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2021/8/5 17:41:22 點(diǎn)擊量:487 標(biāo)簽:
LC2735A/準(zhǔn)靜態(tài)d33測(cè)量?jī)x
使用說(shuō)明書(shū)
上海藍(lán)巢電氣有限公司
一、 概述
LC2730A型準(zhǔn)靜態(tài)d33測(cè)量?jī)x是專(zhuān)門(mén)測(cè)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(shè)計(jì)的,它的測(cè)量范圍寬,分辨率細(xì),可靠性高,操作簡(jiǎn)便,對(duì)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(jìn)行測(cè)量。
LC2730A型d33測(cè)量?jī)x由測(cè)量頭及電子儀器兩部分組成。兩者用兩根多芯電纜連接。測(cè)量頭內(nèi)包括一電磁力驅(qū)動(dòng)器,其產(chǎn)生的低頻交變力加到內(nèi)部比較試樣及被測(cè)試樣上。兩試樣在力學(xué)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(cè)量頭上的力驅(qū)動(dòng)器的電驅(qū)動(dòng)信號(hào),同時(shí)對(duì)測(cè)量頭的輸出信號(hào)進(jìn)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(shù)參數(shù)
d33測(cè)量范圍:×1檔 10至2000pC/N
×0.1檔 1到200pC/N
精度: ×1檔 ±2%±1個(gè)數(shù)字(對(duì)d33在100至2000 pC/N范圍內(nèi)時(shí))
±5%±1個(gè)數(shù)字(對(duì)d33在10至200 pC/N范圍內(nèi)時(shí))
×0.1檔 ±2%±1個(gè)數(shù)字(對(duì)d33在10至200 pC/N范圍內(nèi)時(shí))
±5%±1個(gè)數(shù)字(對(duì)d33在1至20 pC/N范圍內(nèi)時(shí))
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(hào)表示當(dāng)試樣受到壓應(yīng)力時(shí)上面電極的極性(無(wú)符號(hào)為
正電荷,“-”號(hào)為負(fù)電荷)
儀器尺寸: 測(cè)量頭:Φ110×140
儀器本體:90×220×280
重量: 測(cè)量頭:約3Kg
儀器本體:約2Kg
電源: AC110V~220V,60Hz~50Hz,20W
三、工作原理
準(zhǔn)靜態(tài)法的測(cè)試原理是依據(jù)正壓電效應(yīng),在壓電振子上施加一個(gè)頻率遠(yuǎn)低于振子諧振頻率的低頻交變力,產(chǎn)生交變電荷。
當(dāng)振子在沒(méi)有外電場(chǎng)作用,滿足電學(xué)短路邊界條件,只沿平行于極化方向受力時(shí),壓電方程可簡(jiǎn)化為:
D3=d33T3 即d33=D3/ T3 =Q/F……………………………(1)
式中:D3———電位移分量,C/m2;
T3———縱向應(yīng)力,N/m2;
d33———縱向壓電應(yīng)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(cè)振子與一書(shū)籍的比較振子在力學(xué)上串聯(lián),通過(guò)一施力裝置內(nèi)的電磁驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生低頻交變力并施加到上述振子,則被測(cè)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(jìn)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(cè)定,即可求得被測(cè)振子的d33(1)值。如果將V1 和V2經(jīng)過(guò)電子線路處理后,就可直接得到被測(cè)振子的縱向壓電應(yīng)變常數(shù)d33的準(zhǔn)靜態(tài)值和極性。
1—電磁驅(qū)動(dòng)器;2—比較振子上、下電極;3—比較振子;4—絕緣柱;
5—上、下測(cè)試探頭;6—被測(cè)振子;C1--被測(cè)振子并聯(lián)電容;
C2—比較振子并聯(lián)電容;V1—被測(cè)輸出電壓;V2—比較輸出電壓
圖1 準(zhǔn)靜態(tài)法測(cè)試原理圖
]
四、結(jié)構(gòu)外形(見(jiàn)圖)
五、儀器的連接與使用
1、 用兩根多芯電纜把測(cè)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(kāi)關(guān)置于“力”狀態(tài),此時(shí),表上顯示
低頻交變力值應(yīng)為250×10-3N。把選擇開(kāi)關(guān)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(cè)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(yīng)盡量小,使面板表指示值不跳動(dòng)即可。靜壓力不宜過(guò)大,如過(guò)大會(huì)引起壓電非線性。但也不能過(guò)小,以致試樣松動(dòng),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(dāng)測(cè)量大量同樣厚度的試樣時(shí),則可輕輕壓下測(cè)量頭的膠木板,取出已測(cè)試樣,插入下一個(gè)待測(cè)樣品,松開(kāi)膠木板即可,不必再調(diào)節(jié)測(cè)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(duì)應(yīng)×1檔)或<0.001μF(對(duì)應(yīng)×0.1檔)的情況。
為了減小測(cè)量誤差,零點(diǎn)如有變化或換檔時(shí),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(cè)量時(shí),至少試樣的一面應(yīng)為點(diǎn)接觸,故推薦使用圓形探頭。上下兩探頭應(yīng)盡量垂直。當(dāng)被測(cè)試樣為圓管、厚圓片或大塊試樣時(shí),下面用平探頭為好。
5、對(duì)大電容試樣的修正。
當(dāng)被測(cè)試樣的電容大于0.01μF(×1)檔,或大于0.001μF(×0.1檔)時(shí),測(cè)量誤差會(huì)超過(guò)1%,所以應(yīng)對(duì)測(cè)量值接下式進(jìn)行修正。
d33修正值= d33指示值×(1+Cc) 對(duì)×1檔
d33修正值= d33指示值×(1+10Cc) 對(duì)×0.1檔
Cc為試樣電容值 單位為μF
6、g33常數(shù)的計(jì)算
d33測(cè)量?jī)x,只能測(cè)量d33值,但是,一旦測(cè)量了試樣的介電常數(shù),則還可計(jì)算到該試樣的壓電電壓常數(shù)g33,即:
g33=d33/ξ33T
六、維護(hù)與校正
操作使用儀器之前,應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說(shuō)明書(shū)。在正式測(cè)量之前,儀器需預(yù)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(biāo)定時(shí)使用,儀器在出廠前,已標(biāo)定好,一般情況下,不需調(diào)整。當(dāng)指示值發(fā)生異常時(shí),則把附件盒內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)樣品(用精確動(dòng)態(tài)法標(biāo)定)插入上下探頭間,調(diào)節(jié)(d33Cal)電位器,使儀器讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)試樣 1只
保險(xiǎn)絲 2只
說(shuō)明書(shū) 1份
合格證 1張
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