本标准规定了压电陶瓷材料长方片厚度切变振动模式的介电、压电和弹性性能的测试方法。本标准适用于压电陶瓷材料长方片厚度切变振动模式参数性能的测试。 GB/T 3389.6-1997 压电陶瓷材料性能测试方法 长方片厚度切变振动模式 GB/T3389.6-1997 标准下载解压密码：www.bzxz.net

UDC 621.318.612-79
中华人民共和国国家标准
GB 3389.682www.bzxz.net
压电陶瓷材料性能测试方法
长方片厚度切变振动模式
Test methods for the properties of piezoelectric ceramicsThickness-shear vibration mode for rectangular plate1982-12-$0发布
国家标准居
1983-11-01实施
W中华人民共和国国家标准
压电陶瓷材料性能测试方法
长方片厚度切变振动模式
Test methods for the properties of piezoelectrlc ceramicsThlckness -shear vibration mode for rectanguler late本标适用于测试压电關瓷长方片摄了厚度切变振动模式的材料性能。1名词术语及符号表
UDC 621.315.
612 - 79
GB 3389.6—82
本标准所采州的名词术语的定义见GB3389.1--82《压电陶瓷材料性能测试方法常用名调术语》，本标准所噪用的符号及其名称、单位见符号表。2测试原理
2.1赖率方程
在电学短路条件下，自山搬动的厚度切变模压电振的频率方程为：tgx
这里，15为拨子原度切变振动机电耦合系数，X为几一化频率，式中
角频率（=2nfa），rad/s，
剪切，m/s：
--振子厚度、m1
一基频或泛音串联谱振频率（i=1.3.5,7,），Hz1)
一其波并联谐拔频率，Hz。
解（1）式题越方程知，诞过泛客比于/f1可以确定振子的厚度切变搬动机电期合系数15及其它相关参数，泛音比f/f=1和厚度切变振动机电捆合系数h15的对应关系见表1，泛音申联谐拨频率与基波并联谐振频率之比于/f和机电耦合系数s的对应关系见表2。2.3.切变振动
厚度切变振动如图（1）所示，振子沿X方向极化，沿Z方尚施加激励电场，则在XY面上产切力（图1I），使×乙面产生切变（图1Ⅱ）。当电场反向时、则X面产生反方向切变（图1）。在交变电场激励下，报子产生质点位移没X方尚的切变搬动，波的传播方向则沿乙方向，故变被为横被。
国家标准局1982-12-80发布
1988-11D1实施
W2. 8测量概述
GB3389.6-B2
切变报动示意图
极化方向，
质点位感方向：
施加激动电场电圾配+
切应上方向。
泛音比法测试压电陶瓷长方片振子厚度切变振动模式的材料性能，即用动本标采用传输线
态传输网络量振子的最大传输频率/m在-级近似下」于=f。。测望基频和泛音谐摄题率后，计算泛音比」。，/f。，查衣1确定属合系数并计算振于的其它密数。对于常用压电陶瓷材料。由此所产生的频率的误差在干分之·范围内。3测试条件
3.1环境条件
正常试验大气条件：
20~30℃
仲裁试验的标准人气条件：
25 ± 1 c
相对湿度
45%~75%
相对湿度
48%~52%
86-106kpa
86~106kPa
3.2试样尺寸及要求
试样为长方片，其长度！厚度！之比1/10，度宽度6之比2，试样度方向之间乘直度的误差不大5“。满≠面的不半行度不大于厚度公差的·半。推荐试样尺为12×6×1mm。
3.3试样处理
在试样垂直十长度！方尚的5面上全部被凝上金属偿作为极化处理电极，沿长度方向施加极化电场，极化处理店在常温下，除去极化电极，有平é（！）面金部被覆金属层作为激动电极。2
W3.4测试前试样的准备
GB3389.6—82
试样应保持清洁上媒。根据不同瓷料耍求，极化后存放定时间、并在3.1规定的环境条件放置小时后进行测试。
3.5试样两端测试电场L的要求
测电容及介电损耗：E5V：mm
测频率皮动态电阻，F-mVmm。
测试方法
4.1谐振频率f和动态电阻R的测试4.1.1 测试线路 (—)
测试线路（--）为恒压源传输测试线路，如图2所示，图中分压电阳R：的俏与信弓发生器的输出阻抗相照配。-般取R\1=R\2终端电阻Rr2的取值应与试样的动态电阻R，相应，参考值为5.1α。A一H问的分布电容（u还低丁试样的白出电容C，分布电碎\1，C？的电抗应满足：LaCr1RTi1oCr2RT2
恒压源传输测试线路
一信号发生器，一尚频电压表，心一数字频率让；以样，R：分压电阻，R—分压电阻，rx路端电阻，C—分布电客.1.2满试线路（二）
测试线路（.）为恒流源传输测试线路，如图3所尔，图中匹配电阻Rr阻值与信号发生器的输出阻抗匹配，限流电阻Rr的瑕值应远大于试样的动态电阻R，参考值为k品。A--B问的分布电容C远低试样的由电容C
图3恒流源传输测试线路
?一信号发生器，·高频电送表·（一数频率计，一试群，R—配电阻：R-眼流来阻
WGB 3389.6-82
4.1.3·测试设备及要求
信号发生器：频率瞬时稳定度高片待测频率的准确度，输出波形为正弦波，谐波失真抑制大于30dB.
频率计：测试误差小于1Hz，输入阻抗远大于信号发生器输出阻抗，H不影响信号发生:器输出电平。
电压表，输人阻抗人于1MQ，输人电容不大十40pF，频率范围高于待测频率，灵缴度高。屏蔽盒与试样支架：屏蔽盒与各仪器连线用短屏蔽线，屏蔽盒应妥善接地、接插件策用通用高频插头。支架电极央点直径约0.5，两中心对准，以使支架既稳固地支撑试样，义使试祥处于自由报动状态。
4.1.4基频串联谐振频率1.1的测量被测试样置于测试支架，接人驱试线路，谱整讯写发生器输出电压，保持试样两电极间的测试电场符合3.5条规定，在相应于试样厚度切变振动基频附近频段内，调节信弓发生器频率，使测试线路（--）终端电压表指示最人。【测试线路（二)终端电压表指示值最小）此响应最大的频率即×试样厚度切变振动基频了：16
4.1.5泛音串联谐振频率f.3，f，f，的测量测量基频于。后在3.5条规定的试电场范围内，继续调行信号发生器频率，使测试线略（-）终端电压衣指示俏最大（测试线路（二）终端电压表指值最小），依次得到试样厚度切变模二，五，七次泛音串联谐振频率.a、f.5、f.4. 1. 6动态电阻 R I的测量
在4.1.4款用测试线路（一）测量试祥基频」，时，由电压表读出在基频于1频率下输人电压，和终端输出电压，按公式（3）计算试样的谐振阻抗，在一级近似下此即为试样动态电阻R1。t-V
武：R1
动态电阻，2
测试线路（-）输人电，V，
-浏试线路（一）终端输出电压，V；一测试线路（-）终端电阻、S2。XRY:
4.2自由电容C的测量
用测量误差不大于±1%的电容电桥在1 kHz频率下测盘试样兰由电容CT4. 3 试样尺寸的测量
用精度为0.01mm的录具测盘试样长度！，宽度b，厚度t。5材料参数计算
6.1厚度切变振动机电耦合系数5出4.1.4款测得试样基频于，，由4.1.5款得试样泛音频率」.3，于，，f，后，分别计算泛音比f.，/f。，f.。/f，，「。，}，，查表 2得到相应的耦合系数。-般情说下,从-个泛音比即可计算合系数5，测单计算同·试样的三个泛音比分别得兰个含1值取其平均值，可提离和保证测尽和计算结果的精度。
5. 2试样基频并联谐振频率于 p由4.1.4款得试样基频f：1，由4.1.5款测得试样泛音频率f，。，，5，f。，后，报据5.1条得到的耦合系数值，查表2得相应的。值，再由试样基频和泛音频率」，，于，/。，于，分别计算得到四个并联谐振频率，取其平均值，此即为该试样基频并联谐振赖率f，。6a厚度切变振动频率常数Vs
由4.3条得试样厚度t，由5.2条计算得到试样并联谐振频率于，，按公式（4）计算频率带数NgW.GB3889.6--82
式中：N，---厚度切变振动频率常数，Hz.mFe
-基频并联谱搬频率，H2；
试样厚度，m。
5.4切变声速Vs
由4.3条测得试样厚度，由5.2条计算得到并联谐振频率f，，后按公式（5）计算Vs：Vs-2f.-t.
武中 Vs
试样剪切声速，/
基频并联谐振频率，Hz，
试样厚度，m。
5.5厚度切变振动机械品质因紊Q。4
由4.1.4款测得试样基频f，由4.1.6款测得试样动态电阻R，，山4.2条测得试样自由电容C由5.2条计算得基频并联谐振频率f，后，按公式（6）计宽试样机械品质因素Q，：fa
式中：Q…
-R1+(f,2-f11)
一厚度切变振动机械品质因素，无单位数：厚度切变坂动基频，Hs：
厚度切变报动基赖并联谐振频率，Hz，试样动态电阻，$2
一白由电容，F。
5. 6自由相对介电带数e,
由4.2条测得试样凹由电等C，由1.3条测得试样长度！，宽度b，厚度t后，按公式（7）计算自由相对介电数e,l
式中：，
自出相对介电常数，e=e1/eo,无单位数；-试样自出电容，F，
试样厚度，m；
试样长度、m，
试样宽度、㎡：
真空介电常数，eg=8,85×10-12F/m。Eo-
5.7受夹相对介电掌数e
由5.1条得试样切变振动耦合系数，由5.6条得白由相对介电常数：后，按公（8）计算试样受夹相对介电常数e,1：
e, =(1-h)
式中：es—
一受夹相对介电带数，，=e/ea，无单位数：$15
切变振动机电耦合系数，无单位数，一自由相对介电常数，无单位数。8
6.B切变开路弹性柔顺系数S55
按GB2413一81《压电陶瓷材料体积密度测量方法》规定方法测得试样密度P，由本标准5.2条得并联谐报频率厂。，电4.3条测得试样厚度1后，按公式9）计算切变模开路弹性柔顺系数S6s：s B
W式:it. Ss
GB 3389.682
切变模开路弹性柔瓶系效，m?/N，-试样体积密度，kn，
一试祥厚度，m。
5.9切变模短路弹性柔颠系数S
由5.8条得到切变模斥路弹性苯顺系数S%，由5,1条得揭合系数15后、按公式（11）计算切变模短路弹性来顺系数S：
S%=S%.(1-k)
式中：Ss
—切变模知路弹性柔顺系数，m?/N；S
划变模开路弹性柔顺系数，m\N，一切变模机电台系数。单位数。(10)
5.10切变模压电应变常数d5
由5.1条得试样耦合系数15，115.6条得门由介电常数e，，5.9条待划变模短路弹性柔顺系数S系行，按公式（11）计算切变模压电应变带数d压dh-kve,-
武rit： dis
切变模压电应变常数，C:N减m/V；一由和对介电带数，无单位数；-切变膜短路弹性柔顺系数，m，；真空带数，#0=8.×10，F/m。
5.11切变模压电电压常数915
山5.10条得压电应变常数15，出5.6条得房山对介电常数，后，按公式（12）计算切变模压电电压常数915：
式中：95
g-d?:,
-切模压电电压常数、V·m/N或m\C一切变模也应变莺数，（/N或mV；出相对介也常数、无单位数；
真空介电常数，&，=8.35×10 12F/m。辞号表
D(上栋）
(上标）
试样宽度
H由容(c ru+C,)
A--B点间的分布电客
分布电奔
表示在慎延电位移条件下
切变楼压电成变带数
电场强度
表示在短定电场条件下
最大导纳频率
最大传输频率
（12)
单位（SI制）
.序号
S(上标）
T(上标）
并联谐援频率
串联谱振频率
GB 3889.6—82
禁频或泛督联谱服频率（i=1,3,5,7.)基频串联谱振凝事简称基频
三改串联话搬频率
五次串联谱搬频书
七次串联谐摄频率
切变模压电电压带数
厚度切变龈动机电竭合系数
试样长度
切变报动频率带数
机械品质因素
动态电阻
分压电阻
分压电阻
终端电阻
配电限
限流电阻
表示在恒定应变条件 下
切变模开略弹性柔系数
切变模短路弹性柔顺系数
表示在恒定应力条件下
试样厚度
测试线路（-）输人电
测试线路（·）终端输出电正
归··化频率
真空介电数（e=B:85×1012F/㎡）受火介电常数
单位(SI制)
V·n/N
尤单位数
正单位效
W席号
frs/ fa
启启外电数
GB 3389.6—82
续号战
受夹相对介电常数
白出柏对介电常数
体积密度
角懒率
表1f.，与s的关系
fs/ fa
5-0007
fs/ fn
单《Sl》
无单位数
5,0010
5,0011
5,0023
：7.0023
7-0036
Wh:
3:0036
6-0077
5+0079
5:0082
5-0087
5,0096
GB 3389.6—82
续表1
f f rt
7,0064
7,0093
F,0112
5,0144
.7.0118
7-0174
W0.100
3,0111
GB3389.6--82
绥表1
7-0247
7,0447
3-0209
5-04 39
7-0628
ka
GB 3a89.6—82
续表1
5,0804
7-1234
7-1246
标准搜授网
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