[实用新型]一种压电材料的压电系数测量装置

说明书

本实用新型公开了一种压电材料的压电系数测量装置，包括加力装置、探针、信号处理装置，所述探针与压电薄膜材料的电极接触，所述探针通过导线与信号处理装置连接；所述加力装置包括探头、力传感器和驱动装置，所述力传感器与驱动装置通过导线与信号处理装置连接；所述驱动装置驱动探头下压压电薄膜材料，以对压电薄膜材料施加预设的压力；所述力传感器用于测量探头对压电薄膜材料施加的压力大小，所述信号处理装置用于获取压电薄膜材料的电信号和力传感器的输出信号。本实用新型通过驱动装置来驱动探头下压压电薄膜材料，并通过力传感器和信号处理装置的配合，可以通过控制下压速度和压力大小来提高测量精度和缩短测量时间。

技术领域

本实用新型涉及压电系数测量领域，尤其涉及一种压电材料的压电系数测量装置。

背景技术

压电材料的压电系数测量方法有：直接加力测量法(Berlincourt method)，激光干涉法(laser interferometer)，激光多普勒测振仪(laser scanning vibrometers)和压电力显微镜(Piezoelectric force microscopes)。其中，激光干涉法，激光多普勒测振仪和压电力显微镜法都是通过逆压电效应，即通过加电压信号使材料产生形变效果，测量压电系数，其测量精度高，但是设备昂贵，且对测量环境的要求高。直接加力测量法是利用正压电效应，即通过加力使材料产生电荷的方式，测量压电系数，这种方法虽然在测量精度方面比不上其他3种测量方法，但是测量装置的价格便宜，使用操作简单。

目前常用的加力测量法的压电材料的压电系数测量装置，如中科院声学所和新加坡的Piezotest Pte.Ltd的测量装置，采用如图1所示的测试装置，通过加力将样品1夹在两个金属电极21之间，信号处理装置22通过交变信号产生振动，使样品1所受力的大小发生有规律的变化，并记录所受力的大小变化与产生电信号间的关系，从而得出材料的d33压电系数。但是这种测量装置只用测量如图2所示的压电材料，并不能测试如图3所示的压电材料。其中，图2 所述的压电材料厚度一般在100μm以上，电极11位于压电层12的两侧。图3 所示的压电薄膜材料，厚度一般在10μm以下，压电层12的底部设有衬底13，电极11位于衬底13的同一侧。图3所示结构的压电薄膜材料，由于衬底的存在，对测量结果会产生较大的影响。

此外，现有的测量装置设定好参数只能测量一种厚度的压电薄膜材料，若要测量另外一种厚度的压电薄膜材料，需要重新设定参数，操作不便。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种压电材料的压电系数测量装置，测量精度高，测量时间短。

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种压电材料的压电系数测量装置，可测量不同厚度的压电薄膜材料。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种压电材料的压电系数测量装置，包括加力装置、探针、信号处理装置，所述探针与压电薄膜材料的电极接触，所述探针通过导线与信号处理装置连接；

所述加力装置包括探头、力传感器和驱动装置，所述力传感器与驱动装置通过导线与信号处理装置连接；

所述驱动装置驱动探头下压压电薄膜材料，以对压电薄膜材料施加预设的压力；

所述力传感器用于测量探头对压电薄膜材料施加的压力大小，所述信号处理装置用于获取压电薄膜材料的电信号和力传感器的输出信号。

作为上述方案的改进，所述探头包括接触部和弹性件，所述弹性件连接在接触部和驱动装置之间。

作为上述方案的改进，所述驱动装置包括电机、传动杆和可移动模块，所述电机通过传动杆与可移动模块连接，所述电机通过传动杆驱动所述可移动模块进行移动，所述探头随所述可移动模块进行移动。

作为上述方案的改进，所述接触部由导电金属制成，所述弹性件为弹簧。