壓電材料綜合參數(shù)測試系統(tǒng).pdf

1、壓電材料的應用非常廣泛，主要的應用有：水聲換能器、壓電濾波器、驅動器和傳感器等，在船舶導航和探測、生物傳感以及電子電路等諸多領域中都有著十分重要的地位。壓電材料的研究需要對壓電材料的配方以及性能進行掌握，其性能的好壞依賴于對壓電材料綜合參數(shù)的準確測量。
　　電測法是壓電陶瓷參數(shù)測量較為常用的方法，電測法總體分為：晶體阻抗計法、Q表測量、電橋法測量等。晶體阻抗計法、Q表法測試電路復雜、操作頻繁或只能測出某個單一參數(shù)。而較為理想的是阻

2、抗譜測量法，即通過頻率掃描過程中測量出每個單一頻率點對應的阻抗值，最后找到其諧振、反諧振點。阻抗譜測量法雖然測試精度高，整個實驗過程只需按動幾個旋鈕、記錄數(shù)據(jù)、計算結果，但所用設備較為昂貴。
　　為了獲取壓電陶瓷重要信息,制作出一款基于AD5933的阻抗轉換器的阻抗譜測量系統(tǒng)。該芯片主要有兩部分功能：首先是激勵信號源的發(fā)射部分，信號源頻率大小可以由應用程序控制，頻率范圍是10Hz至0.1MHz，頻率最小間隔為0.1Hz，其次是對電

3、流信號的DFT運算。片內(nèi)頻率發(fā)生器產(chǎn)生的交流信號接通外部阻抗元件，將回路中的電流響應信號進行電流-電壓轉換，由片內(nèi)模數(shù)轉換器（ADC）對電壓進行離散采樣，再將采樣值進行離散傅里葉變換（DFT），芯片自動計算并存儲當前頻率下的一對實部(R)和虛部(I)，由RS232接口將該數(shù)據(jù)傳遞給電腦,利用VC++制作界面進行分析、繪制阻抗與頻率響應曲線，最終計算出壓電陶瓷的各項性能參數(shù)值。
　　本系統(tǒng)的阻抗測試范圍是10Ω-500KΩ，頻率測試