[发明专利]测量铁电材料压电常数回线和介电常数回线的装置和方法

权利要求书

1.测量铁电材料压电常数回线和介电常数回线的装置，包括测试信号输 出、压电常数回线和介电常数回线测量以及设备控制与数据采集处理三个部 分，其特征在于，所述测试信号输出部分由直流信号输出部分和交流信号输出 部分组成，其中：

直流信号输出部分包括直流高压源、示波器和开关，直流高压源分别与示 波器和计算机相连，并通过开关与标准电容一(201)相连；

交流信号输出部分包括交流电源和变压器，交流电源分别与计算机和变压 器相连，变压器与标准电容一相连；

所述压电常数回线和介电常数回线测量部分包括标准电容一、标准电容二 (203)、待测样品和光纤传感器，标准电容二与待测样品在电路中串联构成测 试电路，标准电容一与该测试电路并联，光纤传感器与待测样品相连；

所述设备控制与数据采集处理部分包括锁相放大器和计算机，锁相放大器 分别与标准电容二、光纤传感器以及计算机相连。

2.根据权利要求1所述的测量铁电材料压电常数回线和介电常数回线的 装置，其特征在于，所述标准电容一的电容值为4μF-10μF，耐压2000V。

3.测量铁电材料压电和介电常数回线的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：直流高压源给标准电容一充电，然后通过该电容放电至待测样品 和标准电容二组成的测试电路两端；

同时，交流电源提供小的正弦测试信号并通过变压器施加于测试电路；

步骤二：通过锁相放大器采集标准电容二两端电压信号；

通过光纤传感器采集待测样品应变并转化为电压信号，并使用锁相放大器 对电压信号进行采集；

步骤三：将上述信号输入到计算机中，经过计算处理输出压电常数回线和 介电常数回线的图像和数据文件。

4.根据权利要求3所述的测量铁电材料压电常数回线和介电常数回线的 方法，其特征在于，所述标准电容二的电容值约1μF，远大于待测样品的电容 量。

5.根据权利要求3所述的测量铁电材料压电常数回线和介电常数回线的 方法，其特征在于，所述直流高压源产生的直流电压每步间隔为50V-200V， 直流电压的施加时间为2s-8s。

6.根据权利要求3所述的测量铁电材料压电常数回线和介电常数回线的 方法，其特征在于，所述交流电源包括交流信号发生器和交流信号放大器。

7.根据权利要求6所述的测量铁电材料压电常数回线和介电常数回线的 方法，其特征在于，所述交流信号发生器产生交流电压1V-5V，频率为 100Hz-2kHz，经过交流信号放大器放大后电压范围为10V-200V。

8.根据权利要求3所述的测量铁电材料压电常数回线和介电常数回线的 方法，其特征在于，所述压电常数回线或介电常数回线的测量时间周期为 500s-800s。

9.根据权利要求3所述的测量铁电材料压电常数回线和介电常数回线的 方法，其特征在于，所述介电常数的测量采用Sawyer-Tower电路。