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簡談熱釋電系數(shù)和應(yīng)用前景以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備
淺談熱釋電系數(shù)簡介和應(yīng)用前景以及相關(guān)測試設(shè)備
一、什么是熱釋電系數(shù)
熱釋電系數(shù)是描述熱釋電材料自發(fā)極化強(qiáng)度隨溫度變化率的物理量。它定義為自發(fā)極化強(qiáng)度( P )隨溫度( T )的變化率 ( \frac{dP}{dT} )，英文名為pyroelectric coefficient。這個(gè)系數(shù)反映了由于溫度變化而引起電介質(zhì)極化強(qiáng)度變化的響應(yīng)關(guān)系的比例系數(shù)。
熱釋電效應(yīng)是指熱釋電晶體的自發(fā)極化強(qiáng)度隨溫度變化而改變的現(xiàn)象，而熱釋電系數(shù)則是表征這種效應(yīng)強(qiáng)弱的參數(shù)。例如，可以用表達(dá)式 ( \Delta P = p \cdot \Delta T ) 來表示，其中 ( \Delta P ) 是極化強(qiáng)度的變化量，( p ) 是熱釋電系數(shù)，( \Delta T ) 是溫度變化量。2
測量熱釋電系數(shù)的方法主要有動(dòng)態(tài)法和靜態(tài)法。動(dòng)態(tài)法通過調(diào)制樣品溫度（通常是正弦波形式）來測量熱釋電系數(shù)，而靜態(tài)法則是通過連續(xù)加熱方式使樣品升溫，測量熱釋電電荷與溫度的關(guān)系來求得熱釋電系數(shù)。動(dòng)態(tài)法通常用于測量某一基準(zhǔn)溫度下的熱釋電系數(shù)，而靜態(tài)法測量的是一個(gè)溫度范圍內(nèi)的平均響應(yīng)。
二、相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備：華測熱釋電系數(shù)測試儀（動(dòng)態(tài)電流法）簡介：
壓電陶瓷除了具有一般介質(zhì)材料所具有的介電性和彈性性能外，還具有壓電性能。壓電陶瓷經(jīng)過極化處理之后，就具有了各向異性，每項(xiàng)性能參數(shù)在不同方向上所表現(xiàn)的數(shù)值不同，這就使得壓電陶瓷的性能參數(shù)比一般各向同性的介質(zhì)陶瓷多得多。壓電陶瓷的眾多的性能參數(shù)是它被廣泛應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。
本設(shè)備可以分析被測樣品熱釋電系數(shù)隨溫度、時(shí)間變化的曲線，通過軟件將這些變化曲線的溫度譜、時(shí)間譜等集成一體并進(jìn)行分析測量并可以直接得出樣品的熱釋電圖譜。對(duì)試樣大小及形狀無特殊要求，圓片、方塊、長條、柱形等均可測量，可廣泛用于鐵電、壓電材料（壓電陶瓷、高分子）以及相關(guān)器件性能的評(píng)價(jià)與測試。
本試驗(yàn)儀器采用動(dòng)態(tài)電流法測量壓電陶瓷材料的熱釋系數(shù)，熱釋電系數(shù)測試系統(tǒng)的功能就是實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱熱釋電電流信號(hào)和溫度信號(hào)的實(shí)時(shí)測量。其構(gòu)成可以分為:熱釋電樣品加熱、溫度測量、升降溫速度控制、熱釋電電流測量和測量數(shù)據(jù)處理通過工業(yè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，得出壓電陶瓷材料的熱釋電系數(shù)。
華測熱釋電系數(shù)測試系統(tǒng)基于熱釋電動(dòng)態(tài)電流法設(shè)計(jì),由溫度控制器、加熱爐體、微電流放大器、溫度測試儀以及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)組成。溫度控制器控制加熱爐體內(nèi)部溫度;樣品的電流信號(hào)通過微電流放大器、輸入到計(jì)算機(jī);而溫度信號(hào)則直接通過溫度測試儀傳送到計(jì)算機(jī)。能測量具有熱釋電性能的單晶、陶瓷、厚膜及薄膜材料樣品, 適用范圍廣。
華測熱釋電系數(shù)測試儀技術(shù)參數(shù)：
測量溫度：室溫~200℃；
控溫精度：±0.5℃，
測溫精度：±0.5℃；
升溫斜率：1-5℃/min（可控）；
降溫斜率：1-5℃/min（可控）；
電流放大器：AD4530
電流范圍：fA (10?12A)~20mA
電壓采集輸入阻抗：1X1012Ω
三、熱釋電系數(shù)應(yīng)用前景
熱釋電效應(yīng)是一種重要的物理現(xiàn)象，主要應(yīng)用于傳感器、紅外探測、能量收集等領(lǐng)域。以下是詳細(xì)介紹：
熱釋電傳感器。這種傳感器能夠?qū)⑷梭w或其他物體的紅外輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，廣泛應(yīng)用于人體檢測、溫度測量、安防監(jiān)控等。
熱釋電紅外傳感器。這種傳感器能夠檢測人體或其他物體的紅外輻射，用于智能照明、防盜報(bào)警系統(tǒng)、智能家居等領(lǐng)域。
熱釋電材料。這種材料可以將熱能轉(zhuǎn)換成電能，應(yīng)用于納米發(fā)電機(jī)、能量收割機(jī)等，尤其在無線傳感器、溫度成像、醫(yī)學(xué)診斷以及個(gè)人電子產(chǎn)品方面展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價(jià)值。
此外，熱釋電效應(yīng)還應(yīng)用于便攜式夜視裝備、視覺增強(qiáng)器、艦載紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)等領(lǐng)域。