熱釋電的測量主要涉及熱釋電系數的測定,這是表征熱釋電材料性能的重要參數。熱釋電系數的測量方法主要包括靜態法、動態法和積分電荷法。其中,積分電荷法最為常用,其原理是通過測量在電容器上積累的熱釋電電荷,從而確定熱釋電系數。
1.?積分電荷法
積分電荷法是一種基于熱釋電材料在溫度變化時產生電荷的原理進行測量的方法。具體步驟如下:
預極化:將樣品兩端施加電壓,使其極化,然后降溫至所需溫度。
測量電流:撤去樣品兩端的電壓,連接靜電計,按固定速率升高溫度,同時監測靜電計的電流。
積分電荷:通過靜電計測量積分電容兩端的電壓,記錄試樣溫度變化,繪制熱釋電電荷與溫度變化的曲線,微分該曲線即可得到熱釋電系數。
該方法的測試設備包括:
銅制加熱油槽:用于均勻加熱樣品,溫度范圍通常為室溫至85℃。
絕緣油:用于浸沒樣品,減少熱損失。
熱電偶:用于測量樣品溫度,精度為±0.5℃。
積分電容:一般為10μF,直流電阻不小于10?Ω。
靜電計:用于測量積分電容兩端的電壓,輸入阻抗不小于101?Ω。
函數記錄儀:用于記錄電壓和溫度的變化,相對誤差小于等于1%。
2.?動態法
動態法是通過調制溫度變化的方式(如正弦波)來測量熱釋電系數。這種方法通常用于測量某一基準溫度下的熱釋電系數,反應的是較窄溫度范圍內的響應。動態法的測試設備包括:
帕爾帖半導體制冷片:用于產生正弦波溫度變化。
黑體輻射:用于提供穩定的熱源。
激光:用于精確控制溫度變化。
微電流放大器:用于放大微弱的熱釋電電流信號。
計算機:用于數據處理和分析。
3.?靜態法
靜態法是通過連續加熱方式使樣品升溫,通過測量熱釋電電荷與溫度關系來求得熱釋電系數。這種方法反映的是一個溫度范圍內的平均響應。靜態法的測試設備包括:
加熱油槽:用于均勻加熱樣品。
熱電偶:用于測量樣品溫度。
積分電容:用于測量熱釋電電荷。
靜電計:用于測量積分電容兩端的電壓。
函數記錄儀:用于記錄電壓和溫度的變化