Electrical characterization of piezoelectric ceramics

Abstract

[ES] Para la caracterización de materiales piezoeléctricos, el método de resonancias, descrito por el IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers), es un método no destructiva dinámica para la obtención de las constantes del material. Cuatro cerámicas piezoeléctricas fueron elegidas y medidas utilizando un analizador de impedancias, obteniendo los valores de la frecuencia de resonancia, la frecuencia anti-resonancia y la capacitancia. Las constantes elásticas, piezoeléctricas y dieléctricas fueron calculadas utilizando las fórmulas derivadas de los diferentes modos de resonancia longitudinal y radial. Para verificar la exactitud del método de resonancia, se realizó una comparación de los resultados obtenidos con los valores del fabricante obteniendo resultados adecuados.

[EN] For the characterisation of piezoelectric materials, the resonance method, described by the IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), is a dynamic non-destructive evaluation in which the material constants can be calculated. Four piezoelectric ceramics were chosen and measured utilising an impedance analyser, obtaining the resonant frequency, the anti-resonant frequency, and the capacitance values. The elastic, piezoelectric and dielectric constants were numerically calculated using the formulas derived from the diverse resonance of longitudinal and radial modes. To verify the accuracy of the resonance method, a comparison with the manufacturer's datasheet values was realised, obtaining satisfactory results.