[发明专利]多功能压电性能测试装置

说明书

本发明公开一种多功能压电性能测试装置。所述多功能压电性能测试装置包括U形支撑杆、支撑直杆、绝缘支撑台和电磁控制器；所述U形支撑杆具有长杆和短杆，长杆穿过绝缘支撑台的通孔与支撑弹簧连接，短杆和支撑直杆的其中一个端部夹持待测样品；支撑直杆相对远离待测样品的另一端部穿过绝缘支撑台的通孔与振动源连接；通过电磁控制器的打开或者关闭来实现待测样品在自由振动状态和夹持振动状态之间的转换。

技术领域

本发明涉及压电性能测试技术领域，具体涉及一种多功能压电性能测试装置。

背景技术

压电陶瓷材料是在外力作用下可在材料表面产生净电荷的一类重要功能材料。压电系数和机电耦合系数是评价压电陶瓷材料压电性能的两个关键技术指标。准静态法与动态谐振法是目前应用最广泛的压电性能测试方法，并已分别形成国家标准GB11309-89和GB/T3389-2008。准静态法主要用于测量压电陶瓷的压电系数，例如d₃₃。测试设备d₃₃测试仪，例如ZJ-3形d₃₃压电测量仪等，可以用于准静态法的压电性能测试。动态谐振法主要用于测量压电陶瓷的机电耦合系数。测试设备阻抗分析仪，例如Keysight 4990等，可以用于动态谐振法的压电性能测试。然而，准静态法和动态谐振法分别要求压电陶瓷材料处于夹持振动状态和自由振动状态，因此，在现有的测试装置中需要采用不同的测试设备中并对应设置不同的测试夹具来进行压电性能的测试，同时压电陶瓷样品也需要不停地取放到相应测试设备，因此测试效率较低。目前还未有测试装置单次同步实现准静态法和动态谐振法这两种方法的集成。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种可实现夹持振动状态和自由振动状态转换的多功能压电性能测试装置，可在不换载样品的情况下实现准静态法与动态谐振法的不同压电性能的同步测量，减少了压电陶瓷样品不停取放带来的时间成本和人力成本，测试效率大幅提高。

本发明通过以下技术方案实现：

本发明提供一种多功能压电性能测试装置，包括U形支撑杆、支撑直杆、绝缘支撑台和电磁控制器；所述U形支撑杆具有长杆和短杆，长杆穿过绝缘支撑台的通孔与支撑弹簧连接，短杆和支撑直杆的其中一个端部夹持待测样品；支撑直杆相对远离待测样品的另一端部穿过绝缘支撑台的通孔与振动源连接；通过电磁控制器的打开或者关闭来实现待测样品在自由振动状态和夹持振动状态之间的转换；打开电磁控制器开关时，电磁控制器产生的磁力使U形支撑杆的长杆处于锁紧状态，待测样品通过支撑直杆与振动源的连接而处于夹持振动状态；关闭电磁控制器开关时，电磁控制器不产生磁力，U形支撑杆的长杆处于自由伸缩状态，因而U形支撑杆的短杆端部与待测样品接触而不施加夹持力使得待测样品处于自由振动状态。

较佳地，支撑直杆与U形支撑杆的短杆的中心线为同一条直线。

较佳地，U形支撑杆的短杆端部以及支撑直杆与待测样品接触的端部均为半球形。

较佳地，待测样品处于夹持振动状态测试的准静态参数包括压电系数。

较佳地，待测样品处于自由振动状态测试的动态谐振参数包括机电耦合系数Kt和/或Kp。

较佳地，支撑弹簧的伸缩位移在0-5cm之间可调。

较佳地，振动源具有频率30Hz~300Hz、压力0.05N~0.5N的输出。

较佳地，U形支撑杆和支撑直杆同时也作为电极。

较佳地，所述绝缘支撑台设置有安装槽，所述安装槽与绝缘支撑台上的限位槽相互连通形成通孔，U形支撑杆通过安装槽和限位槽与支撑弹簧相连。

较佳地，所述绝缘支撑台设置有安装槽，所述安装槽与绝缘支撑台上的限位槽相互连通形成通孔，支撑直杆通过安装槽和限位槽与振动源相连。