压电陶瓷电特性测试与分析
压电陶瓷片的原理及特性试验
压电陶瓷片的原理及特性试验
极化压电陶瓷片是一种由极化压电陶瓷制成的特殊功能晶体片，具有
优越的振动、放电和电磁屏蔽特性，在各种振动噪声、主被动设备中
有广泛的应用。
一、极化压电陶瓷片的原理
极化压电陶瓷片的原理是：将极化压电陶瓷放置在一定的电场作用下，当外加振动时，它会产生两类变形：即按照电场方向的拉伸变形和横
向剪切变形。
前者产生位移电势，后者产生垂直变形电位，使极化压
电陶瓷得以工作。
二、极化压电陶瓷片的特性试验
1.快速响应特性
极化压电陶瓷片具有快速响应特性，激振后能够迅速响应，具有良好
的冲击特性，可以将外界振动信号快速转换为能量信号。
2.良好的振动特性
极化压电陶瓷片具有良好的振动特性，能克服振动不均匀性，除去不
需要的振动幅度和频率，进而也减弱相应的噪音。
3.良好的电磁屏蔽特性
极化压电陶瓷片在紊乱的电磁环境中仍能有效屏蔽被干扰，具有良好的等效电阻，能将电磁波转换为热能，使被干扰信号受到有效屏蔽。
4.性能稳定
极化压电陶瓷片具有横向剪切室高灵敏度和高稳定度，其中包括拉伸灵敏度和熔化频率的稳定性。
5.容易分离及复原
极化压电陶瓷片容易分离，不会发生损坏，可以进行快速和高效的组装，同时更替的也非常的简单方便。
压电陶瓷性能实验报告
一、实验目的1. 了解压电陶瓷的基本性能、结构、用途、制备方法。
2. 掌握压电陶瓷常见的表征方法及检测手段。
3. 通过实验，掌握压电陶瓷的性能测试方法，并对实验数据进行处理和分析。
二、实验原理压电陶瓷是一种具有压电效应的陶瓷材料，当受到外力作用时，会在其表面产生电荷；反之，当施加电场时，压电陶瓷会产生形变。
压电陶瓷的性能主要包括压电系数、介电常数、损耗角正切、机械品质因数等。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：压电陶瓷样品2. 实验仪器：（1）电容测微仪（2）机械标定仪（3）直流电源（4）扫描隧道显微镜（5）谐振法测定仪（6）准静态法测定仪四、实验步骤1. 样品准备：将压电陶瓷样品清洗干净，并用无水乙醇进行脱脂处理。
2. 压电陶瓷性能测试：（1）电容测微仪测试：将压电陶瓷样品固定在电容测微仪上，通过改变直流电压，观察样品的轴向变形和弯曲变形。
（2）谐振法测定：将压电陶瓷样品固定在谐振法测定仪上，测量样品的频率响应曲线和压电耦合系数。
（3）准静态法测定：将压电陶瓷样品固定在准静态法测定仪上，测量样品的压电常数d33。
3. 数据处理与分析：将实验数据输入计算机，进行数据处理和分析，得出压电陶瓷的性能参数。
五、实验结果与分析1. 电容测微仪测试结果：通过电容测微仪测试，得出压电陶瓷样品的轴向变形和弯曲变形与电压的关系曲线。
根据曲线，计算出样品的压电系数。
2. 谐振法测定结果：通过谐振法测定，得出压电陶瓷样品的频率响应曲线和压电耦合系数。
根据曲线，计算出样品的介电常数和损耗角正切。
3. 准静态法测定结果：通过准静态法测定，得出压电陶瓷样品的压电常数d33。
根据测定结果，分析样品的压电性能。
六、实验结论1. 压电陶瓷样品具有良好的压电性能，满足实验要求。
2. 实验过程中，通过电容测微仪、谐振法测定和准静态法测定，分别获得了压电陶瓷样品的轴向变形、弯曲变形、频率响应曲线、压电耦合系数、介电常数、损耗角正切和压电常数等性能参数。
压电陶瓷压力与应电压曲线测试分析
5、根据实验数据，计算压电陶瓷片的压电常数等参数。
参考内容二
引言
压电陶瓷是一种具有特殊电学性质的陶瓷材料，具有广泛的应用前景，如超 声波探测、医学成像、传感测量等领域。为了更好地发挥压电陶瓷的特性，本次 演示将对压电陶瓷的特性进行详细分析，并通过实验测试探究其性能表现。
实验测试
为了验证压电陶瓷的特性，我们设计了一系列实验测试。首先，我们选取了 一种常见的压电陶瓷材料，按照一定比例制备成试样。接着，我们对试样进行了 静电力学测试，以评估其压电性能。实验过程中，我们将试样置于应变模式下， 通过调节电压，观察试样的形变情况。同时，我们用万用表测量了试样的电阻值， 以评估其绝缘性能。
背景
压电陶瓷是一种可产生压电效应的陶瓷材料。压电效应是指材料在受到机械 应力作用时，会产生电荷，形成电场；或者在电场作用下，会产生机械形变。压 电陶瓷的这种特性使得它成为一种重要的电子材料，可用于各种能量转换和传感 应用。
特性分析
1、特点
压电陶瓷具有许多特点，如高灵敏度、高分辨率、低噪声等。这些特点使得 压电陶瓷在许多领域中具有独特的应用优势。此外，压电陶瓷的响应时间快、温 度稳定性好，可适用于各种复杂环境。
3、通过对比不同温度下的测试结果，发现温度对压电陶瓷材料的压电性能 也有一定影响，高温条件下材料的压电性能会有所提高。
4、在相同压力下，材料的应电压会随着温度的升高而降低，这可能是由于 高温下材料的热膨胀系数发生变化所致。
参考内容
引言
压电陶瓷片是一种具有压电特性的无机非金属材料，具有优异的机电耦合性 能和频率稳定性。压电陶瓷片的压电特性是指其在受到机械应力时会产生电场， 反之，在电场作用下会产生机械形变。这种特性被广泛应用于超声波换能器、振 动传感器、音频设备等众多领域。本次演示将介绍一种测试与分析压电陶瓷片压 电特性的方法，以期为相关领域的研究与应用提供参考。
压电陶瓷测试方法国标
压电陶瓷测试方法国标压电陶瓷是一种可以产生电荷和电势差的材料，具有压电效应。
为了保证压电陶瓷产品质量的准确性和可靠性，需要进行一系列测试。
以下是压电陶瓷测试的国际标准方法。
1.电感测量法电感测量法用于测量压电陶瓷元件的电感值。
测试时，将元件连接到测试电路中，以确保电感的准确测量。
在测试过程中，应注意保持环境恒温，并校准测试仪器。
2.动态机械特性测试动态机械特性测试用于评估压电陶瓷材料的机械性能。
测试方法包括材料的疲劳寿命测试、应变-力测试、失效测试等。
通过这些测试，可以评估材料的稳定性和可靠性。
3.压电常数测试压电常数是一个重要的参数，用于描述压电陶瓷材料的压电效应。
测试方法包括绝对压电常数和相对压电常数的测量。
测试时需要使用压电测试仪器，并进行准确校准。
4.电压系数测试电压系数是衡量压电陶瓷材料在电压变化下的应变变化的参数。
测试方法包括压电陶瓷材料在不同电压下的应变测量。
测试时，需要使用电压测试仪器，并进行准确校准。
5.热稳定性测试热稳定性测试用于评估压电陶瓷材料在高温环境下的性能。
测试方法包括高温膨胀系数的测量、热导率测试等。
通过这些测试，可以评估材料在不同温度范围内的性能稳定性。
6.密度测量密度测量是评估压电陶瓷材料质量的重要指标。
测试方法包括大小排列法、水排除法、放射射线法等。
测试时，需要选择适当的方法，并使用准确的仪器进行测量。
7.表面形貌测试表面形貌测试用于评估压电陶瓷材料的表面质量和形态。
测试方法包括光学显微镜、扫描电子显微镜等。
通过这些测试，可以评估材料的表面光滑度和微观结构。
以上是压电陶瓷测试的国际标准方法。
这些测试方法可以帮助生产厂家确保产品质量的可靠性和一致性，以满足市场需求和客户需求。
压电陶瓷的电特性与功率损耗实验分析
终 得 到它 们 与 驱 动 电压 峰 值 预测 能在 主动 振 动 控 制 领 域 中为 设 计 压 电
陶 瓷 驱 动 电源 提 供 指 标 依 据 。
关键 词 ： 压 电陶 瓷 致 动 器 ； 功率损耗 ； 非 线 性 电容 ； 介质损耗角正切 ； 主 动 振 动 控 制
ＣＨＥ ＮＧ Ｙｏ ｕ ｘ ｉ ｎ， Ｔ ＡＮＧ Ｗｅ ｉ ， Ｂ ＡＯ Ｂ ｉ ｎ， ＱＩ Ａｏ Ｑｉ ａ ｎ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｗｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｐｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｅ ｈｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃｈ ｉ ｎ ａ， Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０７ ２ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
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性 和 功 率 损 耗 的确 定 对 于 优 化 系 统 结 构 和 设 计 有 效 驱 动 电 源 均 有 至 关 重 要 的作 用 。 据 此 ， 该 文 提 出 了 一 种 预 测 Ｐ Ｚ Ｔ功 率 损 耗 的实 验 方 法 。该 方 法 通 过 理 论 分 析 与 实 验 测试 估 计 Ｐ Ｚ Ｔ的电容量 、 介 电 损 耗 角 正切 及 功 率 损 耗 ， 最
中图分类号 ： Ｔ Ｍ２ ８ ２ 文 献 标识 码 ： Ａ
Ｅｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｏ ｗｅ ｒ ＬＯ Ｓ Ｓ ｏ ｆ Ｐｉ ｅ ｚ Ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｃｅ ｒ ａ ｍｉ ｃ ｓ
压电陶瓷片压电特性的测试与分析
1 概述振动在周围环境中无处不在，振动机械能不仅是一种较普遍的能源形式，而且该能源是一种清洁的能源，如果可以将这些振动形式的能量转换为电能加以收集存储供随后使用，就可以将这种取之不尽的能源用于实际的工程当中，解决一些能源问题[1]。
目前微机电技术、材料科学、微电子技术、计算机技术等各领域科技最近几年得到快速发展，使得研究对象和产品结构和部件的尺寸变得越来越小，同时需求量变得越来越大，使得精密仪器对特殊形状的压电陶瓷片需求越来越多，压电陶瓷的应用形式也越来越广[2]。
本文将在不同外界压力作用下，对压电陶瓷元件的电气参数进行测试与分析。
2 压电陶瓷性能简介目前国内外已有对压电陶瓷压电特性进行的研究，并取得了一定成果。
1880年Pierre Curie 和Jacques Curie 在实验中发现了压电效应(在机械外力作用下,介质内部正负电荷中心发生相对位移而引起极化,由机械效应转化为电效应)，1881年他们又通过实验验证了逆压电效应(加反向电场,陶瓷片沿极化方向缩短。
这种由于电效应转变成机械效应的现象是逆压电效应)的存在[3]。
压电陶瓷的力输出特性和其位移输出特性是分不开的，针对电陶瓷的位移输出特性，1998年，哈工大张涛等在论文中提出陶瓷是具有有限刚度的弹性体，在受到外力后要被压缩。
压电陶瓷位移输出和电压之间的关系是：随电压增大，位移输出也增大，力输出和位移输出的关系是；随位移输出的增大，力输出减小[4，5]。
压陶瓷的输出力和位移的关系曲线表明在空载的情况下压电陶瓷的输出位移为最大输出位移，在最大输出力的作用下，压电陶瓷的位移输出将为零[6]。
由于迟滞、蠕变等因素的影响，难以用一种统一的数学模型来准确的描述它[7]常见的描述有Preisach 模型[8-9]Prandtle-Ishlinskii 模型[10-11]，Maxwell 模型[12] 。
是从现象的角度描述其位移输出特性。
因此受到位移输出复杂性的影响，其力输出特性的描述也变的相当的复杂。
压电陶瓷的原理及特性研究
压电陶瓷的原理及特性研究
压电陶瓷是一种能够产生压电效应的材料。
压电效应是指当该材料受到外力作用时，会产生电荷分离或极化现象，从而在材料上产生电压。
压电陶瓷的原理是基于固体晶格的对称性变化。
当外力作用于压电陶瓷时，晶格中的离子会发生位移，从而引起正负电荷的分离。
这种电荷分离产生的电势差可以用来发电或驱动其他电子设备。
压电陶瓷的主要特性包括以下几个方面：
1. 压电效应：压电陶瓷可以在被压缩或拉伸时产生电压，这个特性使得它可以应用于传感器、振动器等领域。
2. 可逆性：压电陶瓷的压电效应是可逆的，即当外力停止作用时，电荷分离消失，电势差恢复为零。
这使得压电陶瓷可以在需要时对外力作出反应，而不需要额外的能源输入。
3. 高稳定性：压电陶瓷具有高稳定性和抗疲劳性能，可以在较长时间内保持稳定的压电效应。
这使得它能够在恶劣环境下工作，如高温、高湿度等条件。
4. 宽频响特性：压电陶瓷具有宽频响特性，可以在很宽的频率范围内产生响应。
这使得它在振动传感器、声波发射器等领域有广泛的应用。
通过研究压电陶瓷的原理及特性，可以进一步优化它的性能，拓展其在各个领域的应用。
材料测试方法举例——压电陶瓷
材料测试方法举例——压电陶瓷压电陶瓷是一种能够产生压电效应的陶瓷材料，具有压电、电致伸缩和压电声发射等特性。
为了评估压电陶瓷的性能和质量，需要进行一系列的材料测试方法。
下面是针对压电陶瓷的几种常用测试方法举例，供参考。
1.压电常数测试：压电常数是评价压电陶瓷的重要指标之一，用于描述材料对外力作用下电荷产生的比例关系。
测试之前，首先需将压电陶瓷样品制成规定的尺寸，然后通过设备施加压力，测量在不同压力下的电荷大小，进而计算压电常数。
常用的测试方法包括电荷常数法、弯曲法和悬臂梁法等。
2.电机械耦合系数测试：电机械耦合系数是反映压电陶瓷在电场作用下的振动和机械功率输出之间关系的指标。
测试时，将压电陶瓷样品固定在振动台上，通过施加电压激励材料振动，测量振动的频率和幅值，然后计算电机械耦合系数。
3.管路声发射测试：压电陶瓷可以应用于声发射传感器，用于检测管路中的泄漏或其他故障。
测试时，将压电陶瓷传感器安装在管路上，并进行正常运行的测试过程。
通过监测传感器产生的压电信号变化，可以识别管路中是否存在泄漏或故障。
4.微观结构分析：压电陶瓷的微观结构对其性能具有重要影响，因此需要进行微观结构分析。
常用的方法包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）等。
通过这些技术，可以观察到材料的晶粒结构、晶格畸变和缺陷等信息，从而评估材料的质量和性能。
5.稳态和瞬态性能测试：为了确定压电陶瓷的稳态和瞬态性能，需要进行相应的测试。
稳态性能测试主要包括电压-位移曲线测试和电压-电荷曲线测试，通过施加不同的电压并测量相应的位移或电荷，来评估材料对电场刺激的响应。
瞬态性能测试主要包括步进响应测试和冲击响应测试，通过输入瞬态电压或冲击信号，测量材料的响应时间和能量转换效率。
上述仅是压电陶瓷测试方法的一小部分举例，实际测试方法应根据具体应用和需求进行选择和设计。
测试方法的选取应考虑准确性、重复性、可靠性和可操作性等因素，以确保对压电陶瓷材料进行准确全面的评估。
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通过该测试可以确定0.12 mm厚度样品的fm1=8.6 kHz，fn1=8.9 kHz，0.15 mm厚度样品的谐振频率为fm2=5.9 kHz，fn2=6.2 kHz。与厂家所给标称频率9 kHz和6 kHz相比较，标称频率更接近fn。
此外，通过对比谐振频率点与厂家所标识的频率，发现所标识的频率应该是其谐振频率，只是与实际测试值存在偏差，符合行业标准SJ/T10709-1996（压电陶瓷蜂鸣片总规范）中谐振频率标识的要求，但是对于标准中关于材料、结构、电极形状等参数，厂家却并没有按标准所要求的格式标识出来。
2.2 串、并联连接测试
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。
图3 ?压电振子的阻抗|Z|与频率的关系
使用HP公司E4980A CLR测试仪分别对标称频率为9 kHz的总厚度0.12 mm尺寸样品5只和标称频率为6 kHz的总厚度0.15 mm尺寸的样品5只进行扫频测量。找出阻抗最小和最大时的频率点fm、fn，按标准GB/T 6427-1999中的测量方法：使试样的阻抗最小，此时频率为谐振频率fr，见图4。
压电陶瓷蜂鸣片由一块两面印刷有电极的压电陶瓷板和一块金属板（黄铜或不锈钢等）组成。当在压电振动板的两个电极间施加直流电压时，由于逆压电效应，导致金属片机械变形。因此，当交流电压穿过电极时，金属片弯曲就会交替重复发生，从而在空气中产生声波，如图1。
图1 ?压电陶瓷蜂鸣片发声原理
本文将应用逆压电效应通过在压电陶瓷蜂鸣片两极间施加交变电压，使其产生振动并进入工作状态，然后参考上述标准对压电陶瓷蜂鸣片进行阻抗、电容值、绝缘电阻、介质耐电压等电性能参数进行测量。主要工作是通过对压电陶瓷蜂鸣片的阻抗测量找出其最大、最小阻抗频率点，再以其为准则确定等效电路模型参数，同时通过改变频率观察电容值的变化。然后再通过使用不同线材和不同的连接方式观察对压电陶瓷电容值测量的影响，最后再进行温度特性、绝缘电阻和介质耐电压的参数测量研究其可靠性。
2 测试研究开展
2.1 压电阻抗特性确定谐振频率fr
压电振子是经过极化处理的压电体是弹性体，具有固有振动频率fr。当加在压电振子上的电信号的频率等于其固有振动频率fr时，压电振子的弹性能最大，发生谐振。此外，它还具有反谐振频率fa、串联谐振频率fs、并联谐振频率fp、最小阻抗频率fm、最大阻抗频率fn等重要的临界频率。图2是压电振子的等效电路模型。L1是压电振子动态电感、C0、C1分别为静电容和动态电容、R1为动态电阻。L1、R1、C1分别于压电振子的质量、内摩擦系数和弹性常数有关，并非电学量，只是为了处理方便才模拟成电学量。模型中只有C0才是电学量。而压电振子材料的弹性、压电和介电常数都可以通过测量压电振子的集合尺寸、串联谐振频率、材料密度和电容等参数来测定。
本实验成果可为研究产品可靠性和制定相关标准的技术人员提供一定参考依据，为我国标准化工作和提升国产产品可靠性添砖加瓦。
参考文献
[1] 赁敦敏，肖定全，朱建国，等.从发明专利看无铅压电陶瓷的研究与发展——无铅压电陶瓷20年发明专利分析之一[J].功能材料，2003(34)：250-253.
[2] 吴一辉，杨宜民，王立鼎.压电定位元件的非线性及其线性化控制原理[J].功能材料与器件学报，1996，2(3)：166-171.
(4)通过对压电陶瓷蜂鸣片进行温度特性的测量，发现其在常温下能获得较稳定的工作状态，因此若想提高压电陶瓷蜂鸣片的可靠性，应该尽量使其工作在常温环境下。
(5)最后通过对压电陶瓷蜂鸣片绝缘电阻和介质耐电压参数的测量了解了这些参数对产品可靠性的影响，并且将其结果与国家相关标准所要求的对比，发现产品的设计与制造仅仅只是有部分参数按照相关标准执行，虽然目前我国对压电陶瓷材料的标准大多数并非强制标准，但是随着压电陶瓷材料的使用越来越广泛，普及程度不断提高，对其标准化程度和可靠性要求必然需要大幅度提高。
2.3 线材寄生电容的影响
我们通常把分布在导线之间、线圈与机壳之间以及某些元件之间的分布电容等称为寄生电容。虽然数值不大，但很多时候往往是造成干扰的原因之一，特别是在高频下尤其明显。为了解连接线材寄生电容对压电陶瓷器件的影响，分别选取0.12 mm和0.15 mm两个尺寸的压电陶瓷蜂鸣片作为测试样品：选取三种不同芯线径的多股线和一种芯线径的镀银线作为引线，通过改变引线长度来测量蜂鸣片的电容值。
综合来看来自引线的寄生电容，对于测量压电陶瓷蜂鸣片这类压电陶瓷产品的电容值来说影响几乎是可以忽略不计的。
2.4 温度变化对电容值影响
选0.12 mm、0.15 mm、0.27 mm三种厚度的压电陶瓷蜂鸣片，利用高低温试验箱MC-711进行-55℃、25℃、65℃下三个温度点在谐振频率fr附近进行测量，观察温度变化对压电陶瓷电容值的影响。
通过图7测试结果，可以看出在低温下电容值的一致性不理想，但是在常温及以上电容值的一致性却非常理想，该情况在三种尺寸的样品中均能体现，而且互相之间的变化趋势也基本相同，在常温下的电容值也相对比较稳定。由此推测产品的温度特性应该是与其制造材料、生产工艺和配方有非常大的关系。但是由于本实验的温度测量点相对较少，未能更充分地反应温度变化对电容值的影响，所以本实验的数据研究意义并不大，更多只作为初步的参考作用，为后续对这方面更深入的探究和实验做基础。
通过对表2、表3数据的分析后发现所有尺寸样品的绝缘电阻参数符合行业标准SJ/T 10709-1996（压电陶瓷蜂鸣片总规范）中对绝缘性能的要求，对不同尺寸的介质耐电压数据进行比对后发现，尺寸更大的产品其绝缘性能更好，可靠性更高。
3 结论
本文通过实验得到了五个方面的结论：
(1)在一级近似下，压电振子的等效电路模型参数可以通过最小阻抗频率fm和最大阻抗频率fn计算得到。
(2)通过实验验证了压电陶瓷片是电容性元件，并且通过改变串并联的方式找出了其叠加规律与一般电容器一致，为初次接触压电陶瓷这类材料的人群提供了准确的参考依据。
(3)通过使用不同的线材、线径和长度的引线连接压电陶瓷蜂鸣片与测量设备，研究引线产生寄生电容对压电陶瓷蜂鸣片的影响，可知引线的影响在可听声频范围内微乎其微，对选取样品的电容值并没有产生多大的影响。
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）
GB 11312-89 压电陶瓷材料和压电晶体声表面波性能测试方法
GB 11310-89 压电陶瓷材料性能测试方法相对自由介电常数温度特性的测试
图2 ?传统压电振子
当动态电阻R1为0时，最大导纳频率fm和最小导纳频率fn分别为：
当系统处于fm时，输出的应变振幅和振子上流过的电流达到最大值，此时对应的频率称为最小阻抗频率(或称为最大导纳频率)。当外加电信号的频率继续增大，振子输出的电流减小，阻抗达到最大时对应的频率称为最大阻抗频率(或最小导纳频率)fn。即当动态电阻R1=0时，有fm=fs=fr，fn=fp=fa。而实际情况下，此近似偏差一般小于1%[6]。压电振子的阻抗|Z|与频率的关系如图3所示。
2.5 绝缘电阻和介质耐电压测试
选取0.12 mm、0.15 mm、0.27 mm这3种尺寸的压电陶瓷蜂鸣片作为实验样品，使用HP公司的4339B高阻表分别测量绝缘电阻，其中0.12 mm和0.15 mm的使用100 V直流电压测量，0.27 mm的使用500 V直流测量，测试时间1 min。测试结果如表2、表3。
图6 ?蜂鸣片连接引线电容测试
通过分析图6数据，可以发现尽管引线所用的线材、线径、长度的差异都比较大，但是最后测量的结果互相之间的差异却非常小，对于来自引线寄生电容的影响几乎可以忽略不计。探究其原因可能有以下两点：
(1)引线所产生的寄生电容值约皮法级，相对于在纳法级的样品电容值而言，是微乎其微的。
(2)由于实验样品使用的是压电陶瓷蜂鸣片，因此测试频率在可听声范围，并不高。而恰好寄生电容在低频的影响并不明显，这也是导致最后测出的结果与不用引线测出的结果相差甚微的原因之一。
压电陶瓷电特性测试与分析
摘 ?要：?通过对器件进行阻抗测试可得到压电振子参数与谐振频率。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]。
然后以fm近似代替谐振频率fr，并通过提高频率观察电容值的变化情况。
图5为0.12 mm、0.15 mm样品的电容值测试数据，在谐振频率fr处是使电压、电流同相位的，所测得电容值在皮法级，非常微弱，扫频测量数据不稳定。而此处转换为电感值测量后可稳定显示，由此也可以证明其谐振频率值近似一致。