四,、測量圖形與參數(shù)簡介
阻抗分析儀可以測量以下參數(shù):
1)諧振頻率Fs:壓電振子等效電路中串聯(lián)支路的諧振頻率,在這個頻率下,,壓電振子的阻抗最小,。如下圖標(biāo)為“Fs"處的頻率值,。
2)最大電導(dǎo)Gmax:壓電振子諧振時的導(dǎo)納值的實(shí)部,,即“Fs"處的導(dǎo)納實(shí)部。
導(dǎo)納圓圖 對數(shù)坐標(biāo)圖 等效電路圖
3)半功率點(diǎn)F1與F2:從導(dǎo)納圓上看,,導(dǎo)納實(shí)部等于Gmax/2處的頻率,,這樣的頻率有兩個,,大于Fs的為F2,,小于Fs的為F1,,如圖上標(biāo)為“F1"和“F2"處的頻率值。
4)反諧振頻率Fp:壓電振子并聯(lián)支路的諧振頻率,,在這個頻率下,,壓電振子的阻抗最大。如圖上標(biāo)為“Fp"處的頻率值,。
5)機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm:計算公式為Qm=,,其中Fs為諧振頻率,F(xiàn)1,、F2為半功率點(diǎn),。或者Qm=
,,其中R1為動態(tài)電阻,,L1為動態(tài)電感,C1為動態(tài)電容,。這兩個公式計算結(jié)果相同,。
6)自由電容CT:壓電器件在1kHz頻率下的電容值。此值和數(shù)字電橋測得的值是一致的,。
7)動態(tài)電阻R1:即為圖中壓電振子串聯(lián)支路的電阻,。計算公式為:R1=1/Gmax,其中Gmax為最大導(dǎo)納,。
8)動態(tài)電感L1:即為圖中壓電振子串聯(lián)支路的電感,。計算公式為:
L1=,,其中R1為動態(tài)電阻,F(xiàn)1,、F2為半功率點(diǎn),。
9)動態(tài)電容C1:即為圖中壓電振子串聯(lián)支路的電容,。計算公式為:
C1=,其中Fs為諧振頻率,,L1為動態(tài)電感,。
10)靜態(tài)電容C0:計算公式為C0=CT-C1,其中CT為自由電容,,C1為動態(tài)電容。
注:靜態(tài)電容也可以根據(jù)導(dǎo)納圓圓心和電導(dǎo)軸(G軸)的偏移距離來計算,。但是在實(shí)際應(yīng)用中,,一般都采用公式C0=CT-C1,因此這里也采用C0=CT-C1作為靜電容的計算公式,。
11)有效機(jī)電耦合系數(shù)Keff:
Keff定義為無負(fù)載的壓電振子在機(jī)械諧振時,,貯存的機(jī)械能與貯存的全部能量比值的平方根。其計算公式為:Keff=
12)平面機(jī)電耦合系數(shù)Kp:
這個參數(shù)僅用于壓電陶瓷片,,它反映的是薄圓片沿厚度方向極化和電激勵,,作徑向伸縮振動時,有關(guān)其機(jī)電耦合效應(yīng)的參數(shù),。計算公式可以在軟件中選擇,。
13)自由介電常數(shù):
這個參數(shù)僅適用于壓電陶瓷片,計算公式為,;,,其中CT為自由電容,單位是pF,;t為薄圓片厚度,,單位是cm;D為薄圓片直徑,,單位是cm,。
阻抗分析儀可以提供以下坐標(biāo)特性圖:
1)導(dǎo)納坐標(biāo)系GBF坐標(biāo)曲線:
左邊曲線:橫坐標(biāo)——導(dǎo)納實(shí)部G、縱坐標(biāo)——導(dǎo)納虛部B
右邊曲線:紅色——導(dǎo)納實(shí)部G,、藍(lán)色——導(dǎo)納虛部B,、縱坐標(biāo)——頻率
2)阻抗坐標(biāo)系RXF坐標(biāo)曲線:
左邊曲線:橫坐標(biāo)——阻抗實(shí)部R、縱坐標(biāo)——阻抗虛部X
右邊曲線:紅色——阻抗實(shí)部R,、藍(lán)色——阻抗虛部X,、縱坐標(biāo)——頻率
3)阻抗極坐標(biāo)系ZθF坐標(biāo)曲線:
紅色——阻抗模|Z|、藍(lán)色——阻抗相位,、縱坐標(biāo)——頻率
4)導(dǎo)納極坐標(biāo)系YθF坐標(biāo)曲線:
紅色——導(dǎo)納模|Y|,、藍(lán)色——導(dǎo)納相位、縱坐標(biāo)——頻率
5)對數(shù)坐標(biāo)系:
左邊曲線:橫坐標(biāo)——導(dǎo)納實(shí)部G,、縱坐標(biāo)——導(dǎo)納虛部B
右邊曲線:紅色——阻抗模的對數(shù)Lg|Z|,、藍(lán)色——阻抗相位,、縱坐標(biāo)——頻率
(空格分隔,最多3個,單個標(biāo)簽最多10個字符)
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