四、测量图形与参数简介
阻抗分析仪可以测量以下参数:
1)谐振频率Fs:压电振子等效电路中串联支路的谐振频率,在这个频率下,压电振子的阻抗最小。如下图标为“Fs”处的频率值。
2)最大电导Gmax:压电振子谐振时的导纳值的实部,即“Fs”处的导纳实部。

导纳圆图 对数坐标图 等效电路图
3)半功率点F1与F2:从导纳圆上看,导纳实部等于Gmax/2处的频率,这样的频率有两个,大于Fs的为F2,小于Fs的为F1,如图上标为“F1”和“F2”处的频率值。
4)反谐振频率Fp:压电振子并联支路的谐振频率,在这个频率下,压电振子的阻抗最大。如图上标为“Fp”处的频率值。
5)机械品质因数Qm:计算公式为Qm= ,其中Fs为谐振频率,F1、F2为半功率点。或者Qm= ,其中R1为动态电阻,L1为动态电感,C1为动态电容。这两个公式计算结果完全相同。
6)自由电容CT:压电器件在1kHz频率下的电容值。此值和数字电桥测得的值是一致的。
7)动态电阻R1:即为图中压电振子串联支路的电阻。计算公式为:R1=1/Gmax,其中Gmax为最大导纳。
8)动态电感L1:即为图中压电振子串联支路的电感。计算公式为:
L1= ,其中R1为动态电阻,F1、F2为半功率点。
9)动态电容C1:即为图中压电振子串联支路的电容。计算公式为:
C1= ,其中Fs为谐振频率,L1为动态电感。
10)静态电容C0:计算公式为C0=CT-C1,其中CT为自由电容,C1为动态电容。
注:静态电容也可以根据导纳圆圆心和电导轴(G轴)的偏移距离来计算。但是在实际应用中,一般都采用公式C0=CT-C1,因此这里也采用C0=CT-C1作为静电容的计算公式。
11)有效机电耦合系数Keff:
Keff定义为无负载的压电振子在机械谐振时,贮存的机械能与贮存的全部能量比值的平方根。其计算公式为:Keff=
12)平面机电耦合系数Kp:
这个参数仅用于压电陶瓷片,它反映的是薄圆片沿厚度方向极化和电激励,作径向伸缩振动时,有关其机电耦合效应的参数。计算公式可以在软件中选择。
13)自由介电常数:
这个参数仅适用于压电陶瓷片,计算公式为; ,其中CT为自由电容,单位是pF;t为薄圆片厚度,单位是cm;D为薄圆片直径,单位是cm。
阻抗分析仪可以提供以下坐标特性图:
1)导纳坐标系GBF坐标曲线:
左边曲线:横坐标——导纳实部G、纵坐标——导纳虚部B
右边曲线:红色——导纳实部G、蓝色——导纳虚部B、纵坐标——频率
2)阻抗坐标系RXF坐标曲线:
左边曲线:横坐标——阻抗实部R、纵坐标——阻抗虚部X
右边曲线:红色——阻抗实部R、蓝色——阻抗虚部X、纵坐标——频率

3)阻抗极坐标系ZθF坐标曲线:
红色——阻抗模|Z|、蓝色——阻抗相位、纵坐标——频率

4)导纳极坐标系YθF坐标曲线:
红色——导纳模|Y|、蓝色——导纳相位、纵坐标——频率

5)对数坐标系:
左边曲线:横坐标——导纳实部G、纵坐标——导纳虚部B
右边曲线:红色——阻抗模的对数Lg|Z|、蓝色——阻抗相位、纵坐标——频率

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