壓電振子的測(cè)試設(shè)備

　　測(cè)試電路法可分恒電壓和恒電流兩種測(cè)量電路。恒電壓測(cè)量電路如圖4.5-33所示。圖中分壓電阻Ri的阻值與信號(hào)發(fā)生器的輸出阻抗相匹配。一般取RT1=RT2，終端電阻RT2的取值應(yīng)與試樣的動(dòng)態(tài)電阻R1相應(yīng)，參考值為5.1Ω。A-B間的分布電容CAB遠(yuǎn)低于試樣的自由電容CT，分布電容CT1、CT2的電抗應(yīng)滿足：1/ωCT1>RT1, 1/ωCT2>RT2。
 

　　恒流源傳輸測(cè)試線路如圖4.5-34所示。圖中匹配電阻RT3阻值與信號(hào)發(fā)生器的輸出阻抗相匹配，限流電阻RT4的取值應(yīng)遠(yuǎn)大于試樣的動(dòng)態(tài)電阻R1，參考值為1kΩ。A-B間的分布電容CAB遠(yuǎn)低于試樣的自由電容 CT 。
 

　　圖4.5-33恒壓源傳輸測(cè)試線路 ~ -信號(hào)發(fā)生器；-I  I-一試樣；f一數(shù)字頻率計(jì)；V一高頻電壓表；Ri一分壓電阻；RTI一分壓電阻；RT2一終端電阻；CTI、CT2一分布電容
 

　　圖4.5-34恒流源傳輸測(cè)試線路 ~ -信號(hào)發(fā)生器；f一數(shù)字頻率計(jì)；V一高頻電壓表；-I  I-一試樣；RT3一匹配電阻；RT4-限流電阻
 

　　要求信號(hào)發(fā)生器的頻率瞬時(shí)穩(wěn)定度高于待測(cè)頻率的度，輸出波形為正弦波。諧波失真抑制大于30dB。頻率計(jì)的測(cè)試誤差小于士1Hz，輸入阻抗遠(yuǎn)大于信號(hào)發(fā)生器輸出阻抗，且不影響信號(hào)發(fā)生器輸出電平。
 

　　電壓表的輸入阻抗大于1MΩ，輸入電容不大于40pF，頻率范圍高于待測(cè)頻率，靈敏度高。
 

　　屏蔽盒與各儀表連接用短屏蔽線，屏蔽盒應(yīng)妥善接地，接插件采用通用高頻插頭。試樣支架夾持力要小，并保證夾具與試樣電極面接觸良好，接觸點(diǎn)的直徑為φ0.3~1mm，夾持點(diǎn)要求夾在試樣電極面上接近圓邊外，如φ20×2 mm推薦試樣夾持點(diǎn)距圓邊2mm左右。支架應(yīng)絕緣良好。
 

　　試樣支架示意圖見圖4.5-35。試樣徑向固定，有利于厚度方向伸縮振動(dòng)自由。用彈性銅電極接觸試樣電極面上接近
 

　　圖4.5-35標(biāo)準(zhǔn)推薦的試樣支架示意圖1一圓形膠木支架框；2一試樣徑向固定的夾緊螺栓；3一銅彈簧電極，3與5相連；4一膠木支架座；5-接入測(cè)試線路的支架插頭；6一被測(cè)試樣，電極面與3接觸圓邊處，壓力小且接觸良好。
 

　　試樣為薄圓片，兩主平面不平行度不大于厚度公差的一半，在兩主平面上全部被覆金屬層作為電極，沿厚度方向進(jìn)行極化處理。試樣直徑d與厚度t之比應(yīng)滿足單純厚度振動(dòng)模式的要求，根據(jù)不同瓷料，選擇一定的試樣尺寸比，直徑d和厚度t之比d/t為6~12。推薦試樣尺寸為φ20mm×2mm。
 

　　測(cè)試前試樣應(yīng)保持清潔干燥，根據(jù)不同瓷料要求，極化后存放一定時(shí)間，并在規(guī)定的環(huán)境下放置二小時(shí)后進(jìn)行測(cè)試。正常試驗(yàn)環(huán)境為大氣條件，溫度為20~30℃，相對(duì)濕度45%~75%，氣壓86~106kPa。仲裁試驗(yàn)環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，溫度25士1℃，相對(duì)濕度48%~52%，氣壓86~106kPa。
 

　　試樣兩端測(cè)試電場(chǎng)E的要求為：①測(cè)電容E≤5V/mm；②測(cè)試頻率及動(dòng)態(tài)電阻E≤30mV/mm。