[发明专利]一种压电晶片谐振频率测定方法

说明书

技术领域

本发明属于航空材料性能检测领域，涉及一种压电晶片谐振频率测定方法。

背景技术

压电晶片是工业生产、医疗、科研中十分重要的一种元件，例如医用CT，B超，及无损检测超声仪等，谐振频率是其核心参数之一，谐振频率的高低决定了压电晶片的应用场合。

现有的压电晶片谐振频率检测方法主要为频谱分析法。即使用频率扫描的方法，对压电晶片在某一宽频范围内进行逐步扫频，根据压电晶片响应幅度大小绘制出频谱曲线，由频谱曲线判断压电晶片的谐振频率。目前还没有专门测定压电晶片谐振频率的设备，常用的测定仪器为综合阻抗分析仪，该类设备造价昂贵，检测过程复杂。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种压电晶片谐振频率测定方法，其特点是简单、快捷、低成本、高精度。

技术方案：一种压电晶片谐振频率测定方法，包括以下步骤：

对压电晶片进行短时高压脉冲激励的步骤：短时高压脉冲的脉冲宽度τ通过公式（1）确定，激励最大电压在200-450V之间；

τ=12Nf---(1)]]>

其中，N_f为压电晶片振动模方向的频率常数，l为振动模方向的尺寸；

记录压电晶片响应振动信号的步骤：采用示波器或高速数采系统进行记录；

分析计算压电晶片谐振频率的步骤：首先计算相邻两个波峰之间的时间间隔Δt，也即第一波峰与第二波峰、第二波峰与第三波峰、第三波峰与第四波峰之间的时间间隔Δt，然后再根据Δt计算该振动模方向的谐振频率，计算方法如式（2）；

对于高频的模振动谐振频率，直接利用公式（2）进行计算；对于低频的模谐振频率，计算Δt时，以跳过高频振动部分波形之后的波峰为第一波峰，再利用公式（2）进行计算。

有益效果：本发明的测定方法针对压电晶片的谐振频率提出，针对性专业性高，无须测量多余参数；本发明的测定方法采用纯时域算法，可直接得到压电晶片的谐振频率，不用分析频谱曲线，干扰因素少，准确度高，测定过程中需要确定的参数少，测量结果精度不依赖与输入参数精度；本发明的测定方法步骤易实现，过程主要分为两个步骤，在一般的实验室即可实现，对环境设备要求不高，实用快捷。与现有的方法，即使用综合阻抗分析仪相比，本发明的测定方法实施成本低。

附图说明

图1是本发明具体实施例连线示意图；

图2是本发明圆形压电晶片高频响应振动波形图；

图3是本发明圆形压电晶片高频响应振动周期测定图；

图4是本发明圆形压电晶片低频响应振动波形图；

图5是本发明圆形压电晶片低频响应振动周期测定图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1至图5。

一种压电晶片谐振频率测定方法，包括以下步骤：

对压电晶片进行短时高压脉冲激励的步骤：短时高压脉冲的脉冲宽度τ通过公式（1）确定，激励最大电压在200-450V之间；

τ=12Nf---(1)]]>

其中，N_f为压电晶片振动模方向的频率常数，l为振动模方向的尺寸；

记录压电晶片响应振动信号的步骤：采用示波器或高速数采系统进行记录；