Осциллографический способ определения петли диэлектрического гистерезиса сегнетоэлектриков Советский патент 1983 года по МПК G01R31/00 

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при исследовании и прогнозировании свойств сегнетоэлектриков, а также построении приборов на их основе. Известен осциллографический способ определения зависимости между мгновенными значениями двух переменных электрических величин, предусматриваквдий подачу.этих велич на вертикальные и горизонтальные отклоняющие пластины осциллографа и регистрацию на его экране крицой искомой зависимосд-и 1 . Однако согласно способу предполагается подведение к осциллографу величин, непосредственно отображающих функцию и аргумент исследуемой зависимости. Для определения же петли диэлектрического гистерезиса сегнетоэлектриков данный способ должен дополняться рядом под готовительных /преобразовательных) операций с .подводимыми переменными электрическими величинами. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является осциллографический способ определения петли диэлектрического .гистерезиса сегнетоэлектриков, заключающийся в подведении переменног управляницего напряжения к последо- вательно включенным исследуемому образцу с емкостью С и эталонному конденсатору с емкостью С g и регист рации на экране осциллографа кривой зависимости мгновенных значе-, НИИ поляризаци исследуемого образца от напряжения на нем в режиме управления напряжением при путем подачи на вертикальные отклоняющие пластины осциллографа напряжения с эталонного конденсатора а на горизонтальные отклоняющие пла тины - управляющего напряжения. При практической реализации указанного способа по Сойера-Тау эра зарегистрированная зависимость возбуждаемого на исследуемом образце заряда q от управляющего напряжения и при периодическом изменении последнего дает возможность находить величины спонтанной и полной поляризации, дифференциальную диэлектрическую проницаемость, пороговое поле поляризации, коэрцитивну силу-и диэлектрические потери петли зависимости поляризации от поля в режиме. управления напряжением Однако при разработке конкретных конструкций на сегнетоэлектриках, например, биморфов, пьезотрансформаторов, пироэлектрических датчиков возникает необходимость в измерении и других важных параметров. Целью изЪбретения является обес течение возможности измерения поля переполяризации и диэлектрических потерь петли зависимости поля от поляризации. Поставленная цель достигается тем, что согласно осциллографичесг кому способу определения петли диэлектрического гистерезиса сегнетоэлектриков, основанному на подведении переменного управляющего напряжения к последовательно.включенным исследуе1 ому образцу с емкостью Су и эталонному конденсатору с емкостью регистрации на экране осциллографа кривой зависимости мгновенных значений поляризации исследуемого образца от напряжения на нем, указанную кривую снимают в режиме зарядового управления при , причем на вертикальные отклоняющие пластины осциллографа подают управляющее напряжение, а на горизонтальные отклоняющие пластины - напряжение с исследуемого образца. На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема, реализующая предлагаемый способ/ на фиг.2 зависимость напряжения Uj( на исследуемом образце от его заряда q (зависимость поля от поляризации), полученная с использованием для сегнетоэлектрика триглицинсульфата при синусоидальном изменении заряда q с частотой 50 Гц. (Пунктиром изображена та же зависимость, найденная с помощью известного способа 2j ). Исследуемый образец (сегнетоконденсатор) 1 последовательно включен с ёмкостью и эталонным конденсатором 2 с емкостью Сд, питание которых производится от источника 3 напряжения U. Измерительным прибором является осциллограф 4, вертикальные отклоняющие пластины которого подключены к выводам образца 1, а горизонтальные отклоняющие пластины - к выводам источника 3. Поскольку Схт|ц Сэ/ заряд q. эталонном конденсаторе Д определяется величиной напряжения и, т.е. q 4;, 0,0. В процессе регистрируются напряжения и и и,, и на экране осциллографа 4 наблюдается фактическая зависимость U(qx) (фиг.2). На полученной петле гистерезиса четко выделяется пороговое напряжение Щ, соответствующее пороговому изменению заряда, ограничивающему диапазон обратимых линейных изменений Ux(lx) Величина напряжения Шг, развиваемого на образце 1 при его переключении, оказывается вдвое меньшей величины и, а величина Uj, , в свою очередь,примерно на 30% не достает до коэрцитивной силы Uc, определяемой известным способом pj . Таким образом, предлагаемый способ, как и известный, позволяет оценить такие характеристики диэлектрического гистерезиса сегнетоэлектриков, как спонтанная и полная поляризация, а также пороговое поле поляризации. Вместе с тем, он, благодаря обеспечиванию возможности

измерения поля переполяризации и диэлектрических потерь петли li,j(q), удачно дополняет известный способ, позволяющий измерять коэрцитивное поле и диэлектрические потери петли

qx(UO.

ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕТЛИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГИСТЕРЕЗИСА СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ, основанный на подведении переменного управляющего напряжения к последовательно включенным исследуемому образцу с емкостью С и эталонному конденсатору с емкостью С, и регистрации на экране осциллографа кривой зависимости мгновенных значений поляризации исследуемого образца от напряжения на нем, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения поля перепопяризации и диэлектрических потерь зависимости поля от поляризации указанную кривую снимают в режиме зарядового управления приС;(«Сэ, причем на вертикальные отклоняющие пластины осциллографа подают управляющее напряжение, а на горизонтальные отклоняющие пластины напряжение с исследуемого образца. -. Фиг.1

Фиг. 2