干涉法测量压电材料的复压电常数

介绍了采用迈克尔逊干涉仪测量压电材料复压电常数的新方法。干涉仪中一个平反射镜与被测试样粘为一体，另一外与控制压电陶瓷粘为一体。利用光电二极管和两个锁相放大器对干涉图像进行转换和放大测量。     

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。     

磁致伸缩/压电叠层复合材料磁-机-电耦合系数分析

分析和推导了磁致伸缩/压电叠层复合材料的机-电耦合系数、磁-机耦合系数及磁-电耦合系数与磁致伸缩层和压电层性能参数及几何参数之间的关系.进一步分析表明,叠层复合材料低频时的磁电电压系数正比于磁-电耦合系数,谐振时的磁电电压系数正比于磁-电耦合系数与机械品质因素的乘积;磁电电压系数还与复合结构的本征阻抗有关,本征阻抗越大磁电电压系数越大.通过性能差异较大的Terfenol-D和FeNi基弹性合金分别与压电材料PZT5-H和PZT8相互组合构成复合材料的比较分析,进一步阐明了磁电复合材料磁-电耦合系数和机械品 关键词： 磁电效应 磁-机-电耦合系数 磁致伸缩材料 压电材料     

聚丙烯压电驻极体膜的压电和声学性能研究

以多孔聚丙烯(PP)膜为原材料, 通过压缩气体膨化工艺和电晕极化方法成功制备出PP压电驻极体膜, 并研究了该功能膜的压电和声学性能. 结果表明PP压电驻极体膜厚度方向和横向的杨氏模量分别为1.4和480 MPa, 因此压电系数d₃₃比d₃₁和d₃₂高2个量级以上, d₃₃是该类压电膜压电效应的主要性能指标, 而 d₃₁和d₃₂可以忽略不计. PP压电驻极体膜的准静态压电系数d₃₃在15-35 kPa的压强范围内具有良好的线性度. 在2-300 Hz的测试频率范围内, 300 Hz 下的d₃₃是2 Hz下的81%, 这主要是由PP膜的杨氏模量随频率增大而增强引起的. 在100 Hz-100 kHz 的音频和超声波频率范围内, PP压电驻极体膜具有平坦的频响曲线; 在1 kHz下其开路电压灵敏度和压电系数d₃₃分别为0.85 mV/Pa和164 pC/N. 关键词： 聚丙烯压电驻极体 压电效应 声学性能     

用激光干涉法测量电致伸缩系数

简述了利用迈克耳孙干涉仪测量电致伸缩系数的原理,介绍了测量电致伸缩系数的方法,给出了同心圆干涉条纹的圈数与所加电压的关系以及利用线性回归法求准线性区域的电致伸缩系数的测量结果.     

复合层状Bi7Ti4 NbO21铁电陶瓷的结构与介电和压电性能研究

制备了Bi7Ti4NbO21，Bi4Ti3O12及Nb掺杂Bi4Ti3O12(Nb-Bi4Ti3O12)层状结构铁电陶瓷材料．结合Nb-Bi4Ti3O12的介电温谱和退极化实验结果，研究了Bi7Ti4NbO21的晶体结构对其介电、压电性能的影响．高分辨透射电镜结果表明，在Bi7Ti4NbO21中，沿着c轴方向，(Bi2Ti3O10)^2-和(BiTiNbO7)^2-。两个类钙钛矿层分别与(Bi2O2)^2 层叠加堆积而成．这种晶体结构决定了Bi7Ti4NbO21的介电温谱在668℃和845℃出现介电双峰．结合极化样品的退化实验分析，说明材料在这两个温度附近发生了铁电一铁电相变、铁电一顺电相变，分别是(Bi2Ti3O10)^2-和(BiTiNbO7)^2-层状结构发生微观结构相变的结果．在退极化过程中，由于受热时钙钛矿层内空位引起的缺陷偶极子的定向排列受到破坏，引起材料部分退极化，表现为300℃热处理后Bi7Ti4NbO21的压电活性降低了10％，显示了室温下材料的压电性能来源于自发极化的固有电偶极子和缺陷偶极子的共同贡献．     

超磁致伸缩材料及其应用研究

稀土超磁致伸缩材料是一种新型稀土功能材料．文章概述了超磁致伸缩材料(GMM)的研究历史；对比了一种实用的超磁致伸缩材料(Terfenol-D)和压电陶瓷材料(PZT)的性能；阐述了超磁致伸缩材料当前在以下两个方面取得的研究进展：(1)关于工艺方法的研究：包括直拉法、区熔法、布里奇曼法和粉末烧结、粘结等方法；(2)关于材料组分的研究：包括对Fe原子的替代研究以及开发轻稀土超磁致伸缩材料的研究．文章最后叙述了超磁致伸缩材料的应用领域，以及发展我国稀土超磁致伸缩材料的意义．     

采用阶梯形弹性基底的磁致伸缩/压电复合结构磁电响应研究

利用阶梯形变幅杆的应变放大作用,构造了磁致伸缩/阶梯形弹性基底/压电复合结构. 采用等效电路法分析了沿长度方向振动复合结构的一阶磁电响应. 计算了Terfenol-D/阶梯形铍青铜基底/PZT-5H复合结构的磁电响应,并与实际结构的磁电响应进行了比较,由于理论分析中忽略了胶层产生的损耗,理论值和实验结果的变化规律相似,但是谐振频率点和磁电电压转换系数有一定的差异. 同时比较了阶梯形基底和等截面杆基底复合结构,分析表明前者具有更高的磁电电压转换系数. 研究了阶梯形弹性基底长度比及层厚比对复合结构纵振动一阶模 关键词： 磁电效应 磁致伸缩/压电复合结构 磁电响应     

光折变晶体Ce:BaTiO3电光和压电系数的测量

用干涉仪的方法测量了Ce:BaTiO₃晶体的低频电光系数和压电系数．排除压电效应对光通过晶体引起相位的变化，得到低频下经极化的Ce:BaTiO₃单晶的电光系数r₄₂=1945±220pm/V和r₁₃=11.8±1pm/V．从而，为研究Ce:BaTiO₃晶体的光折变效应和理论计算提供了精确的线性电光系数 关键词：     

正弦调制多光束激光外差测量压电材料电致伸缩系数

电致伸缩系数反映了压电材料本身的固有属性,是衡量电致伸缩特性的重要参数之一。基于逆压电效应,准确测量微小长度变化量可实现电致伸缩系数的高精度测量。现有光学测量方法基于直接检测光强分布获取微小长度变化量,但受光源功率稳定性和环境扰动制约,测量精度不高。为此,本文采用多光束激光外差技术融合多普勒振镜正弦调制技术,加载微小长度变化量于外差信号频率中,研究测量微小长度变化量的外差信号理论模型及外差信号频率与电致伸缩系数间数学模型,实现外差信号频率检测取代直接强度检测,消除光源稳定性与环境扰动影响,并且采用频率解调可以同时获取多个微小长度变化量,对这些微小长度变化量加权平均,最终可以进一步提高电致伸缩系数的测量精度。以此为依据,通过理论仿真研究待测样品的电致伸缩系数,结果表明:该方法的相对测量误差仅为0.28%。与现有技术相比,测量精度提高了一个数量级。     

压电陶瓷压电系数测量的一种实验改进方法

针对压电陶瓷的压电系数实验测量中仪器调节的困难,通过放置一个三面箱体辅助仪器来改善对光路的调节,同时在给压电陶瓷施加电压的电路中接入电压报警器,有效控制施加在压电陶瓷上的电压大小,以此避免压电陶瓷的疲劳受损乃至被烧坏。     

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.     

加速度计自动测试系统

文章介绍了一种基于GPIB总线的加速度计参数自动测试系统 ,并详细说明了该系统的组成原理、硬件结构、软件结构及实现技术等。该系统实现了对加速度计参数的自动测试和可靠的数据处理 ,提高了加速度计的检测效率及测试过程的管理效率。     

基于LabView的光纤电流互感器一体化测试系统设计

光纤电流互感器日益成为电力系统中最重要的设备,在实用化研究中,光纤电流互感器的检测精度是重要的指标之一,而被测电流的谐波和光纤电流互感器内部的噪声往往影响其测量的准确性。因此对光纤电流互感器谐波的检测以及对其解调算法实用性的验证非常重要。为进一步的谐波治理提供依据及验证解调算法能否有效运用问题,在详细分析现有的谐波检测理论和两种解调算法原理的基础上,设计了一种基于虚拟仪器LabView的光纤电流互感器谐波检测及解调算法测试一体化系统,在快速检测电流各次谐波电平的同时解调出被测电流的信息并对比验证两种解调算法的可行性与优越性,验证结果表明第二种解调算法的精度明显优越于第一种解调算法,更能适用于光纤电流互感器的信号解调。     

用于高功率激光装置的压电步进驱动器

根据神光Ⅱ高功率激光装置的具体工程需求,设计了一种以层叠式压电陶瓷为驱动元件的新型压电步进驱动器。驱动器利用杠杆机构实现箝位机构和进给机构交替箝位动子,通过对压电陶瓷小步距的位移连续累加的步进方式,实现大行程直线位移;具有控制简单、行程大、分辨力高及断电箝位的特点。样机试验结果表明,驱动器的运动分辨力达到nm级,步距分辨力达到50 nm,行程21 mm。     

基于LABVIEW的旋转机构测控系统设计

针对旋转测试的任务要求,设计了一套基于LabView开发环境下的测试系统和一套基于PLC控制技术的控制系统,并利用OPC通讯方式,实现了LabView与PLC之间的数据交互。利用LabView开发了多种软件功能,丰富了测控系统的数据处理和显示功能。经试验结果表明：该测控系统已达到预期设计效果。     

Stochastic Thermodynamics of a Piezoelectric Energy Harvester Model

We experimentally study a piezoelectric energy harvester driven by broadband random vibrations. We show that a linear model, consisting of an underdamped Langevin equation for the dynamics of the tip mass, electromechanically coupled with a capacitor and a load resistor, can accurately describe the experimental data. In particular, the theoretical model allows us to define fluctuating currents and to study the stochastic thermodynamics of the system, with focus on the distribution of the extracted work over different time intervals. Our analytical and numerical analysis of the linear model is succesfully compared to the experiments.     

对压电陶瓷极化特性的研究

根据研究模型首先得出压电陶瓷极化特性的理论推测,然后使用DP-5型介电谱仪,测量由压电陶瓷材料制作的蜂鸣器。实验测出压电陶瓷的极化方式与极化率和外场频率有关,随着频率的增加,压电陶瓷的离子位移极化率、电介质分子取向极化的极化率将减小,最终表现为相对介电常数减小。实验结果与理论猜测吻合。     

激光干涉法测压电陶瓷的压电常数d31

介绍迈克尔逊干涉仪原理在测微小位移中的应用。确定一种锆钛酸铅镧压电陶瓷的压电常数ｄ３１，得到了一种测ｄ３１的可行可靠的新方法。