测试压电系数的装置、系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及压电材料检测技术领域，尤其涉及一种测试压电系数的装置、系统和方法。本发明专利技术的测试压电系数的装置包括探头，所述探头用于与外部数据处理装置连接，所述探头包括检测探针和压电芯片，当检测探针触碰压电膜靠近探头的表面时，探头可采集压电膜表面以及压电芯片的电压信号并传输至外部数据处理装置从而计算得到压电膜样品的压电系数。本发明专利技术的测试压电系数的装置、系统和方法可以基于压电膜的一个表面去进行压电系数的检测，无须破坏压电膜，操作比较简单，检测效率高。

【技术实现步骤摘要】
测试压电系数的装置、系统和方法
本专利技术涉及压电材料检测
，尤其涉及一种测试压电系数的装置、系统和方法。
技术介绍
压电材料是受到压力作用时会在两端面件出现电压的晶体材料，而压电材料最重要的材料参数就是压电系数D33。现有的测量压电材料的压电系数的方式都是通过将压电膜制成小块状，对小块状的压电膜的上下表面施加一定的力，通过测试压电膜上下表面产生的电压来计算得到压电膜的压电系数D33。因此，每次检测时都需要破坏压电膜样品，而且一定要在压电膜的上下表面同时施加力，操作过程比较繁琐，只能单独一个一个位置去依次检测，无法同时针对压电膜的多个位置进行检测，检测效率低下，检测结果也很不精准。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种测试压电系数的装置、系统和方法。本专利技术解决技术问题的方案是提供一种测试压电系数的装置，其用于测试压电膜样品的压电系数，所述压电膜样品一表面接地，所述测试压电系数的装置包括探头，所述探头用于与外部数据处理装置连接，所述探头包括连接的检测探针和压电芯片，所述压电芯片一表面接地，当检测探针触碰压电膜样品靠近探头的表面时，探头可采集压电膜样品非接地表面以及压电芯片非接地表面的电压信号并传输至外部数据处理装置从而计算得到压电膜样品的压电系数。优选地，所述探头还包括参比信号线、绝缘层和样品信号线，压电芯片和检测探针之间通过绝缘层隔开，所述压电芯片的非接地表面与参比信号线连接，压电膜的非接地表面与样品信号线连接，当所述检测探针触碰压电膜样品时，压电膜样品和压电芯片上均会产生一个电压信号，所述样品信号线用于采集压电膜样品上产生的电压信号，所述参比信号线用于采集压压电芯片上产生的电压信号，所述样品信号线和参比信号线还用于与外部数据处理装置连接。优选地，所述探头进一步包括金属外壳，所述金属外壳为中空结构，所述压电芯片、参比信号线、检测探针、绝缘层和样品信号线至少部分收容在该中空结构内，且所述绝缘层与金属外壳之间无空隙，所述金属外壳与位移装置连接，所述压电芯片的一个表面通过金属外壳接地。优选地，所述压电膜样品为单独的压电膜，或者压电膜样品包含导电基底和形成在导电基底上的压电膜，所述压电芯片靠近检测探针的表面和所述压电膜样品远离检测探针的表面接地，所述样品信号线与检测探针连接，所述参比信号线与压电芯片远离检测探针的表面连接。优选地，所述压电膜样品为单独的压电膜，或者压电膜样品包含导电基底和形成在导电基底上的压电膜，所述检测探针接地设置且与压电芯片靠近检测探针的表面连接，所述样品信号线与压电膜样品远离检测探针的表面连接。优选地，所述探头还包括参比信号线和样品信号线，所述压电芯片的非接地表面与参比信号线连接，压电膜的非接地表面与样品信号线连接，所述检测探针一端绝缘，相对的另一端导电，检测探针绝缘的一端与压电芯片靠近检测探针的表面连接，检测探针导电的一端靠近压电膜样品设置，当所述检测探针触碰压电膜样品时，压电膜样品和压电芯片上均会产生一个电压信号，所述样品信号线用于采集压电膜样品上产生的电压信号，所述参比信号线用于采集压压电芯片上产生的电压信号，所述样品信号线和参比信号线还用于与外部数据处理装置连接。优选地，所述探头包括多个检测探针，多个检测探针呈阵列排布或者线性排布。本专利技术还提供一种测试压电系数的系统，所述测试压电系数的系统包括如上所述的测试压电系数的装置和数据处理装置，所述探头传送检测的两个电压信号给数据处理装置连接，所述数据处理装置基于探头检测到的两个电压信号计算得到压电膜样品的压电系数。本专利技术还提供一种测试压电系数的方法，其采用如上所述的测试压电系数的装置，所述测试压电系数的方法包括以下步骤：步骤S1：放置待测的压电膜样品；步骤S2：启动检测探针对待测的压电膜样品进行检测使得同时输出待测的压电膜样品以及压电芯片表面的电压信号。优选地，所述测试压电系数的方法在步骤S1之后包括以下步骤：S11：基于待测的压电膜样品的大小设定检测探针的检测范围。与现有技术相比，本专利技术的测试压电系数的装置包括探头，所述探头用于与外部数据处理装置连接，所述探头包括检测探针和压电芯片，当检测探针触碰压电膜靠近探头的表面时，探头可采集压电膜表面以及压电芯片的电压信号并传输至外部数据处理装置从而计算得到压电膜样品的压电系数。本专利技术的测试压电系数的装置可以基于压电膜的一个表面去进行压电系数的检测，无须破坏压电膜，操作比较简单，检测效率高。与现有技术相比，本专利技术的测试压电系数的系统同样具有上述优点。与现有技术相比，本专利技术的测试压电系数的方法同样具有上述优点。【附图说明】图1是本专利技术第一实施例的测试压电系数的装置的结构示意图。图2是本专利技术第一实施例的图1中的探头的结构示意图。图3是本专利技术第一实施例的图2中检测头的剖视示意图。图4是本专利技术第一实施例中检测头触碰压电膜时压电膜和压电芯片上的电压变化示意图。图5是本专利技术第一实施例的图2中的检测头对压电膜样品进行检测的示意图。图6是本专利技术第一实施例的图2中的检测头对压电膜样品进行检测的一种变形的示意图。图7是本专利技术的第一实施例中测试压电系数的装置的控制程序的执行流程示意图。图8是本专利技术的第三实施例中测试压电系数的方法的流程示意图。图9是本专利技术的第三实施例中采用第一实施例的测试压电系数装置的测试压电系数方法的流程示意图。附图标记说明：10、测试压电系数的装置；11、位移装置；13、探头；15、样品台；17、工作台；20、压电膜样品；21、压电膜；22、基底；131、检测头；133、连接件；135、固定件；137、弹性件；1311、金属外壳；1312、参比信号线；1313、压电芯片；1315、绝缘层；1317、检测探针；1319、样品信号线。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参考图1，本专利技术第一实施例提供一种测试压电系数的装置10，其用于测试压电材料的压电系数，尤其用于测试压电膜的压电系数，所述测试压电系数的装置10包括工作台17、样品台15、位移装置11和探头13，所述样品台15用于承载待检测的压电膜样品20且接地设置，所述位移装置11和样品台15均设置在工作台17上，所述位移装置11与探头13连接并可带动探头13相对于样品台15移动，所述探头13与外部数据处理装置(未图示)连接，当探头13触碰到压电膜样品20上的压电膜时会采集到压电膜非接地表面的电压信号并传输至外部数据处理装置。所述位移装置11至少可以带动探头13在垂直于压电膜样品20的方向上移动，所述位移装置11优选为三维移动装置，即可以带动探头13在三个维度方向上进行移动，便于灵活调整探头13的测试范围。所述探头13可在位移装置11的带动下朝靠近压电膜样品20的方向移动，当探头13触碰到压电膜样品20上的压电膜时，探头13可以检测到压电膜非接地表面产生的电压信号并传输至外部数据处理装置，外部数据处理装置经过进一步的数据分析处理可以得到压电膜的压电系数。(本专利技术中所提及的上下左右等方位词仅限于指定视图上的相对位置，而非绝对位置，可以理解，指定视图在平面内进行180°旋转后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试压电系数的装置，其用于测试压电膜样品的压电系数，所述压电膜样品一表面接地，其特征在于：所述测试压电系数的装置包括探头，所述探头用于与外部数据处理装置连接，所述探头包括连接的检测探针和压电芯片，所述压电芯片一表面接地，当检测探针触碰压电膜样品靠近探头的表面时，探头可采集压电膜样品非接地表面以及压电芯片非接地表面的电压信号并传输至外部数据处理装置从而计算得到压电膜样品的压电系数。

【技术特征摘要】
1.一种测试压电系数的装置，其用于测试压电膜样品的压电系数，所述压电膜样品一表面接地，其特征在于：所述测试压电系数的装置包括探头，所述探头用于与外部数据处理装置连接，所述探头包括连接的检测探针和压电芯片，所述压电芯片一表面接地，当检测探针触碰压电膜样品靠近探头的表面时，探头可采集压电膜样品非接地表面以及压电芯片非接地表面的电压信号并传输至外部数据处理装置从而计算得到压电膜样品的压电系数。2.如权利要求1所述的测试压电系数的装置，其特征在于：所述探头还包括参比信号线、绝缘层和样品信号线，压电芯片和检测探针之间通过绝缘层隔开，所述压电芯片的非接地表面与参比信号线连接，压电膜的非接地表面与样品信号线连接，当所述检测探针触碰压电膜样品时，压电膜样品和压电芯片上均会产生一个电压信号，所述样品信号线用于采集压电膜样品上产生的电压信号，所述参比信号线用于采集压压电芯片上产生的电压信号，所述样品信号线和参比信号线还用于与外部数据处理装置连接。3.如权利要求2所述的测试压电系数的装置，其特征在于：所述探头进一步包括金属外壳，所述金属外壳为中空结构，所述压电芯片、参比信号线、检测探针、绝缘层和样品信号线至少部分收容在该中空结构内，且所述绝缘层与金属外壳之间无空隙，所述金属外壳与位移装置连接，所述压电芯片的一个表面通过金属外壳接地。4.如权利要求2所述的测试压电系数的装置，其特征在于：所述压电膜样品为单独的压电膜，或者压电膜样品包含导电基底和形成在导电基底上的压电膜，所述压电芯片靠近检测探针的表面和所述压电膜样品远离检测探针的表面接地，所述样品信号线与检测探针连接，所述参比信号线与压电芯片远离检测探针的表面连接。5.如权利要求2所述的测试压电系数的装置，其特征在于：所述压电膜样品为单独的压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴露，张千，王开安，陈健强，
申请(专利权)人：成都安瑞芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51