QCM-I石英晶體微天平基本的原理和主要技術(shù)

更新時(shí)間：2019-07-27

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QCM-I石英晶體微天平是一種利用石英晶片壓電效應(yīng)間接測試表面重量變化的電化學(xué)測試技術(shù)。當(dāng)其與電化學(xué)工作站聯(lián)用之后可以用作石英晶體微天平，測試在電化學(xué)反應(yīng)過程中除電流電壓之外電極界面重量的變化，是電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中非常重要的定量表征。

QCM-I石英晶體微天平基本的原理是利用了石英晶體的壓電效應(yīng)：石英晶體內(nèi)部每個(gè)晶格在不受外力作用時(shí)呈正六邊形，若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力，會(huì)使晶格的電荷中心發(fā)生偏移而極化，則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場；反之，若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。

如果在晶片的兩極上加交變電壓，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場。

在一般情況下，晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場的振幅非常微小，但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí)，振幅明顯加大。

QCM-I石英晶體微天平的主要技術(shù)：

1.總頻差：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，由于規(guī)定的工作和非工作參數(shù)全部組合而引起的晶體振蕩器頻率與給定標(biāo)稱頻率的偏差。

2.頻率溫度穩(wěn)定度：在標(biāo)稱電源和負(fù)載下，工作在規(guī)定溫度范圍內(nèi)的不帶隱含基準(zhǔn)溫度或帶隱含基準(zhǔn)溫度的允許頻偏。

3.開機(jī)特性：指開機(jī)后一段時(shí)間的頻率到開機(jī)后另一段時(shí)間的頻率的變化率，表示了晶振達(dá)到穩(wěn)定的速度。

4.頻率老化率：在恒定的環(huán)境條件下測量振蕩器頻率時(shí)，振蕩器頻率和時(shí)間之間的關(guān)系。這種長期頻率漂移是由晶體元件和振蕩器元件的緩慢變化造成的。因此，其頻率偏移的速率叫老化率，可用規(guī)定時(shí)限后的變化率，或規(guī)定的時(shí)限內(nèi)的總頻率變化來表示。

5.短穩(wěn)：短期穩(wěn)定度。

6.頻率壓控范圍：將頻率控制電壓從基準(zhǔn)電壓調(diào)到規(guī)定的終點(diǎn)電壓，晶體振蕩器頻率的較小峰值改變量。

7.率壓控線性：與理想（直線）函數(shù)相比的輸出頻率-輸入控制電壓傳輸特性的一種量度，它以百分?jǐn)?shù)表示整個(gè)范圍頻偏的可容許非線性度。

8.單邊帶相位噪聲￡（f）：偏離載波f處，一個(gè)相位調(diào)制邊帶的功率密度與載波功率之比。

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QCM-I石英晶體微天平基本的原理和主要技術(shù)