準靜態壓電陶瓷D33測量儀,D33測量儀YT2730A,裕天世敖

一、概述                 

    YT2730A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。

    YT2730A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（5pC/N以下數值僅供參考）

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：        AC220V，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_———從向低頻交變力，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）= C₁V₁/F  ……………………………………………………（2）

                    d₃₃^（2）= C₂V₂/F  ……………………………………………………（2）

式（2）可進一步化為：

d₃₃^（1）= V₁/ V₂d₃₃^（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

 
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