本技術(shù)涉及壓電陶瓷，尤其是涉及一種壓電器件的測試裝置及測試方法。

背景技術(shù)：

1、壓電材料具有獨特的物理性質(zhì)，當(dāng)對其施加電壓時，壓電材料會發(fā)生形變而產(chǎn)生位移，當(dāng)對其施加機械應(yīng)力時，壓電材料會產(chǎn)生電荷，壓電疊堆正是基于這一原理工作。壓電疊堆由多層壓電材料堆疊形成，每一層均涂有電極，通過控制施加的電壓以控制其輸出的位移。獨特的壓電性能使壓電材料在精密控制和能量轉(zhuǎn)換方面具有獨特的優(yōu)勢，而壓電疊堆例如壓電陶瓷疊堆，通常由晶體結(jié)構(gòu)組成，當(dāng)壓電疊堆承受法向壓力時，晶體結(jié)構(gòu)會更加緊密，增強了材料的強度，當(dāng)壓電疊堆受法向拉力時，拉力會使晶格結(jié)構(gòu)中的缺陷擴大，使得壓電疊堆更容易發(fā)生斷裂，并且壓電材料的晶格結(jié)構(gòu)也決定了其難以承受切向應(yīng)力。

2、實際生產(chǎn)中，為保證器件的性能和壽命符合產(chǎn)品規(guī)格要求，組裝好的壓電疊堆需要進行可靠性測試，測試通過后才能安裝到與之匹配的器件結(jié)構(gòu)中。在對壓電疊堆進行可靠性測試時，通過施加偏置交流電壓，以驅(qū)動壓電疊堆不斷伸縮變形，而壓電疊堆在不斷伸縮過程中，對應(yīng)力非常敏感，當(dāng)受到切向應(yīng)力或扭轉(zhuǎn)力時，極易造成開裂等損傷，并且壓電疊堆在自由狀態(tài)下進行測試時，容易受到動態(tài)應(yīng)力的加載，極大地增大了壓電疊堆發(fā)生損傷的風(fēng)險。

3、基于此，為解決上述問題，本技術(shù)提供一種壓電器件的測試裝置及測試方法，以降低測試過程中壓電疊堆發(fā)生損傷的風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本技術(shù)的目的在于提供一種壓電器件的測試裝置及測試方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的壓電器件在測試過程中損傷風(fēng)險較大等問題。

2、為達到上述目的及其他相關(guān)目的，本技術(shù)提供一種壓電器件的測試裝置，包括承載組件以及一個或多個沿第二方向間隔分布的測試組件；

3、所述承載組件包括第一承載板、第二承載板和承載背板，所述承載背板具有相對設(shè)置的正面和背面，所述第二承載板滑動連接至所述承載背板的正面，且能夠沿第一方向運動，所述第一承載板沿所述第一方向間隔設(shè)置于所述第二承載板的下方，并連接至所述承載背板的正面；

4、所述測試組件位于所述第一承載板和所述第二承載板之間，包括沿所述第一方向依次設(shè)置的第一柔性支撐件、第二柔性支撐件、頂端夾板和施力結(jié)構(gòu)，所述第一柔性支撐件位于所述第一承載板上，所述第二柔性支撐件沿所述第一方向同軸設(shè)置于所述第一柔性支撐件上方，壓電器件放置于所述第一柔性支撐件與所述第二柔性支撐件之間，所述施力結(jié)構(gòu)連接至所述第二承載板，用于向所述壓電器件施加預(yù)應(yīng)力或承載應(yīng)力；

5、其中，所述第一柔性支撐件和所述第二柔性支撐件在所述第一方向上具有剛性，在所述第二方向和第三方向上具有柔性，所述第一方向和所述第二方向均平行于所述承載背板的正面，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向兩兩相互垂直。

6、可選地，所述承載背板的正面設(shè)置有至少兩個沿所述第二方向彼此間隔設(shè)置的運動導(dǎo)軌，所述運動導(dǎo)軌沿所述第一方向延伸，所述第二承載板通過所述運動導(dǎo)軌滑動連接至所述承載背板。

7、可選地，所述測試組件還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器位于所述第一承載板和所述第一柔性支撐件之間，具有至少三個非共線且與所述第一柔性支撐件接觸的檢測點，用于檢測得到所述第一柔性支撐件對所述壓力傳感器施加的壓力數(shù)據(jù)。

8、可選地，所述第一柔性支撐件包括沿所述第一方向依次同軸連接的第一基座、第一撐桿、第一承載底座，所述第一撐桿中設(shè)置有沿所述第二方向?qū)ΨQ設(shè)置的第一孔槽以及沿所述第三方向?qū)ΨQ設(shè)置的第二孔槽，以使所述第一柔性支撐件在所述第一方向上具有剛性，在所述第二方向和所述第三方向上具有柔性；

9、所述第二柔性支撐件包括沿所述第二方向依次同軸連接的第二基座、第二撐桿、第二承載底座，所述第二撐桿中設(shè)置有沿所述第二方向?qū)ΨQ設(shè)置的第三孔槽以及沿所述第三方向?qū)ΨQ設(shè)置的第四孔槽，以使所述第二柔性支撐件在所述第一方向上具有剛性，在所述第二方向和所述第三方向上具有柔性。

10、可選地，所述第一柔性支撐件包括沿所述第一方向依次同軸連接的第一基座、第一撐桿、第一承載底座，所述第一撐桿為中間細兩端粗的細腰形結(jié)構(gòu)，以使所述第一柔性支撐件在所述第一方向上具有剛性，且在垂直于所述第一方向的任意方向上具有柔性；

11、所述第二柔性支撐件包括沿所述第一方向依次同軸連接的第二基座、第二撐桿、第二承載底座，所述第二撐桿為中間細兩端粗的細腰形結(jié)構(gòu)，以使所述第二柔性支撐件在所述第一方向上具有剛性，且在垂直于所述第一方向的任意方向上具有柔性。

12、可選地，所述壓電器件放置于所述第一承載底座與所述第二承載底座之間，并且，所述第一承載底座與所述壓電器件之間設(shè)置有第一絕緣層，所述第二承載底座與所述壓電器件之間設(shè)置有第二絕緣層，以使所述壓電器件分別與所述第一柔性支撐件和所述第二柔性支撐件電性絕緣。

13、可選地，所述測試組件還包括位移傳感器，所述施力結(jié)構(gòu)具有沿所述第一方向相對設(shè)置的固定端和移動端，所述固定端固定連接至所述第二承載板，所述移動端固定連接至所述頂端夾板，所述壓電器件動作時驅(qū)動所述頂端夾板沿所述第一方向運動，所述移動端跟隨所述頂端夾板運動，所述位移傳感器連接至所述第二承載板，用于檢測得到所述頂端夾板沿所述第一方向的位移數(shù)據(jù)。

14、本技術(shù)還提供一種壓電器件的測試方法，應(yīng)用前述實施方式中的任一種壓電器件的測試裝置，以對壓電器件進行測試，所述測試裝置包括壓力傳感器和位移傳感器，所述測試方法包括以下步驟：

15、安裝并調(diào)節(jié)第一柔性支撐件和第二柔性支撐件，以使所述第二柔性支撐件與所述第一柔性支撐件同軸設(shè)置；

16、將所述壓電器件安裝至所述測試裝置，以使所述壓電器件與所述第二柔性支撐件和所述第一柔性支撐件同軸設(shè)置；

17、啟動施力結(jié)構(gòu)，以對所述壓電器件施加負(fù)載應(yīng)力或預(yù)應(yīng)力；

18、對所述壓電器件施加具有預(yù)設(shè)波形的電壓，以使所述壓電器件輸出位移，同時啟動所述壓力傳感器和所述位移傳感器，以獲取所述壓電器件動作時的位移數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)；

19、根據(jù)所述位移數(shù)據(jù)和所述壓力數(shù)據(jù)判斷所述壓電器件是否合格。

20、可選地，所述安裝并調(diào)節(jié)第一柔性支撐件和第二柔性支撐件，以使所述第二柔性支撐件與所述第一柔性支撐件同軸設(shè)置包括以下步驟：

21、將所述第一柔性支撐件連接至所述壓力傳感器的上方；

22、將所述第二柔性支撐件連接至頂端夾板的下方；

23、向靠進第一承載板的方向移動第二承載板，以使第一柔性支撐件與所述第二柔性支撐件接觸；

24、獲取所述壓力傳感器檢測得到的壓力數(shù)據(jù)；

25、根據(jù)所述壓力數(shù)據(jù)，調(diào)整所述第一柔性支撐件和/或所述第二柔性支撐件的位置，以使所述第一柔性支撐件對所述壓力傳感器的壓力分布均勻，并使所述第二柔性支撐件與所述第一柔性支撐件同軸設(shè)置。

26、可選地，所述將所述壓電器件安裝至所述測試裝置，并使所述壓電器件與所述第二柔性支撐件和所述第一柔性支撐件同軸設(shè)置包括以下步驟：

27、將所述壓電器件置于所述第一柔性支撐件與所述第二柔性支撐件之間；

28、利用所述施力結(jié)構(gòu)對所述壓電器件施加初始應(yīng)力；

29、獲取所述壓力傳感器檢測得到的壓力數(shù)據(jù)；

30、根據(jù)所述壓力數(shù)據(jù)，調(diào)整所述壓電器件、和/或所述第一柔性支撐件、和/或所述第二柔性支撐件的位置，以使所述第一柔性支撐件對所述壓力傳感器的壓力分布均勻，并使所述壓電器件與所述第一柔性支撐件和所述第二柔性支撐件同軸設(shè)置。

31、可選地，所述初始應(yīng)力為所述預(yù)應(yīng)力的10%~30%，所述預(yù)應(yīng)力大于或等于所述壓電器件輸出應(yīng)力的10%，且小于或等于所述壓電器件輸出應(yīng)力的70%。

32、可選地，若所述壓力數(shù)據(jù)的周期變化符合所述預(yù)設(shè)波形的周期變化，且所述位移數(shù)據(jù)達到所述壓電器件的預(yù)設(shè)位移，則判定當(dāng)前測試結(jié)構(gòu)合格，否則，判斷所述壓電器件失效。

33、可選地，當(dāng)所述壓電器件的驅(qū)動次數(shù)達到預(yù)設(shè)依次，且對應(yīng)所述驅(qū)動次數(shù)的測試結(jié)果均為合格，則所述壓電器件為合格，否則，所述壓電器件失效。

34、如上所述，本技術(shù)提供的壓電器件的測試裝置及測試方法，至少具有以下有益效果：

35、測試裝置中設(shè)置有施力結(jié)構(gòu)，通過施力結(jié)構(gòu)，能夠在無負(fù)載測試工況下對壓電器件施加預(yù)應(yīng)力，避免測試過程中產(chǎn)生動態(tài)應(yīng)力而對壓電器件產(chǎn)生不利影響，或者能夠在負(fù)載測試工況下對壓電器件施加不同的負(fù)載應(yīng)力，適應(yīng)各種測試工況；通過第一柔性支撐件和第二柔性支撐件實現(xiàn)了切向應(yīng)力與法向應(yīng)力之間的解耦合，保證壓電器件與頂端夾板之間法向應(yīng)力的傳遞效果，當(dāng)受到切向應(yīng)力時，利用第一柔性支撐件和第二柔性支撐件自身的形變極大地降低了切向應(yīng)力向壓電器件的傳遞效果，防止壓電器件發(fā)生損傷，并通過更換第一柔性支撐件和第二柔性支撐件能夠適應(yīng)各種規(guī)格的壓電器件。可見，本技術(shù)的測試裝置實現(xiàn)了在測試過程中對壓電器件的有效防護，降低或避免了壓電器件在測試過程中發(fā)生損傷的風(fēng)險，提高了產(chǎn)品良率，并且該測試裝置適用于各種測試工況和產(chǎn)品規(guī)格，具有極為廣泛的適用性，而本技術(shù)的測試方法利用上述測試裝置進行測試，因此同樣具有上述有益效果。