[实用新型]一种压电材料性能自动测试系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压电材料性能自动测试系统，该系统主要应用于压电元器件生产过程中的性能自动检测。

背景技术

压电材料是一种受到压力作用时会在该材料两端面间出现电压的晶体材料，包括压电晶体材料、压电陶瓷材料、压电聚合物等。目前，压电材料以其优越的压电性能被广泛地应用于航空、军事、石油工业、医疗等领域，但是不同的应用对压电材料的性能指标参数要求也有所不同。因此在压电元器件的生产制造过程中，对压电元器件的性能测试是非常重要的一个环节，需要通过性能测试来判断压电元器件的性能是否满足指标要求，并要将其记录下来，作为下一步应用的参考。

在传统的压电元器件的生产制造过程中，通常是采用一人操作读数、一人在提前设计好的表格上边编号边记录的方法来进行对压电元器件的性能测试，其中各压电元器件的直接指标可以实时读取后人工记录在表格上，但是间接指标还要等全部压电元器件测试好之后再进行人工计算后才能进一步判断其是否符合指标要求，进而再做筛选，而且，若想对某一批次的压电元器件的性能进行统计分析的话，又是一项工作量很大的工作。这样，一方面，操作读数的人员和记录数据的人员长时间工作下来很容易疲劳，难免会出错，且记录错误又不易修改，另一方面，压电元器件的间接指标需要在进行人工计算之后才能判断其是否满足要求，这不仅增加了人工计算的工作量，而且若在人工计算后判断出该压电元器件的间接指标不符合指标要求，则还需重新补充样品，重新进行测试，并且再重新根据测得的数据进行人工计算，因此导致整个测试过程效率很低。

例如，中国专利20080017250.0公开了一种压电元件。在该专利中，采用测试仪器手动测试该压电元件的各项性能，例如分别使用Agilent 4294A阻抗分析仪测定该压电元件的压电基板的共振频率Fr、反共振频率Fa、使用Agilent 53181A频率计数器测定该压电元件的压电基板的振荡频率F0等参数，对各项参数进行人工记录，此外还根据测得的参数、利用特定等效电路及公式人工计算出相关的间接参数，如机电耦合系数k15，振荡频率变化率等等。此种测试方法，不但需要对测得的数据进行人工记录，还需要对测得的数据进行大量的人工计算，从而判断出经过人工计算后的间接数据是否满足要求。采用此方法，耗时耗力，而且在人工记录及人工计算过程中均不可避免会发生错误。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种压电材料性能自动测试系统，可以对压电元器件的各项性能进行自动测试，将测试人员从繁重的手动测试及记录中解放出来，大大提高测试效率。

本实用新型提供了一种压电材料性能自动测试系统，包括控制单元、与待测压电材料相连的多个可程控测试单元、以及连接在所述控制单元与所述多个可程控测试单元之间的传输单元，所述各可程控测试单元通过所述传输单元接收来自所述控制单元的指令以对所述待测压电材料的压电性能进行自动测试，并将测试得到的直接压电性能数据通过所述传输单元反馈至所述控制单元，所述控制单元将接收到的所述直接压电性能数据发送至显示单元并进行记录，所述直接压电性能数据为包括谐振频率、谐振阻抗、反谐振频率、反谐振阻抗、电导、电抗、容抗、静态电容和介电损耗在内的直接压电性能数据。

该压电材料性能自动测试系统搭建简单、方便，可以对压电元器件的各项直接压电性能进行自动测试，与传统的测试方法相比，该系统操作简单、快捷、方便、易于保存，自动化程度高，可以大大降低劳动力成本、提高测试效率，还可避免人工测试的误操作或数据记录的笔误。

在本实用新型中，所述控制单元配置为根据预先设定的压电性能参数公式从测试得到的所述直接压电性能数据计算出所述待测压电材料的间接压电性能数据并发送至所述显示单元，所述间接压电性能数据为包括带宽、介电常数、机械品质因子和机电耦合系数在内的间接压电性能数据。

采用本实用新型，可对待测压电材料的间接参数指标进行自动测试，减少了人工计算间接参数指标的环节，不但简化了测试工序，还减少了人工计算容易发生错误的风险，提高了测试效率。

在本实用新型中，所述控制单元配置为对各所述直接或间接压电性能数据预先设定参考数据范围，判断测试得到的所述直接压电性能数据或计算出的所述间接压电性能数据是否在预先设定的所述参考数据范围内，将属于所述参考数据范围内的所述直接或间接压电性能数据发送至所述显示单元进行记录，对不属于所述参考数据范围内的所述直接或间接压电性能数据，所述控制单元向所述显示单元发送更换待测压电材料的提示指令。