[发明专利]一种同步测量热释电材料偏场下介电热释电性能的装置及方法

权利要求书

1.一种同步测量热释电材料偏场下介电热释电性能的装置，所述装置包括：LCR电桥(1)、耦合变压器(2)、直流电压源(3)、电阻(4)、电容器(5)、样品(6)、温度腔(7)、温度测量仪(8)、测量热释电信号用取样电阻(9)、滤波电容(10)、电压表(11)、压敏电阻(12)、限流电阻(13)和二极管(14)，

其特征在于：

将耦合变压器(2)初级的一端与LCR电桥(1)的高电流端相连，初级的另一端接地，耦合变压器(2)次级的一端与直流电压源(3)的正极相连，其次级的另一端与限流电阻(13)相连，直流电压源(3)的负极接地，电容器(5)的一端与LCR电桥(1)的高电压端相连，另一端与限流电阻(13)相连；电阻(4)的一端与LCR电桥(1)的高电压端相连，另一端接地；限流电阻(13)与样品(6)正极相连，测量热释电信号用取样电阻(9)的一端与样品(6)的负极相连，LCR电桥(1)的低电流端与低电压端相连，样品(6)的另一端与LCR电桥(1)的低电流端相连，滤波电容(10)的两端分别与取样电阻(9)的两端相连，二极管(14)的负极与样品(6)的负极相连，正极与LCR电桥(1)的低电流端相连；电压表(11)的正极与二极管(14)的负极相连，电压表(11)的负极与二极管(14)的正极相连，压敏电阻(12)的一端与低电流端相连，另一端接地，所述样品(6)置于温度腔(7)中，温度测量仪(8)用于测量样品的实际温度，将其温度传感器无限接近样品(6)。

2.根据权利要求1所述的同步测量热释电材料偏场下介电热释电性能的装置，其特征在于，所述耦合变压器(2)为1∶1的隔直流变压器。

3.一种应用权利要求1所述同步测量热释电材料偏场下介电热释电性能装置的方法，其特征在于，

步骤一，测量样品(6)的有效电极面积A的值及厚度d的值，再将样品(6)置于温度腔(7)中；

步骤二，开启所述装置的电源；

步骤三，当温度腔(7)的温度变化至所需测量的起始温度后，通过直流电压源(3)将直流电压加在样品(6)上；

步骤四，待电压表(11)上的电压值到稳定后，启动温度变温程序，使之对温度腔(7)进行变温，并记录下包括时间t、温度T、LCR电桥(1)测得的电容值C、介电损耗值以及电压表(11)测得的电压值V在内的参数；

步骤五，将样品(6)的面积A、样品厚度d及测得的电容值C代入公式ε＝(C×d)/(A×8.85×10^-12)计算，得到样品(6)的介电常数值；

步骤六，将样品(6)的面积A、取样电阻R及测得的电压值V、时间t和温度T的数值代入公式计算，得到热释电系数值。

4.根据权利要求3所述的同步测量热释电材料偏场下介电热释电性能装置的方法，其特征在于，

在步骤二开启装置电源后，LCR电桥(1)的高电流端输出的交流信号通过耦合变压器(2)传输到样品(6)上，直流电压源(3)输出的直流电压通过耦合变压器(2)的次级施加到样品(6)上，耦合变压器(2)使测试用的交变信号能够通过，而使直流偏置电场不会施加到LCR电桥(1)的测试端，以达到保护LCR电桥(1)的高电流端目的；通过电容器(5)隔离直流电压以保护LCR电桥(1)高电压端；限流电阻(13)主要用于在样品(6)击穿或无意滑落时将整个测试线路的电流限定在一个安全的电流范围内；当温度变化时，样品(6)释放出的热释电电流通过电压表(11)测量取样电阻(9)两端的电压间接得到，滤波电容(10)和二极管(14)用于在样品(6)击穿或是滑落时保护电压表(11)；样品(6)未击穿时，压敏电阻(12)对于测试线路没有贡献，当样品(6)击穿或是滑落时，压敏电阻(12)可以吸收瞬间的大电流而保护LCR电桥(1)的低端。