陶瓷壓電測試儀上海藍巢西高物質采購

2021/8/5 17:41:22 點擊量：508 標簽：

  LC2735A/準靜態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。測量頭內包括一電磁力驅動器，其產生的低頻交變力加到內部比較試樣及被測試樣上。兩試樣在力學上串聯，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動器的電驅動信號，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字顯示板上。

    二、技術參數

d33測量范圍：×1檔     10至2000pC/N

             ×0.1檔    1到200pC/N

精度：       ×1檔      ±2%±1個數字（對d33在100至2000 pC/N范圍內時）

                         ±5%±1個數字（對d33在10至200 pC/N范圍內時）

             ×0.1檔    ±2%±1個數字（對d33在10至200 pC/N范圍內時）

                         ±5%±1個數字（對d33在1至20 pC/N范圍內時）

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：數量顯示板上數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

    準靜態法的測試原理是依據正壓電效應，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，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，通過一施力裝置內的電磁驅動器產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d₃₃的準靜態值和極性。

    1—電磁驅動器；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--被測振子并聯電容；

    C₂—比較振子并聯電容；V₁—被測輸出電壓；V₂—比較輸出電壓

                        圖1  準靜態法測試原理圖

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四、結構外形（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，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，調節儀器前面板上的調零旋鈕，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，調節調節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，指示值不穩定。指示值穩定后，即可讀取d₃₃的數值和極性。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，不必再調節測量頭上方的調節輪，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，則還可計算到該試樣的壓電電壓常數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，不需調整。當指示值發生異常時，則把附件盒內的標準樣品（用精確動態法標定）插入上下探頭間，調節（d₃₃Cal）電位器，使儀器讀數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