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QCM-I石英晶体微天平基本的原理和主要技术

点击次数:161 发布时间:2019-07-27
QCM-I石英晶体微天平是一种利用石英晶片压电效应间接测试表面重量变化的电化学测试技术。当其与电化学工作站联用之后可以用作石英晶体微天平,测试在电化学反应过程中除电流电压之外电极界面重量的变化,是电化学实验中非常重要的定量表征。
 
QCM-I石英晶体微天平基本的原理是利用了石英晶体的压电效应:石英晶体内部每个晶格在不受外力作用时呈正六边形,若在晶片的两侧施加机械压力,会使晶格的电荷中心发生偏移而极化,则在晶片相应的方向上将产生电场;反之,若在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形,这种物理现象称为压电效应。
如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。
在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大。
 
QCM-I石英晶体微天平的主要技术:
1.总频差:在规定的时间内,由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的偏差。
2.频率温度稳定度:在标称电源和负载下,工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的允许频偏。
3.开机特性:指开机后一段时间的频率到开机后另一段时间的频率的变化率,表示了晶振达到稳定的速度。
4.频率老化率:在恒定的环境条件下测量振荡器频率时,振荡器频率和时间之间的关系。这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器元件的缓慢变化造成的。因此,其频率偏移的速率叫老化率,可用规定时限后的变化率,或规定的时限内的总频率变化来表示。
5.短稳:短期稳定度。
6.频率压控范围:将频率控制电压从基准电压调到规定的终点电压,晶体振荡器频率的较小峰值改变量。
7.率压控线性:与理想(直线)函数相比的输出频率-输入控制电压传输特性的一种量度,它以百分数表示整个范围频偏的可容许非线性度。
8.单边带相位噪声£(f):偏离载波f处,一个相位调制边带的功率密度与载波功率之比。
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