电滞回线测量

1、精品文档实验三电滞回线测量硕827展学磊3108030004一、实验目的1、学习电滞回线测量的方法和基本原理；2、熟悉电滞回线测量系统的使用方法；3、掌握测量数据分析方法。二、实验原理铁电体的自发极化在外电场作用下的重新定向并不是连续发生的，而是在外电场超过某一临界场强时发生的。这就使得极化强度P 滞后于外电场E。当电场发生周期性变化时，P 和 E 之间便形成电滞回线关系。b5E2RGbCAP测量铁电体材料电滞回线的方法通常有两种：冲击检流计描点法和示波器图示法 Sawyer-Tower 电路法）。 p1EanqFDPw冲击检流计描点法采用冲击检流计描点法测量电滞回线的装置有电源、极性转换开关

2、、冲击检流计等组成，如图所示：。1 欢迎下载精品文档冲击检流计法测量电滞回线的电路图在由铁电材料做成的样品Cx 上，一次一次地逐渐增加电压，并且每次都向冲击检流计放电，每次测量后都记下各次的电压以及与之对应的光标检流计的格数电量值）值。当前加正极性电压，而对应的冲击检流计的刻度 电量值）却不再增加时，这时，便达到饱和值，记下此时的电压为 Um，与之对应的冲击检流计的刻度读数 电荷值）为 Qm，然后逐渐一次一次地减小电压，并记下各次的电压以及相应的冲击检流计的刻度格数 电量值），直到电压降为零伏而冲击检流计仍有读数，记下此时的冲击检流计的读数为 Qr。然后转换电源的极性，重复上述实验。读取并记下

3、各次的电压以及对应的冲击检流计的刻度值 电量值）。关于电压从 0Um0 -Um0Um 过程中记录电压值以及与之对应的冲击检流计读数。 DXDiTa9E3d设冲击检流计的动态常数为 CgC/mm），将测得的冲击检流计读数乘以动态常数 Cg 便得到电荷量 Q1，故可以认为：22式中 D为电位移 C/m）， E 为电场强度 V/m）， r 为相对介电常数， 为 介 电 常 数 F/m2 ） ， 0 为 真 空介 电 常 数22F/m）， P 为极化强度 C/m）。 5PCzVD7HxA将电场强度 E 和对应的极化强度P或电位移 D）的数值逐点描绘在坐标纸上便可得到P-E或 D-E）的电滞回线。 jL

4、BHrnAILg测量时应该注意以下几个问题：首先，由于铁电电介质的极化过程具有很大的不可逆性，因此在测量时必须同向加高电压，但电压不能增加过头；不能再反向退回一点进行测量读取冲击检流计的读数 电量值）。其次，每一次测量完后必须完全放电。最后，由于漏导存在，漏电流使起始光点不在零位上，故要设法消除漏电流对冲击检流读数的影响。补偿办法是：把开关K 放置在 2 的位置上，调整高阻电位器W，使光点达到零位。当使用补偿电路后，冲击检。3 欢迎下载精品文档流计的度盘必须另作刻度或对读数加以修正）。转换电流的方向是靠电磁继电器来实现的，其转向时间约为210-3 秒。 xHAQX74J0X示波器图示法 1，故

5、 D P，因此 U2 与 P。4 欢迎下载精品文档成正比，电容器上的电压U2 接到示波器的垂直致偏电极上，垂直幅度 Uy 与电压 U 成正比，也就是说，示波器垂直幅度与电位移DCx，故 UU，因此水平致偏电极之间的水平幅度电压Ux 正比于试样两端的电压 U1，而试样两端的电场强度 E=U1/d ，因此在示波器上可以观察到 P-E或 D-E）曲线，即电滞回线。 dvzfvkwMI1 三、实验步骤1. 检查仪器连线、档位是否正确，准确无误后按顺序打开仪器。2. 选择合适尺寸的测试样品，放入试样盒。3. 打开测试软件，选择恰当的设置开始测量。4. 记录实验条件，保存测量数据。四、数据处理与结果分析1

6、、在测试系统中选择1Hz、正弦波，输入不同的电压1000V、1500V、1800V、2000V）对样品进行极化，观察电滞回线的变化，其结果图形如下：rqyn14ZNXI。5 欢迎下载精品文档1P403020101000V1500V1800V02000V-10-20-30-40-2500 -2000 -1500 -1000 -50005001000 1500 2000 2500V从样品的饱和极化强度的斜率大小中可以看出，随着电压的增加，样品的极化强度趋于饱和，为了更有效地进行测量，在样品的击穿电压的范围内，我们尽量采用较大的电压，这里我们取2000V。EmxvxOtOco2、在测试系统中，我们选

7、择2000V、正弦波，调整输入波形频率的大小 0.5Hz、1Hz、2Hz、5Hz），观察结果如下： SixE2yXPq5。6 欢迎下载精品文档1P4030200.1Hz101Hz5Hz00.5 Hz2Hz-10-20-30-40-2000-1000010002000V随着输入频率的增加，电流的大小逐渐变大；当频率达到一定得程度的时候，电流大小保持不变；而不同频率时刻所得到的电滞回线的曲线基本相同，这是因为尽管输入频率不同，但是只要输入的电压足以使得样品达到饱和极化，最终所得到的电滞回线曲线保持不变。 6ewMyirQFL3、标定试样的矫顽电场强度、剩余极化强度、饱和极化强度通过对不同电压、不同频率、不同波形各种情形的讨论，最终选定频率为1Hz 电压大小为2000V 的正弦波作为我们的输入，最终得到试样的各种参数。kavU42VRUs。7 欢迎下载精品文档1Hz-2000V403020100-2000-1000010002000-10v-20-30-40Pr+= 28.8391Pr-=-29.1139Psat|+ =31.6822Psat