直流偏压下热释电材料测量系统的研究

摘要

热释电系数是表征热释电材料性能好坏的重要指标,钛酸锶钡((Ba,Sr)TiO3,BST)和钽钪酸铅(Pb(Sc,Ta)O3,PST)等相变热释电材料居里温度接近工作温度,电容随温度变化而发生较大幅度的改变,工作时需要加置偏压,因此,设计出一套能在偏压电场下准确测量相变热释电材料的热释电系数的测量系统极具意义。
　　针对相变热释电材料的测量要求,本文让样品工作于直流偏压下,采用梯度式升温的动态变温方式,用热释电电流法测量材料的热释电系数,在前人的研究基础上,根据系统需求分析,分别对硬件系统和软件系统作出相关修改和设计,最终设计出一套低成本的可在偏压下测量出BST等相变热释电材料的热释电系数的自动测量系统。在硬件系统方设计方面,由于需要在偏压下测量相变热释电材料的热释电系数,本文设计了给样品加置直流偏压的电路,重新设计了前置放大电路,并且通过Multisim软件对所设计电路进行了仿真和分析;在软件方面,采用计算机反馈控温算法,用Delphi软件进行编程,分别实现线性升温控制和恒温控制,再将二者综合起来,最终实现梯度式升温控制。
　　整个测量系统设计完成后,选取相关材料样品进行多次测量,并与国内外公认标准进行对比,以验证本测量系统的性能。经过对比和校准后,本系统可达实用化程度。

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1 绪 论

1.1本课题的研究背景

1.2本课题的研究意义

1.3热释电系数测量研究现状

1.4本课题的主要研究内容

2 热释电系数及其测量研究

2.1 热释电效应产生机理及材料的热释电系数

2.2热释电系数的测量研究

3 直流偏压下热释电系数测量系统的硬件系统设计

3.1原有测试系统的硬件组成

3.2直流偏压下的硬件测试系统的组成

4 直流偏压下热释电系数自动测量系统的软件编写

4.1 开发工具-Delphi7.0软件

4.2 控温算法

4.3 动态升温设计流程

4.4 程序编写

4.5 其他部分软件

5 结果与分析

5.1 BST、PZT材料的测试

5.2 结果分析

6 总结与展望

6.1全文总结

6.2课题展望

致谢

参考文献