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2017年北科大機(jī)材料本科類(lèi)ZJ-3型壓電測(cè)試儀現(xiàn)場(chǎng)操作步驟

更新時(shí)間:2017-07-25  |  點(diǎn)擊率:2204

 

 

2017年北京科技大學(xué)本科/研究生ZJ-3型壓電測(cè)試儀現(xiàn)場(chǎng)操作步驟

ZJ-3D33壓電陶瓷的壓電性能現(xiàn)場(chǎng)操作步驟及簡(jiǎn)單要領(lǐng)

          

 

姓名隨***

專(zhuān)業(yè):材料學(xué)院

學(xué)號(hào)11235

一、儀器實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>

  1. 通過(guò)測(cè)試了解壓電陶瓷元件的壓電性能參數(shù)及變化
  2. 掌握ZJ-3壓電應(yīng)變常數(shù)d33的測(cè)試原理和測(cè)試技術(shù)

二、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備:

 

中科院ZJ-3型壓電測(cè)試儀,PZT-JH10/4型壓電極化裝置,壓電制樣機(jī)

 

三、摘要:

ZJ-3型壓電測(cè)試儀(靜壓電系數(shù)d33測(cè)量?jī)x)是為測(cè)量壓電材料的d33常數(shù)而設(shè)計(jì)的儀器,它可用來(lái)測(cè)量具有大壓電常數(shù)的壓電陶瓷,小壓電常數(shù)的壓電單晶及壓電高分子材料。此外,也可測(cè)量任意取向壓電單晶以及某些壓電器件的等效壓電d’33常數(shù),儀器測(cè)量范圍寬,分辨率細(xì),可靠性高,操作簡(jiǎn)單,對(duì)試樣大小及形狀無(wú)特殊要求,圓片、圓環(huán)、圓管、方塊、長(zhǎng)條、柱形及半球殼等均可測(cè)量,測(cè)量結(jié)果和極性在三位半數(shù)字面板表上直接顯示。

關(guān)鍵詞:ZJ-3,d33測(cè)量?jī)x,壓電系數(shù)

 

四、引言:

目前我們國(guó)家對(duì)材料測(cè)試越來(lái)越重視,很多單位及科研院校對(duì)產(chǎn)品甄別出現(xiàn)很大問(wèn)題,但是真正測(cè)試材料需要選擇一款可靠的測(cè)試產(chǎn)品,這樣對(duì)自己的測(cè)試成果及研究會(huì)帶來(lái)很大的作用,對(duì)我們的生產(chǎn)帶來(lái)極大的指導(dǎo)性作用。


ZJ-3型壓電測(cè)試儀現(xiàn)在不僅僅在我們的生產(chǎn)企業(yè)中使用,而且成為全國(guó)高等院校培養(yǎng)本科研究剩的重要教學(xué)和科研輔助工具。在壓電材料方面研究該設(shè)備即經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單又實(shí)用。

 

五、產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)

d33測(cè)量范圍:

★ ×1擋:10到2000pC/N,20 至4000pC/N,可以升級(jí)到10000PC/N.
★×0.1擋: 1到200pC/N,2 至400pC/N。

★可以配套PZT-JH10/4/8/12型壓電極化裝置使用

★可以配套ZJ-D33-YP15壓電壓片機(jī)使用
誤差:×1擋:±2%±1個(gè)數(shù)字,當(dāng)d33在100到4000pC/N;
±5%±1個(gè)數(shù)字,當(dāng)d33在10到200pC/N;
×0.1擋:±2%±1個(gè)數(shù)字,(當(dāng)d33在10到200pC/N)
±5%±1個(gè)數(shù)字,當(dāng)d33在10到20pC/N。
分辨率:
   ×1擋:1 pC/N;×0.1擋:0.1 pC/N。
尺寸:施力裝置:Φ110×140mm;儀器本體:240×200×80mm。
重量:施力裝置:約4公斤;
   
儀器本體:2公斤。
電源:220伏,50赫,20瓦。

★補(bǔ)充參數(shù):

頻帶寬度

DC7MHz

Y偏轉(zhuǎn)系數(shù)

10mV/div5V/div, 9

X偏轉(zhuǎn)系數(shù)

0.2μS/div0.1S/div, 18

X擴(kuò)展

×2

觸發(fā)源

內(nèi)、外、電視場(chǎng)

同步方式

自動(dòng)、觸發(fā)

有效顯示面

6div×10div(1div=0.6cm)

使用電源

AC 220V/50Hz

外形尺寸

240B×100H×300Dmm

重量

3kg

 

5操作方法

 

5.1  測(cè)試前的準(zhǔn)備工作

5.1.1用兩根多芯電纜把測(cè)量頭和儀器本體連接好,接通電源。

5.1.2把附件盒內(nèi)的φ20尼龍片插入測(cè)量頭的上下探頭之間(見(jiàn)圖1

    調(diào)節(jié)手輪,使尼龍片剛好壓住為止。

5.1.3把儀器后面板上的“顯示選擇”開(kāi)關(guān)置于“d33”一側(cè)(見(jiàn)圖3),此時(shí)

     前面板右上方綠燈亮。(如置“力”一側(cè),則黃燈亮,此時(shí)面板表上顯

     示的是低頻交變力值,0.25左右,單位牛頓)。

5.1.4儀器后面板設(shè)有“量程選擇”開(kāi)關(guān),可根據(jù)需要選擇。一般置于“×1

     檔即可,如材料的d33值較低可置于“×0.1”檔;但兩檔要分別調(diào)零。

5.1.5按下“快速模式”(見(jiàn)圖2),儀器通電預(yù)熱10分鐘后,調(diào)節(jié)“調(diào)零”

     旋鈕使面板表指示在“0”與“-0”之間跳動(dòng),調(diào)零即完成,撤掉尼龍

     片開(kāi)始測(cè)量。調(diào)零一律在“快速模式”下進(jìn)行,為減少測(cè)量誤差,在

     測(cè)試過(guò)程中零點(diǎn)如有變化或換檔時(shí),需要重新調(diào)零。

 

5.2  調(diào)節(jié)手輪的操作規(guī)范

     測(cè)量過(guò)程中,被測(cè)元件置于上下兩探頭之間,通過(guò)調(diào)節(jié)手輪使探頭與

     樣品剛好夾持住,靜壓力的影響應(yīng)盡量小。靜壓力過(guò)大,會(huì)引起壓電

     非線性,甚至損壞測(cè)量頭;靜壓力過(guò)小,會(huì)導(dǎo)致試樣松動(dòng),指示值不

     穩(wěn)定。測(cè)量“軟性”材料和極薄的試樣尤其要注意這一點(diǎn)。

5.3“快速模式”測(cè)量

    快速模式即連續(xù)測(cè)量,被測(cè)元件均為極化后已放置一定時(shí)間并已*放

    電后的試樣,此時(shí)“放電提示”紅色發(fā)光二極管閃爍,隨時(shí)提醒操作人

    員首先對(duì)壓電元件放電后再進(jìn)行測(cè)量,以避免損壞儀器。選擇“快速模

    式”測(cè)量,每更換一個(gè)被測(cè)元件,表頭會(huì)迅速顯示d33結(jié)果及正負(fù)極性。

5.4“安全模式”測(cè)量

    對(duì)于剛剛極化完的壓電試樣,在短時(shí)間內(nèi),即使多次放電也很難*放

    完,壓電試樣上仍然會(huì)存在少則幾千伏,多則幾萬(wàn)伏的電壓。選擇“安

    全模式”可使儀器在測(cè)量過(guò)程中能自動(dòng)被測(cè)元件進(jìn)行放電,以確保儀器

    安全。在插入被測(cè)試樣后,放電過(guò)程開(kāi)始并自動(dòng)完成,此時(shí)表頭指示為

    零,按下“測(cè)量觸發(fā)”鍵,表頭才能顯示出測(cè)量結(jié)果。每測(cè)一只元件,

    都要重復(fù)一次上述過(guò)程。在“安全模式”狀態(tài)下,“放電提示”指示燈

    熄滅,“測(cè)量觸發(fā)”按鈕內(nèi)的綠色發(fā)光二極管一直點(diǎn)亮。

5.5  探頭選擇

    隨儀器一起提供有兩種探頭(見(jiàn)圖6),為保證測(cè)量精度,至少試樣的

    一面應(yīng)為點(diǎn)接觸,測(cè)量過(guò)程要求試樣處于垂直、水平放置。一般推薦使

    用圓形探頭(A型)。當(dāng)被測(cè)試樣為圓管、弧形、尺寸較薄、較大或很

    小時(shí),下探頭換成平探頭(B型)為好。

5.6  對(duì)大電容試樣的修正

    當(dāng)被測(cè)試樣的電容值Ci小于0.01μF(×1檔),或小于0.001μF(×0.1

    檔)時(shí),其影響可忽略不計(jì)。當(dāng)被測(cè)試樣的電容值Ci大于0.01μF(×

    0.1檔),或大于0.001μF(×0.1檔)時(shí),由于電容過(guò)大會(huì)造成附加的

    測(cè)量誤差,故應(yīng)對(duì)測(cè)量值按下式進(jìn)行修正。

 

                        1+Ci)對(duì)×1

      d33修正值d33指示值×{                     1.3

                        1+10Ci)對(duì)×0.1

這里,Ci為以μF為單位的試樣電容值。

 

    5.7  壓電系數(shù)g33的計(jì)算

    準(zhǔn)靜態(tài)d33測(cè)量?jī)x,雖然本身只能測(cè)量d33壓電常數(shù)值,但是一量測(cè)得

    試樣的介電常數(shù)εT33   ,則還可以計(jì)算得到該試樣的壓電電壓常數(shù)g33,即

     

            g33d33/εT33   (1.4)