[其他]铁电体电滞回线计算机测试技术方案

说明书

本发明涉及一种改进的铁电体电滞回线计算机测试技术方案，用以测得各种铁电体准确的电滞回线。

电滞回线是铁电体的重要特征和重要判据之一，但是广泛采用的Sawyer-Tower电路却难以准确地测定电滞回线，因为铁电体试样中存在线性电容、漏导及损耗，有时会淹没要测的信号。多年来许多研究者都致力于改进Sawyer-Tower电路。至今大多数研究者仍采用的一种电路（Diamant，H.et    al∶Rev.Sci.Instrum.28，30，1957）是由两个Sawyer-Tower电路组成的电桥电路，一个是由被测试样和取样电容组成，另一个由可变电容、可变电阻相互并联网络和另一取样电容组成。电桥电路输出接向一个差分放大器。由于可变电容和可变电阻相互并联的网络对应于试样中线性电容和漏导及损耗，所以靠调节可变电容和可变电阻，在差分放大器中能抵销掉试样中线性电容、漏导及损耗的影响，在示波器中测得准确的电滞回线。

这种电桥电路存在的缺点是：（1）在超低频下进行精确测试时，手工操作麻烦和费时，需反复调节可变电容和可变电阻，经多次电滞回线的循环才能完成，并且是靠人眼从测得电滞回线形状来判断是否达到最佳校正状态，使测试受主观因素的影响，影响了测试精度;（2）可变电容和可变电阻两端存在高的电位差，给制造可变电容和可变电阻带来困难，并且影响操作安全。

随着计算机的广泛应用，已有不少把微计算机用于电滞回线测试的报导，最近期的是Tatsuo    Fukami等发表的文章（TatsuoFukami    et    al∶Rev.Sci.Instrum.54，1551，1983）。采用受控制的工频正弦波测试电压加向Sawyer-Tower电路，Sawyer-Tower电路输出信号经A/D转换贮存在微计算机内，微计算机输出经D/A转换，再进行电滞回线的显示。但至今未见有关应用微计算机进行测得电滞回线的校正方面工作的报导

本发明的任务即在解决上述电桥电路的缺点，应用微计算机对从Sawyer-Tower电路测得的电滞回线进行校正，自动地抵销掉试样中线性电容、漏导及损耗的影响，简化操作手续，提高测试精度，节省测试时间。

本发明的任务是通过下述技术方案实现的：还是采用Sawyer-Tower电路。微计算机产生所需测试电压波形的数字信号，经D/A转换器和高压放大器放大后得所需测试电压。这测试电压加在Sawyer-Tower电路上，从这Sawyer-Tower电路的输出，经高输入阻抗放大器放大后，由A/D转换器送入微计算机。采用计算方法中“二分法”，通过编制计算机程序，自动地把Sawyer-Tower电路输出信号中试样的线性电容、漏导和损耗的影响逐次加以消除。微计算机根据这已最后消除掉试样中线性电容、漏导和损耗的影响的信号和加于试样的测试电压，控制绘图机作出准确的经校正的电滞回线;利用“二分法”求出的试样中线性电容和代表漏导和损耗的损耗电阻值电也由微计算机控制打印机输出。

本发明简化了具体操作手续，操作者不需多次反复调节可变电容和可变电阻，也不需用人眼来判别是否达到最佳校正状态，消除了手工操作中主观因素的影响，提高了测试精度;由于微计算机运算处理速度很高，校正工作很快完成，所以使超低频下的精确测试很容易进行;并且操作者不需在高电压作多次反复的校正的操作，所以很为安全。

以下结合附图对本发明作进一步的描述：

图1是本发明构成的方框图。

图2是试样由等值电路表示后的Sawyer-Tower电路图。

图3是测试电压U波形图。

图4是电滞回线各种校正状态的示意图。

图1所示的本发明构成的方框图中，用微计算机〔4〕产生所需测试电压波形的数字信号，经D/A转换器〔5〕和高压放大器〔6〕后得所需测试电压U，这测试电压U加在Sawyer-Tower电路〔7〕中上，Sawyer-Tower电路〔7〕输出信号经高输入阻抗放大器〔13〕后，经D/A转换器〔14〕存贮在微计算机〔4〕内。经微计算机〔4〕运算处理后结果，由绘图机〔15〕和打印机〔16〕输出结果。Sawyer-Tower电路〔7〕Cx为被测试样〔8〕，Co为取样电容〔9〕，因为Co＞＞Cx，所以试样〔8〕上电压与测试电压U非常接近。