Устройство для измерения параметров пьезоэлектрических материалов методом резонанса-антирезонанса Советский патент 1980 года по МПК H01L41/22 H03H3/02 G01R29/22 

подключенный параллельно входной ветви 4 четырехполюсника, в вырезах в обкладках которого заподлицо с HHMPi .установлен измеряемый образец 7 так, что боковые поверхности образца 7 параллельны полю конденсатора 8 промежуточные кольцеобразные плоские электроды 9 конденсатора 8, соединенные с входной ветвью 4 четырехполюсника через делительные сопротивления R| ; шунтирующий выключатель 10, иэменяющий сопротивление R выходной ветви 5 четырехполюсника,

i Плоский конденсатор 8 может быть выполнен 3 виде набора разъемных кЬлец 11 из- диэлектрика с нанесенными на них тонкими электродами 9, установленных между внешними обкладкаю1 8, Составные элементы конденсатора склеенц в неподвижный- блок а и . подвижный б,

Устройство работает следуюищм образом.

: Изменяя выходную частоту генератора 1 при максимуме и минимуме пок.азаний вольтметра 2 определяют

ч/астоты, соответствующие И: максимуму полного импеданса обре;эца 7, По измеренным частотам определяют соответствующие параметры пьезоэлектрического материала образц Цонстанту . упругости, электромеханич}еской связи и при известной дизлектфической проницаемости материала Образца-пьезомодуль, При этом вследствие размещения образца 7 в поле плоского конденсатора 8 с минимальны ли зазорами в вырезах обкладок заподлицо с ними так, что боковые поверхности образца 7 параллельны Полю конденсатора 8, включенного параллельно входной ветви 4 четн;рехполюсника, исключается рассеяние электрического поля с боковых граней образца 1, вследствие ч-его увеличивается точность измерен-ий.

Равенство направлений поля конден сатора 8 и поля образца 7 обеспечено размещением образца в конденсаторе с минимальными зазорами в вырезс1Х Обкладок заподлицо с ними так, что г5оковые поверхности образца паргшлельны полю конденсатора. Установка образца 7 в конденсаторе 8 в соответствии с этими требованиями облегчается тем, что все средние кольца 5,10 конденсатора выполнены разрезными, Послтё установки образца 7 в конденсаторе 8 выдвижной блок полуколец а состыковывают с полукольцс1ми основного блока б ,

Включение конденсатора 8 паргшлельно входной ветви 4 «етырехполюсник а обеспечивает минимальную в€5личи ну емкости, включенной итараллельно образцу 7, что особенно существенно .при измерении образцов с малой собственной емкостью

Выбор сопротивления R выходной ветви 5 четырехполюсника из условия R« св .обеспечивает достаточное равенство поля конденсатора и поля образца по амплитуде и фазе.

Изменение величины R с учетом значения Чд1.,„ при максимуме и минир,г1уме импеданса образца и соотношения Я. R j осуществляется шунтР5ЛОЩИМ выв:лючателем 10.

На.личие тонких промежуточных кольцеобразных электродов 9, установленных между внешними обкладками конденсатора 8 и соединенных с входной ветвью 4 четырехполюсника через делительные сопротивления к , позволяет при минимальных размерах (диаметре) конденсатора получать однородное поле в Области размещения образца и исключить -влияние на результаты измерений внешних элементов конструк;ции устройства. Минимальный диаметр конденсатора 8 для образцов конкретной геометрии можно подобрать экспериментально, добиваясь того, чтобы емкость образца 7, измеренная в конденсаторе 8, совпадала с его расчетной емкостью для случая рассеяния поля с боковых граней образца.

Предлагаемое устрорТство позволяет увеличить точность измерений паравдатров пьезоматериалов, а также проводить измерения на образцах,на кототлх из-за большого рассеяния электрического поля с боковых граней измерения бы-ли вообще невозможны,.

Формула изобретения

1 Устройство пдя измерения параметров пьезоэлектрических материалов .методом резонанса-антирезонанса, содержащее измерительный П-образный четырехполюсник, в последовательную ветвь которого включен измеряемый пьезоэлектрический образец с нанесенными на его -торцовые грани пленочными электрода№{р перестраивае.мыЯгенератор синусоидальных колей;. и частотомер, включенные параллельно входной цепи П-образного -четырехполюсника, и вольтметр, вг люченный параллельно его выходной цепи, о тличающеесЕ тем, что с це.лью увеличени.ч точности измерения измеряемый пьезоэлектрический образе размещен внутри плос-хого конденсатора с минимальными: зазорами в вырезах обкладок заподл-ицо с ними так, чт-о боковые поверхности пьезоэлектрического образца параллельны электрическому полю конденсатора, лри этом конденсатор включен параллельно входной цепи П-образного четырехполюсника.

2, Устройство по , отличающееся тем, что конденсатор выполнен в виде набора плоских

разрезных колец из диэлектрика с нанесенными на них электродами, установленных между внаиними обкладками конденсатора, при этом электроды каждого кольца соединены с входной целью П-образного четырехполюсника через соответствующий делительный резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сухов Л.В. и др. Измерение параметров пьезоэлектрических изделий. Обзоры по электронной технике,

серия: Радиокомпоненты, 1970, вып, 3, стр.17 (прототип).