SU1123095A1 - Способ контрол степени запол ризованности пьезокерамических образцов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ КОНТРОЛЯ СТЕПЕНИ ЗАПОПЯРИЗОВАННОСТИ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ путем приложени  к образцам переменного напр жени  и .регистрации электрических параметров, отличающийс  тем, что, с ЦЕЛЬЮ ускорени  контрол  и обеспечени  возможности измерени  на образцах любых форм и размеров, измер ют амплитуду второй гармоники напр жени  в цепи образца, по значению которой суд т о степени запол ризованности . .г

Description

Изобретение относитс  к радиоэле ронной промышленности и может быть использовано при производстве изделий из пьезокерамики, например резо наторов, фильтров, гидроакустически антенн и т.д. Известен способ оценки степени запол ризованности пьезокерамики, заключающийс  в измерении пьезомоду л , в статическом режиме, при этом степень эапол ризованности пьезокерамики оцениваетс  .путем измерени  зар да на электродах образца в момент сн ти  механической нагрузки 1 Однако этот способ не пригоден дл  оценки запол ризованности образ цов в форме полусфер, конусов и т.д и св зан с воздействие на изделие больших усилий. Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ контрол  степени запол ризованности пьезокерамических образцов путем приложени  к об-раздам переменного напр жени  и регистрации электрических параметров С 2. Однако известным способом можно проводить измерени  лишь на пьезоэлементах определенной формы и раз- меров« Кроме того, этот метод трудоемок и не удобен дл  контрол  изделий при массовом производстве, так как требует измерени  нескольки величин. Степень запол ризованности пьезоэлемента может быть измерена Takже по пиротоку при переходе через точку Кюри, по смещению .петли гисте резиса и т.д. Однако все эти методы ведут к полной или частичной рае пол ризации издели  и поэтому практически не примен ютс . Целью изобретени   вл етс  ускорение контрол  и обеспечение возможности измерени  на образцах любы форм и размеров. Указанна  цель достигаетс  тей, что согласно способу контрол  степени запол ризованности пьезокерами ческих образцов путем приложени  к образцам переменного напр жени  и регистрации электрических парамет ров, измер ют амплитуду второй гарм ники напр жени  в цепи образца, по значению которой суд т о степени запол ризованности. На фиг.1 показана блок-схема установки дл  контрол  степени запо 952 л ризованности предлагаемым способом; на фиг.2 - градуировочна  крива  - зависимость амплитуды напр жени  второй гармоники Vj от пьезомодул  jj дл  образца пьезокерамики. Установка Тфиг.1) включает генератор 1 синусоидальных колебаний, фильтр 2 нижних частот, измер емый пьезокерамический образец 3, фильтр 4 верхних частот и индикатор 5. Генератор 1 должен иметь амплитуду выходного напр жени  не менее 1-2 В и частоту СП 1 кГц - 1000 МГц (например, типа ГЗ-41, ГЗ-33, ГСС-6, Г4-31 и т.д.). Рабоча  частота f выбираетс , исход  из емкости изделий: например, при емкости 100 пФ-f 10 МГц, 1000 пФ ,1-10 МГц и т.д. Фильтр 2 низких частот должен пропускать без ослаблени  сигнал частоты генератора i и не пропускать гармоники 2 { , 3 { , имеюп91ес  на выходе генератора. Пьезокерамический образец 3 включаетс  на выходе фильтра 2 и на входе фильтра 4, Фильтр 4 верхних частот должен пропускать без ослаблени  сигнал второй гармоники с частотой 2 f и не пропускать основную частоту I на индикатор 5. В качестве индикатора используетс  селективный микровольтметр (например, Вб-1, В6-2), или измерительный приемник (например, П5-1, П5-2), настроейный на часТОТУС23 . Способ реализуют следующим образом . На пьезокерамический образец подают синусоидальное напр жение частотой f . Если образец незапод ризо-. ван, то в результате диэлектрической нелинейности будут генерироватьс  только нечетные гармоники 3- , 5{,..., так как зависимость емкости С от напр жени  If симметрична относительно нул . Запол ризованный пьезокерамический образец имеет максимз м емкости С не при ТУ 0 и генерирует как нечетные, так и четные гармоники. Амплитуда второй гармоники пропорциональна dC /dl/ и таким образом, пропорциональна остаточной пол ризованности PQ, так как внутреннее напр жение смещени  If пропорционально Pp. Запол ризованный пьезоэлемент генерирует ток второй гармоники, который проходит через фильтр 4 верхних частот и создает на сопротивлении нагрузки напр жение IJT , изме р емое вольтметром. Амплитуда этого напр жени  пропорциональна степени запол ризованности пьезокерамическог образца (фиг.2),

Измерени  проводились на образцах пьезокерамики ЦТС-19.В виде дисков диаметром 10 мм и толщиной 1 мм. Генератор 1 .типа ГЗ-41 работает на частоте 13 МГц. Фильтр 2 нижних частот L С-типа имеет затухание на частоте f 13 МГц менее 2 дБ, а на частоте 2f 26 МГц - более 120 д Фильтр 4 верхних частот обладает затуханием более 100 дБ на частоте 13 МГц и усилением на 10 дБ при частоте 26 МГЦ. В качестве .индикатора используетс  резонансный микровольтметр Вб-1, настроенный на частоту 26 МГц.

Образцы пьезокерамики пол ризуютс  в различных режимах; напр женност пол ризующего злектрического пол  мен етс  от 0,5 до 1,8 кВ/мм, температуре от комнатной до 150°С, врем  выдержки под напр жением 1 --60 мин.

Известным методом резонанса антирезонанса 1 измер етс  пьезомодуль j образцов с разной степенью пол ризованности. На каждом образце также измер етс  амплитуда напр жени  второй гармоники Z/j с использованием описанной установки (фиг.1). По значени м yi и 1/ строитс  градуировочна  крива  дп  данной партии образцов (фиг.2). Результаты показывают, что напр жение второй гармоники пр мо пропорционально пьезомодулю и может служить характеристикой степени запол ризованности образца.

Достринством предлагаемого способа  вл етс  его исключительна  простьта и универсальность. Дл  определени  степени запол ризованности достаточно измерени  одного параметра 1/4 , отсчитываемого непосредсвенно по шкале индикатора 5. На изделие при измерении воздействует лить слабое измерительное поле, не привод щее к распол ризации.

Иг,

ffiff

600

Claims (1)

1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ СТЕПЕНИ ЗАПОЛЯРИЗОБАННОСТИ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ путем приложения к образцам переменного напряжения и .регистрации электрических параметров, отличающийся тем, что, с целью ускорения контроля и обеспечения возможности измерения на образцах любых форм и размеров, измеряют амплитуду второй гармоники напряжения в цепи образца, по значению которой судят о степени заполяризованности.

   го о

   V и

   1 1123095 2