陶瓷壓電測試儀上海藍巢西高物質(zhì)采購

2021/8/5 17:41:22 點擊量：487 標簽：

  LC2735A/準靜態(tài)d33測量儀

使用說明書

上海藍巢電氣有限公司

一、 概述

LC2730A型準靜態(tài)d33測量儀是專門測量各種壓電材料，諸如壓電陶瓷，壓電單晶和壓電高分子材料的d33壓電常數(shù)而設計的，它的測量范圍寬，分辨率細，可靠性高，操作簡便，對各種形狀及材料的試樣，諸如圖片、圓管、半球殼、矩形等均可進行測量。

    LC2730A型d33測量儀由測量頭及電子儀器兩部分組成。兩者用兩根多芯電纜連接。測量頭內(nèi)包括一電磁力驅(qū)動器，其產(chǎn)生的低頻交變力加到內(nèi)部比較試樣及被測試樣上。兩試樣在力學上串聯(lián)，以使二者所受交變力相等。儀器本體一方面提供測量頭上的力驅(qū)動器的電驅(qū)動信號，同時對測量頭的輸出信號進行放大處理，最后把得到的d33值及極性顯示在儀器數(shù)字顯示板上。

    二、技術參數(shù)

d33測量范圍：×1檔     10至2000pC/N

             ×0.1檔    1到200pC/N

精度：       ×1檔      ±2%±1個數(shù)字（對d33在100至2000 pC/N范圍內(nèi)時）

                         ±5%±1個數(shù)字（對d33在10至200 pC/N范圍內(nèi)時）

             ×0.1檔    ±2%±1個數(shù)字（對d33在10至200 pC/N范圍內(nèi)時）

                         ±5%±1個數(shù)字（對d33在1至20 pC/N范圍內(nèi)時）

分辨率：     ×1檔      1pC/N

             ×0.1檔    0.1pC/N

力頻率：                 ∽110Hz

力幅度：                 0.25N

極性指示：數(shù)量顯示板上數(shù)字前的符號表示當試樣受到壓應力時上面電極的極性（無符號為

          正電荷，“-”號為負電荷）

儀器尺寸：    測量頭：Φ110×140

              儀器本體：90×220×280

重量：        測量頭：約3Kg

              儀器本體：約2Kg

電源：        AC110V~220V，60Hz~50Hz，20W

    三、工作原理

    準靜態(tài)法的測試原理是依據(jù)正壓電效應，在壓電振子上施加一個頻率遠低于振子諧振頻率的低頻交變力，產(chǎn)生交變電荷。

    當振子在沒有外電場作用，滿足電學短路邊界條件，只沿平行于極化方向受力時，壓電方程可簡化為：

                       D₃=d₃₃T₃     即d₃₃=D₃/ T₃ =Q/F……………………………（1）

    式中：D_3———電位移分量，C/m²；

          T_3———縱向應力，N/m²；

          d_33———縱向壓電應變常數(shù)，C/N或m/V；

          Q_———振子釋放的壓電電荷，C；

          F_— ——縱向低頻交變力，N。

    如果將一被測振子與一書籍的比較振子在力學上串聯(lián)，通過一施力裝置內(nèi)的電磁驅(qū)動器產(chǎn)生低頻交變力并施加到上述振子，則被測振子所釋放的壓電電荷Q₁在其并聯(lián)電容器C₁上建立起電壓V₁；而比較振子所釋放的壓電電荷Q₂在C₁上建立起電壓V₂。

    由式（1）可得到：

                    d₃₃^（1）= C₁ V₁/F  ……………………………………………………（2）

                    d₃₃^（2）= C₂ V₂/F  ……………………………………………………（2）

式（2）可進一步化為：

d₃₃^（1）= V₁/ V₂ d₃₃^（2）…………………………………………………（3）

    式（3）中比較振子的d₃₃^（2）值是給定的，V₁ 和V₂可測定，即可求得被測振子的d₃₃^（1）值。如果將V₁ 和V₂經(jīng)過電子線路處理后，就可直接得到被測振子的縱向壓電應變常數(shù)d₃₃的準靜態(tài)值和極性。

    1—電磁驅(qū)動器；2—比較振子上、下電極；3—比較振子；4—絕緣柱；

    5—上、下測試探頭；6—被測振子；C₁--被測振子并聯(lián)電容；

    C₂—比較振子并聯(lián)電容；V₁—被測輸出電壓；V₂—比較輸出電壓

                        圖1  準靜態(tài)法測試原理圖

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四、結(jié)構(gòu)外形（見圖）

五、儀器的連接與使用

1、 用兩根多芯電纜把測量頭和電子儀器連接好。

2、 接通電源，在儀器通電10分鐘后，把選擇開關置于“力”狀態(tài)，此時，表上顯示

低頻交變力值應為250×10^-3N。把選擇開關置于“d₃₃”狀態(tài)，調(diào)節(jié)儀器前面板上的調(diào)零旋鈕，使面板表的顯示處于“0”與“-0”之間。

    3、插入待測試樣于上下兩探頭之間，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)輪使探頭與樣品剛好夾持住，靜壓力應盡量小，使面板表指示值不跳動即可。靜壓力不宜過大，如過大會引起壓電非線性。但也不能過小，以致試樣松動，指示值不穩(wěn)定。指示值穩(wěn)定后，即可讀取d₃₃的數(shù)值和極性。當測量大量同樣厚度的試樣時，則可輕輕壓下測量頭的膠木板，取出已測試樣，插入下一個待測樣品，松開膠木板即可，不必再調(diào)節(jié)測量頭上方的調(diào)節(jié)輪，這樣既方便，且還便靜壓力保持一致。以上方法適用于試樣容值<0.01μF（對應×1檔）或<0.001μF（對應×0.1檔）的情況。

    為了減小測量誤差，零點如有變化或換檔時，需重新調(diào)零。

    4、探頭的選擇：

隨儀器一起提供有兩種式樣探頭，測量時，至少試樣的一面應為點接觸，故推薦使用圓形探頭。上下兩探頭應盡量垂直。當被測試樣為圓管、厚圓片或大塊試樣時，下面用平探頭為好。

5、對大電容試樣的修正。

    當被測試樣的電容大于0.01μF（×1）檔，或大于0.001μF（×0.1檔）時，測量誤差會超過1%，所以應對測量值接下式進行修正。

    d₃₃修正值= d₃₃指示值×（1+Cc）  對×1檔

d₃₃修正值= d₃₃指示值×（1+10Cc）  對×0.1檔

    Cc為試樣電容值      單位為μF

    6、g₃₃常數(shù)的計算

     d₃₃測量儀，只能測量d₃₃值，但是，一旦測量了試樣的介電常數(shù)，則還可計算到該試樣的壓電電壓常數(shù)g₃₃，即：

                         g₃₃=d₃₃/ξ₃₃^T

    六、維護與校正

操作使用儀器之前，應仔細閱讀使用說明書。在正式測量之前，儀器需預熱10分鐘，并調(diào)零。

在儀器后面有一校正電位器（d₃₃Cal），為儀器需重新標定時使用，儀器在出廠前，已標定好，一般情況下，不需調(diào)整。當指示值發(fā)生異常時，則把附件盒內(nèi)的標準樣品（用精確動態(tài)法標定）插入上下探頭間，調(diào)節(jié)（d₃₃Cal）電位器，使儀器讀數(shù)與標準樣品的標定值一致即可。

    七、齊套性

    電纜 （三芯、七芯）           各1根

    探頭 （平頭、圓頭）           各2只        

    電源線                          1根

    標準試樣                        1只

    保險絲                          2只

    說明書                          1份

合格證                          1張