性能和应用特性有着重要的影响，因此对于压电材料的研究和理解是非常重要的。
压电陶瓷主要参数-泊松比σ与居里点
泊松比是由均已分布的垂直应力所经起的横向应变与相应的垂直应变之比
泊松比是由均已分布的垂直应力所经起的横向应变与相应的垂直应变之比。
泊松ห้องสมุดไป่ตู้是一个与谐振频率和耦合区域的共振相关的量。
压电体的电介（常数）ε随着温度T的上升变化到无穷大。结果，晶体变得不稳定，晶体系统将迅速改变对边界的一个特定的温度θ。
这个温度θ是一个居里点，并显示了临输出温度为散失极化和压电特性的。介电常数ε从高温区变化遵特以下公式：
压电陶瓷参术
<三> 实验步聚
1．fr、fa的测量
把压电振子接入测试线路的A、B两点如（图一），终端电阻 、 接1kΩ或5.1Ω（拨K2 波段开关），K1拨到样品挡，调节讯号发 生器从低频到高频，使超高频电压表指示最大。此时电子计数 频率计上的读数，即为谐振频率。拨开K2，使终端电阻接到1k 处，继续增大信号发生器的频率，使高频电压表指示最小，此 时数字频率计上指示的频率，即为反谐振频率。
图一 π型网络传输法测试线路
将压电振子在谐振频率附近的参数和特性用一 相应电路的参数和特性来表示，这个电路称为电振 子的等效电路。 L1——动态电感。 C1——动态电容。 R1——动态电阻（或串联谐振电阻） C0——并联电容（或静态电容）
图二
等效电路
压电陶瓷材料的机电耦合系数是综合反映压电陶 瓷材料性能的参数，是衡量材料压电性能好坏的一个 重要物理量。它反映了压电陶瓷材料的机械能与电能 之间的耦合效应。通过谐振频率和反谐振率（如果较 小的话）可直接计算。
<四> 注意事项
信号发生器在开机前，应将输出细调电位器旋至最小， 开机后过载指示灯熄灭后，再逐渐加大输出幅度。面板上的 六挡按键开关，用作波段的选择，根据所需频率，可按下相 应的按键开关，然后再用按键开关上方的三个频率扭按十进 制原则细调到所需频率。 当输出旋扭开得较大，过载指示灯亮，表示输出过载， 应减小输出幅度。如果指示灯一直亮。应停机检查故障。
将压电振子（经极化工艺处理的压电陶瓷片）接入一特 定的传输网络中（如图一A、B两点），外加一定的信号电压 给压电振子，并逐步改变电压频率，当频率调到某一数值时， 压电振子产生谐振。此时振子阻抗最小，输出电流最大，以 表示最小阻抗（或最大导纳）的频率。当频率继续增大到另 一频率时，振子阻抗最大，输出电流最小，以表示最大阻抗 （或最小导纳）的频率。我们把阻抗最小的频率近似作为谐 振频率，阻抗最大的频率近似作为反谐振频率。
压电陶瓷片主要参数
压电陶瓷片主要参数
压电陶瓷片是一种用来发声的新型智能元件，它的出现便开创了现代声学技术
的一个崭新篇章。
该片由导电玻璃/电子基材以及表面强度层组成，其中导电玻璃/电子基材主要由高温烧结的压电陶瓷和可抗热韧性的电子基材构成,当外加电场即
使产生压陷，超声波可由此系统发出。
压电陶瓷片的主要参数包括尺寸、厚度、电容量、超声反射系数、频率和电压。
其中，片子尺寸对其工作有非常大的影响，尺寸越大，其反应的尺度就越大，电容量就越大;厚度过厚也会降低其超声能力，最佳厚度为0.381mm；超声反射系数通
常在20-40，这取决于其介质和常数；超声频率可以从1-20kHz，该参数受尺寸、
厚度和介质参数影响；最后，电压越大，超声能力越强。
因此，压电陶瓷片的主要参数的设计制造的精度和实用性都是极为关键的，确
保压电陶瓷片的可靠性和质量。
正确地掌握这些参数，可以有效地协助工程师们科学地选定、定制和使用各种压电陶瓷片。
压电陶瓷性能参数解析
压电陶瓷性能参数解析T=cS(1-6)式中，S为弹性顺度常数，单位为m2/N；C为弹性劲度常数，单位为N/m2。
但是，任何材料都是三维的，即当施加应⼒于长度⽅向时，不仅在长度⽅向产⽣应变，宽度与厚度⽅向上也产⽣应变。
设有如图1-2所⽰的薄长⽚，其长度沿1⽅向，宽度沿2⽅向。
沿1⽅向施加应⼒T1，使薄⽚在1⽅向产⽣应变S1，⽽在⽅向2上产⽣应变S2，由（1-5）式不难得出S1=S11T1(1-7)S2=S12T1(1-8)上⾯两式弹性顺度常数S11和S12之⽐，称为迫松⽐，即(1-9)它表⽰横向相对收缩与纵向相对伸长之⽐。
同理，可以得到S13，S21，S22，其中，S22=S11，S12。
极化过的压电瓷，其独⽴的弹性顺度常数只有5个，即S11，S12，S13，S33和S44。
独⽴的弹性劲度常数也只有5个，即C11，C12，C13，C33和C44.由于压电瓷存在压电效应，因此压电瓷样品在不同的电学条件下具有不同的弹性顺度常数。
在外电路的电阻很⼩相当于短路，或电场强度E=0的条件下测得的称为短路弹性顺度常数，记作S E。
在外电路的电阻很⼤相当于开路，或电位移D=0的条件下测得的称为开路弹性顺度常数，记作S D。
由于压电瓷为各向异相性体，因此共有下列10个弹性顺度常数：S E11，S E12，S E13，S E33，S E44，S D12，S D13，S D33，S D44。
同理，弹性劲度常数也有10个：C E11，C E12，C E13，C E33，C E44，C D11，C D12，C D13，C D33，C D44。
（4）机械品质因数。
压电陶瓷材料电学性能参数测量研究
MU EI
=
-
ML EI
( 8)
由式( 8) 可得
MU = ML = M
( 9)
在分隔面上由弯矩和力的关系式
M U + M L = FH
( 10)
有
F=
2M H
( 11)
将式( 9) 代入式( 5) 得( 其中 I =
BH 12
3
)
:
M=-
d31E3 BH
8s
E 11
( 12)
将式( 12) 代入式( 8) 得:
( Solid M echanic Center of BeiHan g U niversit y, Beij in g 100083, China)
Abstract: W ith the deflectio n of piezoelectr ic bimorphs under a cer tain voltage field and test data w hich were g ot
关键词: 压电陶瓷; 双层压电梁; 挠度; 电学性能参数; 激光测振仪 中图分类号: O 348. 11; V 249. 121 文献标识码: A
Evaluation of the Electric Parameters of Piezoel ectric Materials
ZHAO Shou-gen, CHENG Wei
d31 = (
D T
3 1
)
E=
(
S E
1 3
)
T
( 18)
图 5 静态参数法装置示意图 F ig . 5 D ev ices of the static state metho d
压电陶瓷测量基本知识
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，I C为同相分量，I R为异相分量，I C与总电流I的夹角为，其正切值为tan 1CR其中3为交变电场的角频率, R为损耗电阻，C为介质电容。
s R1C1 s L1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Q m的定义为:谐振时振子储存的机械能 cQm谐振时振子每周所损失的机械能2兀机械品质因数可根据等效电路计算而得式中R1为等效电阻（Q）, s为串联谐振角频率（Hz ）, C1为振子谐振时的等效电容（F），L1为振子谐振时的等效电感。
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图一 π型网络传输法测试线路
将压电振子在谐振频率附近的参数和特性用一 相应电路的参数和特性来表示,这个电路称为电振 子的等效电路. L1——动态电感. C1——动态电容. R1——动态电阻(或串联谐振电阻) C0——并联电容(或静态电容)
图二
等效电路
压电陶瓷材料的机电耦合系数是综合反映压电陶 瓷材料性能的参数,是衡量材料压电性能好坏的一个 重要物理量.它反映了压电陶瓷材料的机械能与电能 之间的耦合效应.通过谐振频率和反谐振率(如果较 小的话)可直接计算.
知道了材料的频率常数,就可以根据所要求的频 率来确定压电振子的尺寸. 用代替法测出|Zm|,并由Zm计算机械品质因素Qm R1—等效电阻|Zm|,单位是 CT—为低频电容(用低频电桥测得) 对于圆形的薄陶瓷片(D/t<10),圆片径向扩张振动, 则 CT t 4C T t T ε 33 = = D 2 π D2 π( ) 2 为试样电极直径(m); 为试样厚度(m);
传输法测试压电陶瓷参数
<一> 实验目的 一 <二> 实验原理 二 <三> 实验步聚 三 <四>注意事项 四 注意事项 <五>讨论分析 五 讨论分析
<一> 实验目的
1.掌握压电陶瓷性能参数的测试方法. 2.测量压电陶瓷的谐振频率f,和反谐振频率f,并 由此算出机电耦合系数kp,k31. 3.测量谐振阻抗|Zm|和机械品质因素Qm. 4.测试频率常数.
<三> 实验步聚
1.fr,fa的测量
把压电振子接入测试线路的A,B两点如(图一),终端电阻 , 接1k或5.1(拨K2 波段开关),K1拨到样品挡,调节讯号发 生器从低频到高频,使超高频电压表指示最大.此时电子计数 频率计上的读数,即为谐振频率.拨开K2,使终端电阻接到1k 处,继续增大信号发生器的频率,使高频电压表指示最小,此 时数字频率计上指示的频率,即为反谐振频率.
2.谐振阻抗|Zm|的测量. 把波段开关K1拨到C处,也就是用无感电阻替代了压电振子. K2拨回到1k或5.1处(与测相同)调节信号发生器到谐振 振频率处,改变电阻箱阻值,使超高频率电压表指示与替 代前接压电振子完全相同(拨动K1电压表指示不变),此 时电阻箱的阻值,即为谐振阻抗|Zm|. 3.用电容电桥测出样品的CT. 4.用游标卡尺测出样品D,t. , 5.更换样品(更换时要轻轻夹放)重复以上操作.
<二> 实验原理
常利用压电陶瓷材料的谐振特性作压电器件.因为陶瓷片 是一弹性体,存在固有谐振频率,当外界作用的频率等于谐 振频率时,陶瓷片就产生机械谐振,谐振时振幅最大,弹性 能量也最大.陶瓷片有压电效应,因此,可采用输入电讯号 的方法,利用逆压电效应,是陶瓷片产生机械振动,而陶瓷 片的机械振动又可利用正压电效应而输出电信号,从而可制 成度的因素有哪些? 2.Qm对测量fr,fp,Kp和K31数据有何影响?
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将压电振子(经极化工艺处理的压电陶瓷片)接入一特 定的传输网络中(如图一A,B两点),外加一定的信号电压 给压电振子,并逐步改变电压频率,当频率调到某一数值时, 压电振子产生谐振.此时振子阻抗最小,输出电流最大,以 表示最小阻抗(或最大导纳)的频率.当频率继续增大到另 一频率时,振子阻抗最大,输出电流最小,以表示最大阻抗 (或最小导纳)的频率.我们把阻抗最小的频率近似作为谐 振频率,阻抗最大的频率近似作为反谐振频率.
<四> 注意事项
信号发生器在开机前,应将输出细调电位器旋至最小, 开机后过载指示灯熄灭后,再逐渐加大输出幅度.面板上的 六挡按键开关,用作波段的选择,根据所需频率,可按下相 应的按键开关,然后再用按键开关上方的三个频率扭按十进 制原则细调到所需频率. 当输出旋扭开得较大,过载指示灯亮,表示输出过载, 应减小输出幅度.如果指示灯一直亮.应停机检查故障.