电压陶瓷材料性能试验方法 长条横向长度伸缩振动模式 征求意见稿.docx

GB/T2414.2-XXXX

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压电陶瓷材料性能试验方法长条横向长度伸缩振动模式

1范围

本标准规定了压电陶瓷材料长条横向长度伸缩振动横式的介电、压电和弹性性能的测试方法。本标准适用于压电陶瓷材料长条横向长度伸缩振动模式参数性能的测试。

2规范性引用文件

下列标准所包含的条文，通过在本旨准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效.。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB/T2413-1981压电陶瓷材料体积密度测量方法GB/T3389.1-1996铁电压电陶瓷词汇

3术语和定义

本标准中采用的术语和定义按GB/T3389.1—1996的规定。

4试验原理

4.1等效电路与特征频率

一个以单一模式自由振动的压电陶瓷振子，在其谐振频率附近的机电特性可用图1的等效电路来表示。它由动态电容C1、动态电感L1、动态电阻R1组成的串联支路与并联电容C0并联而成。在谐振频率附近可认为这些参数与频率无关。

图1等效电路

根据图1所示的等效电路，压电陶瓷振子的导纳可用公式(1)表示：

Y1···········································（1）

式中：Y0——并联支路的导纳，Y0=jwC0，S；

Y1——串联支路的导纳，Y0=S；

ω——角频率，rad/s。

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在电导—电纳坐标平面上，随着频率的变化,串联支路导纳Y1矢量终端的轨迹为一个圆。当机械品质因数Qm较大时,wC0在谐振区的变化甚小，因此可看作为一个常数。在不考虑介质损耗时，压电陶瓷振子导纳Y的圆图如图2所示。

图2导纳圆图从图2的导纳圆图中，可得到以下六个特征频率:

fs——串联谐振频率；fp——并联谐振频率；

fr——谐振频率（电纳等于零）；

fa——反階振频率（电纳等于零）；

fm——最大导纳颍率（最小阻抗顿率）；fn——最小导纳频率（最大阻抗频率）。

在一般情况下，fm＜fs＜fr；fn＞fp＞fa；（fnfm）＞（fpfs）（fafr）。当振子的优值M较高时，在一级近似下，fm=fs=fr，fn=fp=fa；当优值M较低时，用（fnfm）代替（fpfs）计算参数性能，必須加以修正，其近似公式为：

Δf=（fpfs）≈

·············································

（

（3）

···

T

2πfmCZm

式中，M——压电振子的优値；

T

C——自由电容,F；

Zm——压电振子的最小阻抗，a。

如果M2(fpfs)/fs＞100，利用近似公式（2）和（3）所产生的误差小于1%。

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4.2试验概述

本标准采用电桥法测试压电陶瓷长条横向长度伸缩振动模式的材料性能。

采用传输网络测压电振子的最大传输频率fmT、最小传输频率fnT、最小阻抗zm。采用阻抗分析仪测压电振子的最大导纳频率fm，最小导纳频率fn，最小阻抗zm；或谐振频率fr，反谐振频率fa和谐振电阻Rr。

在一级近似下，fmT=fm=fr=fs，fnT=fn=fa=fp，|zm|=Rr=R1。

得到串联谐振频率fs、并联