[发明专利]适用于不同条件下原位实测压电陶瓷d33

权利要求书

1.一种适用于不同条件下原位实测压电陶瓷d₃₃的温控激振系统，其特征在于包括压电式加速度传感组件(1)、温度控制箱(2)、激振单元(3)、信号采集单元(4)以及数据处理器(5)；

所述压电式加速度传感组件(1)包括由配重质量块(1-1)和待测压电陶瓷(1-2)组成的待测压电式加速度传感器和标准压电式加速度传感器(1-3)；配重质量块(1-1)、待测压电陶瓷(1-2)和标准压电式加速度传感器同轴顺次叠置；

所述温度控制箱(2)为压电式加速度传感组件提供测试环境温度；所述温度控制箱主体为箱式结构，压电式加速度传感组件安放于温度控制箱内；

所述激振单元(3)用于向压电式加速度传感组件施加周期性振动作用力；所述激振单元(3)包括信号发生器(3-1)及与之连接的激振器(3-2)；所述激振器(3-2)动作端通过穿入温度控制箱(2)的金属杆(3-3)与标准压电式加速度传感器固连；

所述信号采集单元(4)用于采集压电式加速度传感组件传输的电荷信号及标准压电式加速度传感器反馈的振动加速度信号，并发送给数据处理器(5)；所述信号采集单元(4)包括电荷适调器(4-1)和与之连接的信号采集仪(4-2)；从待测压电式加速度传感器和标准压电式加速度传感器(1-3)引出的用于传输电荷的导线以及从标准压电式加速度传感器(1-3)引出的信号传输线穿出温度控制箱(2)并接入电荷适调器(4-1)；

所述数据处理器(5)与信号采集单元(4)连接，用于依据采集的待测压电式加速度传感器输出的电荷信号以及标准压电式加速度传感器(1-3)反馈的振动加速度信号，得到待测压电陶瓷(1-2)的纵向压电应变电荷系数d₃₃。

2.根据权利要求1所述适用于不同条件下原位实测压电陶瓷d₃₃的温控激振系统，其特征在于所述配重质量块(1-1)、待测压电陶瓷(1-2)与标准压电式加速度传感器(1-3)之间通过导电胶固定连接。

3.根据权利要求1或2所述适用于不同条件下原位实测压电陶瓷d₃₃的温控激振系统，其特征在于所述配重质量块(1-1)、待测压电陶瓷(1-2)与标准压电式加速度传感器(1-3)三者在垂直于振动轴向的截面形状和大小一致。

4.根据权利要求3所述适用于不同条件下原位实测压电陶瓷d₃₃的温控激振系统，其特征在于所述待测压电陶瓷(1-2)的厚度为0.2～2mm。

5.根据权利要求3所述适用于不同条件下原位实测压电陶瓷d₃₃的温控激振系统，其特征在于所述配重质量块(1-1)的质量为20～50g。

6.根据权利要求1所述适用于不同条件下原位实测压电陶瓷d₃₃的温控激振系统，其特征在于所述温度控制箱(2)的温控范围为室温～500℃。

7.根据权利要求1或6所述适用于不同条件下原位实测压电陶瓷d₃₃的温控激振系统，其特征在于所述温度控制箱(2)放置于支撑台架(6)上。

8.根据权利要求1所述适用于不同条件下原位实测压电陶瓷d₃₃的温控激振系统，其特征在于所述金属杆(3-3)材质为钛合金。

9.根据权利要求1所述适用于不同条件下原位实测压电陶瓷d₃₃的温控激振系统，其特征在于从待测压电式加速度传感器引出的用于传输电荷的导线引出点位于配重质量块端面；从标准压电式加速度传感器(1-3)引出的用于传输电荷的导线引出点位于金属杆(3-3)与标准压电式加速度传感器(1-3)连接处。

10.一种适用于不同条件下原位实测压电陶瓷d₃₃的方法，其特征在于利用权利要求1-9任一所述的温控激振系统按照以下步骤进行测量：

(1)设定温度控制箱的测试温度；

(2)待温度达到预设值过后，启动信号发生器向激振器输出周期信号，使激振器向标准压电式加速度传感器施加周期性振动载荷，直至其反馈的振动加速度幅值a达到预期值；

(3)按照以下公式，计算得到该测试温度下待测压电陶瓷的d₃₃：

式中，Q为待测压电式加速度传感器电荷响应曲线的峰峰值(即待测压电式加速度传感器输出的电荷量)，m为配重质量块的质量，a为标准压电式加速度传感器反馈的振动加速度幅值。