抗拉可压型压电陶瓷性能测试及疲劳试验

压电陶瓷是自适应光学系统中的核心器件变形镜的主要作动元件,其性能的好坏直接影响变形镜甚至自适应光学系统校正能力。开展了加载电压为±350 V、外形尺寸为5 mm×5 mm×38 mm的抗拉可压型压电陶瓷的性能测试,包括位移、迟滞、电容、阻抗和热膨胀系数等,对压电陶瓷的抗拉能力进行了考核,获得三个样品抗拉能力均大于250 N。采用疲劳测试仪对同批次生产的压电陶瓷进行疲劳试验,在此过程中获得了压电陶瓷的压电效应并对试验数据进行了分析,最后对5#样品进行了1 000万次疲劳试验（±150 N@5 Hz正弦载荷）,试验后压电陶瓷的位移减小约5%,其他指标变化较小。通过抗拉能力测试和疲劳试验,初步考核了该型压电陶瓷的抗拉压特性和疲劳特性以及压电陶瓷的使用寿命,为变形镜的研制提供一定的数据支撑。     

利用光干涉法测试并研究压电陶瓷材料的逆压电系数

在迈克尔孙干涉仪基础上制成的弱振动测试设备能够很好地完成对１０＾－６ｍ量级幅度的正弦微振动的测量。利用该套装置对压电陶瓷材料在不同频率正弦电压下的振动幅度进行了测量,求出了压电陶瓷片逆压电系数的幅频关系。     

压电陶瓷压电特性的激光调制法测量研究

介绍可测量压电陶瓷压电特性的激光干涉调制测量方法.采用相干检测原理对信号进行提取,不仅可以抑制噪声对干涉信号的影响,而且还可以大大降低光电探测器和电路的1/f噪声.与通常干涉仪测量方法相比,这种方法具有测量灵敏度高等优点.利用该方法对压电陶瓷压电特性进行了测量,讨论了激励电压信号的频率、幅度对压电陶瓷压电常数d₃₁的影响,并对其压电迟滞曲线进行了测量.     

PVDF压电薄膜超声换能器的初步实验

本工作对国产PVDF压电薄膜制成的超声换能器进行了初步实验.结果表明,PVDF压电薄膜换能器具有良好的接收响应.与PZT压电陶瓷换能器比较,其结构简单、制作方便以及能得到宽而平坦的通带特性,但灵敏度低.实验初步表明,国产PVDF压电薄膜巳达到了实用水平.     

用光纤光栅传感器研究压电陶瓷的特性

提出了一种利用光纤光栅传感器研究压电陶瓷特性的新方法.该方法采用非平衡Michelson扫描干涉仪对光纤光栅传感信号进行相位解调,通过观测波长漂移引起的相移,从而获得压电陶瓷的位移量与所加电压间的关系.实验分析了迟滞特性和蠕变现象,得到了压电陶瓷的电压-位移特性曲线以及蠕变特性曲线.实验表明,光源功率的波动对压电陶瓷迟滞特性不能造成影响且压电陶瓷的蠕变特性与电压方向无关.     

用光纤光栅传感器研究压电陶瓷的特性

提出了一种利用光纤光栅传感器研究压电陶瓷特性的新方法.该方法采用非平衡Michelson扫描干涉仪对光纤光栅传感信号进行相位解调,通过观测波长漂移引起的相移,从而获得压电陶瓷的位移量与所加电压间的关系.实验分析了迟滞特性和蠕变现象,得到了压电陶瓷的电压-位移特性曲线以及蠕变特性曲线.实验表明,光源功率的波动对压电陶瓷迟...     

基于虚拟仪器的压电陶瓷驱动技术研究

针对压电陶瓷驱动器的非线性应变,以压电陶瓷微位移驱动原理为基础,分析了扫频激光器腔长控制原理;在硬件时钟的定时下,分析了压电陶瓷的驱动特性,并通过调整驱动信号的步长电压来调节压电陶瓷的非线性。设计了基于虚拟仪器的控制系统,并对线性化方法进行了原理分析和实验。实验结果表明,该测量系统可以使压电陶瓷在其伸长范围内线性地伸长。     

新书评介

电子陶瓷情报网编的《压电陶瓷应用》一书,于1985年8月由山东大学出版社出版.压电陶瓷是声学中广泛应用的电-声换能材料,由压电陶瓷做成的各种声学器件,是一些声学仪器、设备中的关键部件.该书从实用角度出发,对压电陶瓷在各类声学仪器中的作用、工作机理与方式等,给予了简要的说明;对一些典型的换能器,给出了设计的考虑原则、制做工艺、计算公式,并给出了具体结构的实例. 全书共分七章:第一章“在高电压发生装置中的应用”,介绍了压电陶瓷点火器、变压器、玩具遥控信号发生器、压电按扭开关等;第二章“在电声等设备上的     

关于开设内光电效应实验的探索与思考

介绍了开设以内光电效应为理论基础的半导体光电器件的重要性和迫切性,并详细介绍了内光电效应的理论与半导体光电器件的分类和应用前景。     

径向极化压电陶瓷长圆管复合超声换能器的径向振动

提出了一种圆管式径向复合压电陶瓷换能器,并对其径向振动特性进行了分析。该换能器由径向极化的压电陶瓷圆管以及金属外圆管组成。利用解析法得出了金属圆管以及具有任意壁厚的径向极化压电陶瓷圆管径向振动的机电等效电路。基于金属圆管与压电圆管的机械边界条件,得出了换能器的六端机电等效电路。在此基础上得出了换能器共振及反共振频率方程的解析表达式,给出了换能器的共振及反共振频率与其几何尺寸之间的依赖关系。利用数值方法对换能器的径向振动特性进行了模拟及仿真,并与解析结果进行了比较。最后,设计并加工了一些径向复合管式压电陶瓷换能器,利用精密阻抗分析仪对其共振及反共振频率进行了实验测试。研究结果表明,利用解析理论得出的换能器共振及反共振频率与数值模拟结果以及实验测试结果符合很好。      

Integrated photoelectric device made of a piezoelectric ceramic exhibiting pyroelectricity and an internal photoeffect

This paper reports on the preparation of a piezoelectric ceramic, which also exhibits pyroelectricity and an internal photoeffect. It then describes the design and trial production of a new integrated photoelectric device using this ceramic with a piezoelectric transformer, a solar cell, and an inverter. Important applications of this device are given.     

铌酸钾钠基无铅压电陶瓷纵振换能器*

高性能环境友好型无铅压电陶瓷及其应用是当前压电材料研究的热点之一,为了探究其在水声换能器领域的应用潜力,该文对铌酸钾钠基无铅压电陶瓷和锆钛酸铅压电陶瓷纵振式换能器进行了对比研究。依据仿真结果优化结构尺寸,制作了两种换能器样机并测试了其在空气中和水中的电声性能。测试结果表明,铌酸钾钠基无铅压电陶瓷换能器的谐振频率为35kHz,最大发送电压响应为 151dB,声源级可达 190dB,在 26kHz~67kHz 的频率范围内发送电压响应的起伏不超过±4.5dB,谐振频率处-3dB 的指向性开角约为 76°。该无铅压电陶瓷换能器具有和锆钛酸铅压电陶瓷换能器相当的发射性能,有望推动无铅压电材料在水声换能器领域的应用进程。     

Flexural vibration analyses of piezoelectric ceramic tubes with mass loads in ultrasonic actuators

Based on Timoshenko beam model, a theoretical model of radially polarized piezoelectric ceramic tubes is investigated. In the model, the piezoelectric effects are considered, and the shear correction factor is introduced which reveals effects of the size of the cross-section and Poisson’s ratio. Based on the model, the particular attentions are devoted to effects of the boundary conditions at two ends on flexural resonance frequencies of the piezoelectric ceramic tubes. Changing the sizes of the tubes and the mass loads at both free ends, the variations of the flexural resonance frequencies of free–free piezoelectric ceramic tubes are calculated theoretically. Besides, the flexural resonance frequencies of the piezoelectric ceramic tube cantilevers with mass loads at one free end are also investigated theoretically. To verify accuracy of the theoretical mode, the flexural resonance frequencies for different lengths of the piezoelectric ceramic tubes and different loaded masses are measured experimentally. The theoretical results agree well with the experimental measurement, which demonstrates that the model is accurate for analyzing the flexural resonance frequencies of the piezoelectric ceramic tubes with mass loads.     

低压微位移驱动电路及控制方法

讨论了低压微位移驱动电路及控制方法在光电轮廓仪上的运用。采用低压驱动电路驱动压电陶瓷相移器对参考光束进行相移，从而使仪器质量减轻、体积缩小、成本降低。在运用该电路时，为了解决压电陶瓷低电压区非线性误差大的问题，用PC计算机控制压电陶瓷上所加电压的电压值，由摄像头摄取图像并计算出干涉条纹的间隔，然后由PC计算机修改压电陶瓷上所加的电压值，直至干涉条纹相位差达到要求值。该方法的优点是：可消除压电陶瓷低压区的非线性误差，使得开环电路得到闭环的效果；可降低机械零部件的装配难度。     

陶瓷厚膜电致发光器件的电致发光特性研究

研制了以四元系组分ＰＭＮ－ＰＴ－ＰＦＮ－ＰＣＷ陶瓷厚膜为绝缘层的无Ｙ２Ｏ３介质层和有Ｙ２Ｏ３介质层两种结构的电致发光器件,并对陶瓷厚膜的制备民厚膜厚度等对陶瓷厚膜电致发光器件电致发光特性的影响进行了深入的研究。     

PSPICE controlled-source models of analogous circuit for Langevin type piezoelectric transducer

The design and construction of wide-band and high efficiency acoustical projector has long been considered an art beyond the capabilities of many smaller groups. Langevin type piezoelectric transducers have been the most candidate of sonar array system applied in underwater communication. The transducers are fabricated, by bolting head mass and tail mass on both ends of stacked piezoelectric ceramic, to satisfy the multiple, conflicting design for high power transmitting capability. The aim of this research is to study the characteristics of Langevin type piezoelectric transducer that depend on different metal loading. First, the Mason equivalent circuit is used to model the segmented piezoelectric ceramic, then, the impedance network of tail and head masses is deduced by the Newton's theory. To obtain the optimal solution to a specific design formulation, PSPICE controlled-source programming techniques can be applied. A valid example of the application of PSPICE models for Langevin type transducer analysis is presented and the simulation results are in good agreement with the experimental measurements.     

压电效应变压原理及实验装置

本文简述了压电陶瓷的压电特性．介绍了压电效应变压实验仪原理和测量方法。