陶瓷压电测试仪上海蓝巢西高物质采购

2021/8/5 17:41:22 点击量：506 标签：

  LC2735A/准静态d33测量仪

使用说明书

上海蓝巢电气有限公司

一、 概述

LC2730A型准静态d33测量仪是专门测量各种压电材料，诸如压电陶瓷，压电单晶和压电高分子材料的d33压电常数而设计的，它的测量范围宽，分辨率细，可靠性高，操作简便，对各种形状及材料的试样，诸如图片、圆管、半球壳、矩形等均可进行测量。

    LC2730A型d33测量仪由测量头及电子仪器两部分组成。两者用两根多芯电缆连接。测量头内包括一电磁力驱动器，其产生的低频交变力加到内部比较试样及被测试样上。两试样在力学上串联，以使二者所受交变力相等。仪器本体一方面提供测量头上的力驱动器的电驱动信号，同时对测量头的输出信号进行放大处理，最后把得到的d33值及极性显示在仪器数字显示板上。

    二、技术参数

d33测量范围：×1档     10至2000pC/N

             ×0.1档    1到200pC/N

精度：       ×1档      ±2%±1个数字（对d33在100至2000 pC/N范围内时）

                         ±5%±1个数字（对d33在10至200 pC/N范围内时）

             ×0.1档    ±2%±1个数字（对d33在10至200 pC/N范围内时）

                         ±5%±1个数字（对d33在1至20 pC/N范围内时）

分辨率：     ×1档      1pC/N

             ×0.1档    0.1pC/N

力频率：                 ∽110Hz

力幅度：                 0.25N

极性指示：数量显示板上数字前的符号表示当试样受到压应力时上面电极的极性（无符号为

          正电荷，“-”号为负电荷）

仪器尺寸：    测量头：Φ110×140

              仪器本体：90×220×280

重量：        测量头：约3Kg

              仪器本体：约2Kg

电源：        AC110V~220V，60Hz~50Hz，20W

    三、工作原理

    准静态法的测试原理是依据正压电效应，在压电振子上施加一个频率远低于振子谐振频率的低频交变力，产生交变电荷。

    当振子在没有外电场作用，满足电学短路边界条件，只沿平行于极化方向受力时，压电方程可简化为：

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

    式中：D_3———电位移分量，C/m²；

          T_3———纵向应力，N/m²；

          d_33———纵向压电应变常数，C/N或m/V；

          Q_———振子释放的压电电荷，C；

          F_— ——纵向低频交变力，N。

    如果将一被测振子与一书籍的比较振子在力学上串联，通过一施力装置内的电磁驱动器产生低频交变力并施加到上述振子，则被测振子所释放的压电电荷Q₁在其并联电容器C₁上建立起电压V₁；而比较振子所释放的压电电荷Q₂在C₁上建立起电压V₂。

    由式（1）可得到：

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

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

式（2）可进一步化为：

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

    式（3）中比较振子的d₃₃^（2）值是给定的，V₁ 和V₂可测定，即可求得被测振子的d₃₃^（1）值。如果将V₁ 和V₂经过电子线路处理后，就可直接得到被测振子的纵向压电应变常数d₃₃的准静态值和极性。

    1—电磁驱动器；2—比较振子上、下电极；3—比较振子；4—绝缘柱；

    5—上、下测试探头；6—被测振子；C₁--被测振子并联电容；

    C₂—比较振子并联电容；V₁—被测输出电压；V₂—比较输出电压

                        图1  准静态法测试原理图

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四、结构外形（见图）

五、仪器的连接与使用

1、 用两根多芯电缆把测量头和电子仪器连接好。

2、 接通电源，在仪器通电10分钟后，把选择开关置于“力”状态，此时，表上显示

低频交变力值应为250×10^-3N。把选择开关置于“d₃₃”状态，调节仪器前面板上的调零旋钮，使面板表的显示处于“0”与“-0”之间。

    3、插入待测试样于上下两探头之间，调节调节轮使探头与样品刚好夹持住，静压力应尽量小，使面板表指示值不跳动即可。静压力不宜过大，如过大会引起压电非线性。但也不能过小，以致试样松动，指示值不稳定。指示值稳定后，即可读取d₃₃的数值和极性。当测量大量同样厚度的试样时，则可轻轻压下测量头的胶木板，取出已测试样，插入下一个待测样品，松开胶木板即可，不必再调节测量头上方的调节轮，这样既方便，且还便静压力保持一致。以上方法适用于试样容值<0.01μF（对应×1档）或<0.001μF（对应×0.1档）的情况。

    为了减小测量误差，零点如有变化或换档时，需重新调零。

    4、探头的选择：

随仪器一起提供有两种式样探头，测量时，至少试样的一面应为点接触，故推荐使用圆形探头。上下两探头应尽量垂直。当被测试样为圆管、厚圆片或大块试样时，下面用平探头为好。

5、对大电容试样的修正。

    当被测试样的电容大于0.01μF（×1）档，或大于0.001μF（×0.1档）时，测量误差会超过1%，所以应对测量值接下式进行修正。

    d₃₃修正值= d₃₃指示值×（1+Cc）  对×1档

d₃₃修正值= d₃₃指示值×（1+10Cc）  对×0.1档

    Cc为试样电容值      单位为μF

    6、g₃₃常数的计算

     d₃₃测量仪，只能测量d₃₃值，但是，一旦测量了试样的介电常数，则还可计算到该试样的压电电压常数g₃₃，即：

                         g₃₃=d₃₃/ξ₃₃^T

    六、维护与校正

操作使用仪器之前，应仔细阅读使用说明书。在正式测量之前，仪器需预热10分钟，并调零。

在仪器后面有一校正电位器（d₃₃Cal），为仪器需重新标定时使用，仪器在出厂前，已标定好，一般情况下，不需调整。当指示值发生异常时，则把附件盒内的标准样品（用精确动态法标定）插入上下探头间，调节（d₃₃Cal）电位器，使仪器读数与标准样品的标定值一致即可。

    七、齐套性

    电缆 （三芯、七芯）           各1根

    探头 （平头、圆头）           各2只        

    电源线                          1根

    标准试样                        1只

    保险丝                          2只

    说明书                          1份

合格证                          1张