010-61446422
2017年北京科技大學本科/研究生ZJ-3型壓電測試儀現(xiàn)場操作步驟
ZJ-3型D33壓電陶瓷的壓電性能現(xiàn)場操作步驟及簡單要領
姓名：隨***
專業(yè)：材料學院
學號：11235
一、儀器實驗目的：
二、實驗儀器設備：
中科院ZJ-3型壓電測試儀，PZT-JH10/4型壓電極化裝置，壓電制樣機
三、摘要：
ZJ-3型壓電測試儀（靜壓電系數(shù)d33測量儀）是為測量壓電材料的d33常數(shù)而設計的儀器，它可用來測量具有大壓電常數(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)，儀器測量范圍寬，分辨率細，可靠性高，操作簡單，對試樣大小及形狀無特殊要求，圓片、圓環(huán)、圓管、方塊、長條、柱形及半球殼等均可測量，測量結果和極性在三位半數(shù)字面板表上直接顯示。
關鍵詞：ZJ-3，d33測量儀，壓電系數(shù)
四、引言：
目前我們國家對材料測試越來越重視，很多單位及科研院校對產(chǎn)品甄別出現(xiàn)很大問題，但是真正測試材料需要選擇一款可靠的測試產(chǎn)品，這樣對自己的測試成果及研究會帶來很大的作用,對我們的生產(chǎn)帶來極大的指導性作用。
ZJ-3型壓電測試儀現(xiàn)在不僅僅在我們的生產(chǎn)企業(yè)中使用，而且成為全國高等院校培養(yǎng)本科研究剩的重要教學和科研輔助工具。在壓電材料方面研究該設備即經(jīng)濟簡單又實用。
五、產(chǎn)品的主要技術指標
d33測量范圍：
★ ×1擋：10到2000pC/N，20 至4000pC/N，可以升級到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壓電壓片機使用
誤差：×1擋：±2%±1個數(shù)字，當d33在100到4000pC/N；
±5%±1個數(shù)字，當d33在10到200pC/N；
×0.1擋：±2%±1個數(shù)字，(當d33在10到200pC/N)
±5%±1個數(shù)字，當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。
★補充參數(shù):
頻帶寬度 | DC～7MHz |
Y偏轉系數(shù) | 10mV/div～5V/div, 分9檔 |
X偏轉系數(shù) | 0.2μS/div～0.1S/div, 分18檔 |
X擴展 | ×2 |
觸發(fā)源 | 內、外、電視場 |
同步方式 | 自動、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 測試前的準備工作
5.1.1用兩根多芯電纜把測量頭和儀器本體連接好，接通電源。
5.1.2把附件盒內的φ20尼龍片插入測量頭的上下探頭之間（見圖1）
調節(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”開關置于“d33”一側（見圖3），此時
前面板右上方綠燈亮。（如置“力”一側，則黃燈亮，此時面板表上顯
示的是低頻交變力值，0.25左右，單位牛頓）。
5.1.4儀器后面板設有“量程選擇”開關，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；但兩檔要分別調零。
5.1.5按下“快速模式”（見圖2），儀器通電預熱10分鐘后，調節(jié)“調零”
旋鈕使面板表指示在“0”與“-0”之間跳動，調零即完成，撤掉尼龍
片開始測量。調零一律在“快速模式”下進行，為減少測量誤差，在
測試過程中零點如有變化或換檔時，需要重新調零。
5.2 調節(jié)手輪的操作規(guī)范
測量過程中，被測元件置于上下兩探頭之間，通過調節(jié)手輪使探頭與
樣品剛好夾持住，靜壓力的影響應盡量小。靜壓力過大，會引起壓電
非線性，甚至損壞測量頭；靜壓力過小，會導致試樣松動，指示值不
穩(wěn)定。測量“軟性”材料和極薄的試樣尤其要注意這一點。
5.3“快速模式”測量
快速模式即連續(xù)測量，被測元件均為極化后已放置一定時間并已*放
電后的試樣，此時“放電提示”紅色發(fā)光二極管閃爍，隨時提醒操作人
員首先對壓電元件放電后再進行測量，以避免損壞儀器。選擇“快速模
式”測量，每更換一個被測元件，表頭會迅速顯示d33結果及正負極性。
5.4“安全模式”測量
對于剛剛極化完的壓電試樣，在短時間內，即使多次放電也很難*放
完，壓電試樣上仍然會存在少則幾千伏，多則幾萬伏的電壓。選擇“安
全模式”可使儀器在測量過程中能自動被測元件進行放電，以確保儀器
安全。在插入被測試樣后，放電過程開始并自動完成，此時表頭指示為
零，按下“測量觸發(fā)”鍵，表頭才能顯示出測量結果。每測一只元件，
都要重復一次上述過程。在“安全模式”狀態(tài)下，“放電提示”指示燈
熄滅，“測量觸發(fā)”按鈕內的綠色發(fā)光二極管一直點亮。
5.5 探頭選擇
隨儀器一起提供有兩種探頭（見圖6），為保證測量精度，至少試樣的
一面應為點接觸，測量過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）。當被測試樣為圓管、弧形、尺寸較薄、較大或很
小時，下探頭換成平探頭（B型）為好。
5.6 對大電容試樣的修正
當被測試樣的電容值Ci小于0.01μF（×1檔），或小于0.001μF（×0.1
檔）時，其影響可忽略不計。當被測試樣的電容值Ci大于0.01μF（×
0.1檔），或大于0.001μF（×0.1檔）時，由于電容過大會造成附加的
測量誤差，故應對測量值按下式進行修正。
（1+Ci）對×1檔
d33修正值＝d33指示值×｛ （1.3）
（1+10Ci）對×0.1檔
這里，Ci為以μF為單位的試樣電容值。
5.7 壓電系數(shù)g33的計算
準靜態(tài)d33測量儀，雖然本身只能測量d33壓電常數(shù)值，但是一量測得
試樣的介電常數(shù)εT33 ，則還可以計算得到該試樣的壓電電壓常數(shù)g33，即
g33＝d33/εT33 (1.4)
當前位置：