Осциллографический способ определения петли диэлектрического гистерезиса сегнетоэлектриков

 

ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕТЛИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГИСТЕРЕЗИСА СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ, основанный на подведении переменного управляющего напряжения к последовательно включенным исследуемому образцу с емкостью С и эталонному конденсатору с емкостью С, и регистрации на экране осциллографа кривой зависимости мгновенных значений поляризации исследуемого образца от напряжения на нем, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения поля перепопяризации и диэлектрических потерь зависимости поля от поляризации указанную кривую снимают в режиме зарядового управления приС;(«Сэ, причем на вертикальные отклоняющие пластины осциллографа подают управляющее напряжение, а на горизонтальные отклоняющие пластины напряжение с исследуемого образца. -. Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) 0 01 Н 31/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3233918/18-21 (22 ) 28. 10 . 80 (46) 23. 11. 83. Бюл. Р 43 (72) В.З.Бородин и Э.Я.Шнейдер . (71) Ростовский ордена трудового

Красного Знамени государственный университет (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Алукер Ш.N. Электрические измерения. М., "Колос", 1966, с.192196. .2. Смоленский Г.A. и др.Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики.

Л., "Наука", 1971, с.212. (54)(57) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕТЛИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ГИСТЕРЕЗИСА СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ основанный на подведении переменного управляющего напряжения к последовательно включенным исследуемому образцу с емкостью С)(и эталонному конденсатору с емкостью С> и регистрации на экране осциллографа кривой зависимости мгновенных значений поляризации исследуемого образца от напряжения на нем, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения поля переполяризации и диэлектрических потерь зависимости поля от поляризации указанную кривую снимают в режиме зарядового управления при С)» С, причем на вертикальные отклоняющие пластины осциллографа подают управляющее напряжение, а на горизон- Е тальные отклоняющие пластины— напряжение с исследуемого образца.

1056083

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при исследовании и прогнозировании свойств сегнето« электриков, а также построении приборов на их основе.

Известен осциллографический спо. соб определения зависимости между мгновенными значениями двух переменных электрических величин, предусматривающий подачу. этих величин10 на вертикальные и горизонтальные отклоняющие пластины осциллографа и регистрацию на его экране кривой искомой зависимости (1J .

Однако согласно способу предпо- 15 лагается подведение к осциллографу величин, непосредственно отображающих функцию и аргумент исследуемой зависимости. Для определения же петли диэлектрического гисте- 20 .резиса сегнетоэлектриков данный способ должен дополняться рядом подготовительных (преобразовательных) операций с подводимыми переменными электрическими величинами. 25

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является осциллографический способ определения петли диэлектрического .гистерезиса сегнетоэлектриков, за ключающийся в подведении переменного уцравляющего напряжения к последо- вательно включенным исследуемому образцу с ейкостью С» и эталонному конденсатору с емкостьв Ся и регистрации на экране осциллографа кривой зависимости мгновенных значе-., ний поляризации исследуемого образца от напряжения на нем в режиме управления напряжением при С ъС» путем подачи на вертикальные от- 40 клоняющие пластины осциллографа напряжения с эталонного конденсатора, а на горизонтальные отклоняющие пластины — управляющего напряжения.

При практической Реализации ука- 45 занного способа по схеме Сойера-Тауэра зарегистрированная зависимость возбуждаемого на исследуемом образце заряда от управляющего напряжения U при периодическом изменении последнего дает воэможность находить величины спонтанной и полной поляризации, дифференциальную диэлектрическую проницаемость, пороговое поле поляризации, коэрцитивную силу и диэлектрические потери петли зависимости поляризации от поля в режиме управления напряжением(2).

Однако при разработке конкретных конструкций на сегнетоэлектриках, например, биморфов, пьеэотрансфор- - е0 маторов, пироэлектрических датчиков возникает необходимость в измерении и других важных параметров.

Целью изобретения является обеспечение возможности измерения поля 65 переполяризации и диэлектрических потерь петли зависимости поля от поляризации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно осциллографичес-. кому способу определения петли ди» электрического гистерезиса сегнетоэлектриков, основанному на подведении переменного управляющего напряжения к последовательно .включенным исследуемому образцу с емкостью С< и эталонному конденсатору с емкостью С и регистрации на экране осциллографа кривой зависимости мгновенных значений поляризации исследуемого образца от напряжения на нем, указанную кривую снимают в режиме зарядового управления при Ср>С причем на вертикальные отклоняющие пластины осциллографа подают управляющее напряжение, а на горизонтальные отклоняющие пластины — напряжение с исследуемого образца.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема, реализующая предлагаемый способ; на фиг.2 зависимость напряжения и» на исследуемом образце от его заряда q< (зависимость поля от поляризации), полученная с использованием для сегнетоэлектрика триглицинсульфата прн синусоидальном изменении заряда с частотой 50 Гц. (Пунктиром изображена та же зависимость, найденная с помощью известного способа (2 ).

Исследуемый образец (сегнетоконденсатор) 1 последовательно включен с емкостью С и эталонным конденсатором 2 с емкостью C>-, питание которых производится от источника 3 напряжения U. Измерительным прибором является осциллограф 4, вертикальные отклоняющие пластины которого подключены к выводам образца 1, а горизонтальные отклоняющие пластины - к выводам источника 3. Поскольку С„ ;„ь>С, заряд Q на эталонном конденсаторе ? определяется величиной напряжения U, т.е. э

--C U, В процессе регистрируются напряжения U и U„ и на экране осциллографа 4 наблюдается фактическая зависимость U»(с ») (фиг.2). На полученной петле гистерезиса четко выделяется пороговое напряжение Up, соответствующее пороговому изменению заряда, ограничивающему диапазон обратимых линейных изменений

U»(q»). Величина напряжения Ug, развиваемого на образце 1 при его переключении, оказывается вдвое меньшей величины U>, а величина О», в свою очередь, примерно на 30% не достает до коэрцитивной силы U, определяемой известным способом (2) .

Таким образом, предлагаемый способ, как и известный, позволяет оцеl

1056083

Составитель Л. Морозов

Редактор Н.Рогулич Техред И.Гайду Корре ктор Г. Реше т н ик

Заказ 9294/37 Тираж 710 Подпианое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., Д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 нить такие характеристики диэлектрического гистереэнса сегнетоэлектриков, как .спонтанная и полная поляризация, а также пороговое поле поляризации. Вместе с тем, он, благодаря обеспечиванию возможности измерения поля переполяризации и диэлектрических потерь петли 0 (), удачно дополняет известный способ, позволяющий измерять коэрцитивное поле и диэлектрические потери петли як.(0Х)