QCM-I石英晶體微天平基本的原理和主要技術(shù)

更新時間：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)實驗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)部每個晶格在不受外力作用時呈正六邊形，若在晶片的兩側(cè)施加機械壓力，會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電極上加一電場，晶片就會產(chǎn)生機械變形，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，晶片就會產(chǎn)生機械振動，同時晶片的機械振動又會產(chǎn)生交變電場。

在一般情況下，晶片機械振動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，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稱頻率的偏差。

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

3.開機特性：指開機后一段時間的頻率到開機后另一段時間的頻率的變化率，表示了晶振達到穩(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，振蕩器頻率和時間之間的關(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)定時限后的變化率，或規(guī)定的時限內(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電壓調(diào)到規(guī)定的終點電壓，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，它以百分數(shù)表示整個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，一個相位調(diào)制邊帶的功率密度與載波功率之比。

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