[发明专利]一种压电特性参数动态扫频测试装置及方法

权利要求书

1.一种压电特性参数动态扫频测试装置，包括施力装置与电路装置，其特征在于：

施力装置，压电陶瓷片(2)放在底座支撑装置(1)上，电机(7)在该电路装置的单片机程序的驱动下，传动速度经过减速器(8)减速之后，驱动涡轮蜗杆(6)传动装置，从而带动螺纹轴(5)上下运动，通过压缩和拉伸弹簧(4)来改变压片(3)作用在压电陶瓷片(2)上的压力；

电路装置，包括单片机、切换开关、继电器组及扫频信号施加电路，该单片机通过采样电路获得压力信号及电压信号，将检测到的压力信号与设定值进行比较，根据比较结果控制该切换开关，该切换开关连接该继电器组，以通过该继电器组产生控制电机(7)正转与反转的开关控制信号，当压力设定值与该压电陶瓷片上受力实际值相同时，该单片机通过该扫频信号施加电路对该压电陶瓷片施加扫频信号，通过采样各频点电流获得串联谐振频率与并联谐振频率，并利用相应公式计算获得压电常数。

2.如权利要求1所述的一种压电特性参数动态扫频测试装置，其特征在于：当检测到的压力信号与设定值不同时，该单片机根据结果的大小控制电机的正转与反转，以使施加在压电陶瓷片(2)的压力与设定的值相同，达到压力稳定。

3.如权利要求1所述的一种压电特性参数动态扫频测试装置，其特征在于：若程序或者硬件发生故障，该单片机控制其状态指示灯发出报警。

4.如权利要求1所述的一种压电特性参数动态扫频测试装置，其特征在于，该单片机采用如下压电参数计算公式计算压电参数：

d312=K312ϵ33TS11E=πρ(4Lfr)2ω(C0+C1)Sfa-frfr=Mfa-frfr]]>

其中，C_T为自由电容，包含低频时测出的压电陶瓷片的静动态电容总值C0、C1之和，常数ρ为压电陶瓷片体积密，S为电极面积，fr为谐振频率，L为等效串联电感，w为扫频信号频率。

5.如权利要求4所述的一种压电特性参数动态扫频测试装置，其特征在于：当极化的方向与振动方向一致时，压电常数d₃₁为纵向压电应变常数d₃₃。

6.如权利要求1所述的一种压电特性参数动态扫频测试装置，其特征在于：该单片机调整扫频信号的频率间隔，进行多次循环，分别采样各频点电流。