壓電材料綜合參數(shù)測(cè)試系統(tǒng).pdf

1、壓電材料的應(yīng)用非常廣泛，主要的應(yīng)用有：水聲換能器、壓電濾波器、驅(qū)動(dòng)器和傳感器等，在船舶導(dǎo)航和探測(cè)、生物傳感以及電子電路等諸多領(lǐng)域中都有著十分重要的地位。壓電材料的研究需要對(duì)壓電材料的配方以及性能進(jìn)行掌握，其性能的好壞依賴于對(duì)壓電材料綜合參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量。
　　電測(cè)法是壓電陶瓷參數(shù)測(cè)量較為常用的方法，電測(cè)法總體分為：晶體阻抗計(jì)法、Q表測(cè)量、電橋法測(cè)量等。晶體阻抗計(jì)法、Q表法測(cè)試電路復(fù)雜、操作頻繁或只能測(cè)出某個(gè)單一參數(shù)。而較為理想的是阻

2、抗譜測(cè)量法，即通過頻率掃描過程中測(cè)量出每個(gè)單一頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的阻抗值，最后找到其諧振、反諧振點(diǎn)。阻抗譜測(cè)量法雖然測(cè)試精度高，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程只需按動(dòng)幾個(gè)旋鈕、記錄數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果，但所用設(shè)備較為昂貴。
　　為了獲取壓電陶瓷重要信息,制作出一款基于AD5933的阻抗轉(zhuǎn)換器的阻抗譜測(cè)量系統(tǒng)。該芯片主要有兩部分功能：首先是激勵(lì)信號(hào)源的發(fā)射部分，信號(hào)源頻率大小可以由應(yīng)用程序控制，頻率范圍是10Hz至0.1MHz，頻率最小間隔為0.1Hz，其次是對(duì)電

3、流信號(hào)的DFT運(yùn)算。片內(nèi)頻率發(fā)生器產(chǎn)生的交流信號(hào)接通外部阻抗元件，將回路中的電流響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行電流-電壓轉(zhuǎn)換，由片內(nèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）對(duì)電壓進(jìn)行離散采樣，再將采樣值進(jìn)行離散傅里葉變換（DFT），芯片自動(dòng)計(jì)算并存儲(chǔ)當(dāng)前頻率下的一對(duì)實(shí)部(R)和虛部(I)，由RS232接口將該數(shù)據(jù)傳遞給電腦,利用VC++制作界面進(jìn)行分析、繪制阻抗與頻率響應(yīng)曲線，最終計(jì)算出壓電陶瓷的各項(xiàng)性能參數(shù)值。
　　本系統(tǒng)的阻抗測(cè)試范圍是10Ω-500KΩ，頻率測(cè)試