010-61446422
施(shi)力(li)裝置設(she)計(ji)：施(shi)力(li)裝置的(de)核(he)心(xin)部件(jian)是(shi)力(li)產生機構和力(li)傳(chuan)遞(di)機構。力(li)產生機構采(cai)用了(le)高精度的(de)電磁(ci)驅動裝置，通過精(jing)確(que)控制電流(liu)大(da)小和頻率(lv)，能夠產生穩定(ding)的(de)低(di)頻交(jiao)變(bian)力(li)。力(li)傳(chuan)遞(di)機構采(cai)用了(le)剛性(xing)好(hao)、精(jing)度高的(de)連桿和探(tan)頭，能(neng)夠將力(li)準(zhun)確(que)地(di)傳(chuan)遞(di)到(dao)被(bei)測(ce)試樣(yang)上，並且保(bao)證力(li)的(de)作(zuo)用方(fang)向垂(chui)直(zhi)於(yu)試樣(yang)表面。在設(she)計(ji)過(guo)程中，對(dui)施(shi)力(li)裝置的(de)各(ge)個部件(jian)進(jin)行了(le)優(you)化(hua)，以減小摩擦(ca)力(li)和慣性(xing)力(li)對力(li)傳(chuan)遞(di)的(de)影(ying)響(xiang)，提(ti)高力(li)的(de)施(shi)加(jia)精度。通過對(dui)力(li)產生機構和力(li)傳(chuan)遞(di)機構的(de)精(jing)心(xin)設(she)計(ji)和調(tiao)試(shi)，使得(de)施(shi)力(li)裝置能夠產生大(da)小約(yue)為(wei) 0.25N、頻率(lv)約為 110Hz 的(de)穩定(ding)交(jiao)變(bian)力(li)，滿(man)足準(zhun)靜(jing)態測量方(fang)法對(dui)施(shi)力(li)的(de)要(yao)求。
信號(hao)處(chu)理(li)電路(lu)設(she)計(ji)：信號(hao)處(chu)理(li)電路(lu)是(shi) ZJ-3 型(xing)測(ce)試(shi)儀的(de)關(guan)鍵部分(fen)之(zhi)壹(yi)，它(ta)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)著測量結(jie)果(guo)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)和可靠性(xing)。信號(hao)處(chu)理(li)電路(lu)主要(yao)包括(kuo)電荷放大(da)器(qi)、檢波電路(lu)和相除電路(lu)。電荷放大(da)器(qi)采(cai)用了(le)高輸入阻抗、低噪(zao)聲的(de)運算(suan)放大(da)器(qi)，能夠將微(wei)弱的(de)電荷信號(hao)放大(da)到(dao)適合(he)後(hou)續處(chu)理(li)的(de)幅度。檢波電路(lu)采(cai)用了(le)精密的(de)二極(ji)管(guan)檢波電路(lu)，能夠將放大(da)後(hou)的(de)交(jiao)流(liu)信號(hao)準(zhun)確(que)地(di)轉換(huan)為(wei)直(zhi)流(liu)信號(hao)。相除電路(lu)采(cai)用了(le)模擬除法器(qi)，通過對(dui)標(biao)準(zhun)樣(yang)品和被(bei)測(ce)試樣(yang)產生的(de)電信號(hao)進(jin)行相除運算(suan)，消(xiao)除(chu)了外界(jie)幹擾(rao)因素對(dui)測量結(jie)果(guo)的(de)影(ying)響(xiang)，提(ti)高了測量的(de)精(jing)度。在電路(lu)設(she)計(ji)過(guo)程中，充分(fen)考(kao)慮(lv)了電路(lu)的(de)抗幹擾(rao)能力(li)和穩定(ding)性(xing)，采(cai)用了(le)屏蔽、濾波等(deng)措施(shi)，減少(shao)外界(jie)電磁(ci)幹擾(rao)對信號(hao)處(chu)理(li)的(de)影(ying)響(xiang)。通過對(dui)信號(hao)處(chu)理(li)電路(lu)的(de)優(you)化(hua)設(she)計(ji)，使(shi)得測試(shi)儀(yi)能(neng)夠準(zhun)確(que)地(di)測量和處(chu)理(li)壓(ya)電材(cai)料(liao)產(chan)生的(de)微(wei)弱電信號(hao)，為(wei)準(zhun)確(que)測量(liang) d33 常數提(ti)供了(le)保(bao)障。
×1 擋：測量範圍(wei)為(wei) 10 到(dao) 2000pC/N，可升(sheng)級至(zhi) 20 至(zhi) 4000pC/N，甚至(zhi)能(neng)夠進壹步(bu)升(sheng)級到 10000pC/N。這(zhe)壹範圍(wei)能(neng)夠滿(man)足大(da)多(duo)數具(ju)有(you)較(jiao)大(da)壓(ya)電常數的(de)壓(ya)電陶瓷材(cai)料(liao)的(de)測(ce)量需求。在實(shi)際(ji)應用(yong)中，許(xu)多(duo)常(chang)用(yong)的(de)壓(ya)電陶瓷材(cai)料(liao)的(de) d33 常(chang)數都在這(zhe)個範圍(wei)內(nei)，例(li)如 PZT 系(xi)列壓(ya)電陶瓷，其 d33 常數(shu)通常在幾百到幾千(qian) pC/N 之(zhi)間，ZJ-3 型(xing)測(ce)試儀(yi)的(de) ×1 擋能夠對其進(jin)行準(zhun)確(que)測量(liang)。
×0.1 擋：測量範圍(wei)為(wei) 1 到(dao) 200pC/N，可擴展至(zhi) 2 至(zhi) 400pC/N。該(gai)擋位主要(yao)用於(yu)測量(liang)小壓(ya)電常數的(de)壓(ya)電單晶及壓(ya)電高分(fen)子材(cai)料(liao)。壹(yi)些(xie)新(xin)型(xing)的(de)壓(ya)電單晶材(cai)料(liao)或壓(ya)電高分(fen)子材(cai)料(liao)，其(qi) d33 常(chang)數相對較(jiao)小，在幾 pC/N 到幾(ji)十 pC/N 之(zhi)間，×0.1 擋能夠滿(man)足對這(zhe)類材(cai)料(liao)的(de)精(jing)確(que)測量(liang)要(yao)求。較(jiao)寬(kuan)的(de)測(ce)量範圍(wei)使(shi)得(de) ZJ-3 型(xing)測(ce)試儀能夠適應不同類型、不同性(xing)能(neng)壓(ya)電材(cai)料(liao)的(de)測(ce)量需求，具(ju)有(you)廣(guang)泛的(de)適用(yong)性(xing)。
×1 擋：分(fen)辨率(lv)為 1pC/N。這(zhe)意(yi)味著在該擋位下，測試(shi)儀能(neng)夠精確(que)分(fen)辨出 d33 常數的(de)微(wei)小變(bian)化(hua)，即(ji)使(shi) d33 常(chang)數的(de)變(bian)化(hua)量(liang)僅(jin)為(wei) 1pC/N，測(ce)試(shi)儀(yi)也能夠準(zhun)確(que)地(di)檢測(ce)到並在顯示面板(ban)上(shang)體現出(chu)來。這(zhe)種高分(fen)辨率(lv)對於(yu)測量(liang)具(ju)有(you)較(jiao)大(da) d33 常(chang)數且需(xu)要(yao)精確(que)測量(liang)其細(xi)微變(bian)化(hua)的(de)壓(ya)電材(cai)料(liao)非常(chang)重要(yao)，例(li)如在研究(jiu)壓(ya)電陶瓷材(cai)料(liao)的(de)性(xing)能(neng)優(you)化(hua)過程(cheng)中，可能需要(yao)觀察(cha) d33 常(chang)數隨著制備(bei)工(gong)藝參(can)數(shu)改(gai)變(bian)而發(fa)生的(de)微(wei)小變(bian)化(hua)，×1 擋的(de)高分(fen)辨率(lv)能夠滿(man)足這(zhe)壹需求。
×0.1 擋：分(fen)辨率(lv)為 0.1pC/N。在測量小壓(ya)電常數的(de)材(cai)料(liao)時(shi)，×0.1 擋的(de)高分(fen)辨率(lv)能夠確(que)保對(dui)微小 d33 常(chang)數(shu)的(de)精(jing)確(que)測量(liang)。對於(yu)那些(xie) d33 常數(shu)在幾 pC/N 到幾(ji)十 pC/N 範圍(wei)內(nei)的(de)壓(ya)電單晶或壓(ya)電高分(fen)子材(cai)料(liao)，0.1pC/N 的(de)分(fen)辨率(lv)能夠提(ti)供非常(chang)準(zhun)確(que)的(de)測(ce)量結(jie)果(guo)，為(wei)研(yan)究(jiu)這(zhe)類材(cai)料(liao)的(de)壓(ya)電性(xing)能(neng)提(ti)供可靠的(de)數(shu)據支持。高分(fen)辨率(lv)保證了(le)測試(shi)儀能夠對壓(ya)電材(cai)料(liao)的(de) d33 常(chang)數進行精(jing)細(xi)測量(liang)，提(ti)高了測量結(jie)果(guo)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)和可靠性(xing)。
×1 擋：當 d33 在 100 到 4000pC/N 時，誤(wu)差為 ±2%±1 個數字(zi)。例(li)如，當測(ce)量壹(yi)個 d33 常(chang)數(shu)為(wei) 1000pC/N 的(de)壓(ya)電材(cai)料(liao)試(shi)樣(yang)時，根據誤(wu)差範圍(wei)，測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)可能在 1000×(1 - 2%) - 1 到 1000×(1 + 2%) + 1 之間，即(ji) 979 到(dao) 1021pC/N 之間。當(dang) d33 在 10 到 200pC/N 時，誤(wu)差為 ±5%±1 個數字(zi)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)在較(jiao)低(di)的(de) d33 常(chang)數範圍(wei)內(nei)，測(ce)量(liang)難度相對較(jiao)大(da)，外界(jie)幹擾(rao)因素對(dui)測量結(jie)果(guo)的(de)影(ying)響(xiang)相對更明顯，所(suo)以誤(wu)差範圍(wei)適當(dang)放寬(kuan)，但仍能保(bao)證在可接(jie)受的(de)範圍(wei)內(nei)，以(yi)確(que)保測(ce)量結(jie)果(guo)的(de)可靠性(xing)。
×0.1 擋：當 d33 在 10 到 200pC/N 時，誤(wu)差為 ±2%±1 個數字(zi)。在該擋位下，對於(yu)小壓(ya)電常數材(cai)料(liao)的(de)測(ce)量，能夠保證較(jiao)高的(de)測(ce)量精度，誤(wu)差控制在較(jiao)小範圍(wei)內(nei)，為(wei)研(yan)究(jiu)小壓(ya)電常數材(cai)料(liao)的(de)性(xing)能(neng)提(ti)供了(le)準(zhun)確(que)的(de)數(shu)據基礎。嚴格(ge)控制的(de)誤(wu)差範圍(wei)表明 ZJ-3 型(xing)測試儀(yi)具(ju)有(you)較(jiao)高的(de)測(ce)量準(zhun)確(que)性(xing)，能(neng)夠為壓(ya)電材(cai)料(liao)的(de)研(yan)究(jiu)和應用(yong)提(ti)供可靠的(de)數(shu)據支持。
尺寸：施(shi)力(li)裝置尺寸為 Φ110×140mm，儀(yi)器(qi)本體尺寸為 240×200×80mm。這(zhe)樣(yang)的(de)尺寸設(she)計(ji)使(shi)得儀器(qi)整體結(jie)構緊(jin)湊(cou)，既方(fang)便(bian)操(cao)作，又(you)便(bian)於(yu)攜帶(dai)和安(an)裝。施(shi)力(li)裝置的(de)尺寸設(she)計(ji)能(neng)夠保證其(qi)穩定(ding)地(di)施(shi)加(jia)外力(li)，同時不會占(zhan)用過(guo)多空(kong)間；儀(yi)器(qi)本體的(de)尺寸設(she)計(ji)兼(jian)顧(gu)了(le)內部(bu)電子元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)布局和散熱(re)需求，以及(ji)操(cao)作人員對(dui)儀器(qi)操(cao)作的(de)便(bian)捷(jie)性(xing)。
重量：施(shi)力(li)裝置約 4 公斤，儀(yi)器(qi)本體 2 公斤。較(jiao)輕(qing)的(de)重量使(shi)得儀器(qi)在使用和搬運過(guo)程中更(geng)加(jia)方(fang)便(bian)，無(wu)論(lun)是(shi)在實(shi)驗(yan)室環境中進(jin)行常(chang)規(gui)測(ce)量(liang)，還(hai)是(shi)需(xu)要(yao)在不同地(di)點(dian)進行現(xian)場(chang)測(ce)試(shi)，都能夠輕松移(yi)動和部(bu)署(shu)。
電源：使用(yong) 220 伏，50 赫的(de)交(jiao)流(liu)電源，功率(lv)為 20 瓦。這(zhe)種常見(jian)的(de)電源規格(ge)使得(de)儀(yi)器(qi)能夠方(fang)便(bian)地(di)接(jie)入(ru)各種實(shi)驗(yan)場所(suo)的(de)供電系(xi)統，20 瓦的(de)低(di)功率(lv)設(she)計(ji)既(ji)滿(man)足了儀器(qi)正(zheng)常工(gong)作(zuo)的(de)需(xu)求，又具(ju)有(you)較(jiao)低(di)的(de)能(neng)耗(hao)，節(jie)能(neng)環保(bao)。
儀器(qi)檢查(zha)：在使用 ZJ-3 型(xing)精密(mi) D33 測試(shi)儀之前，首先要(yao)對儀(yi)器(qi)進行全面檢查(zha)。檢查(zha)儀(yi)器(qi)外觀是(shi)否(fou)有損壞，各(ge)部(bu)件(jian)連接(jie)是(shi)否(fou)牢固。查(zha)看(kan)施(shi)力(li)裝置的(de)探(tan)頭是(shi)否(fou)有磨損(sun)或變(bian)形，如(ru)有(you)問題應及(ji)時(shi)更換或修復(fu)，以確(que)保施(shi)力(li)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)。檢查(zha)儀(yi)器(qi)的(de)電源線是(shi)否(fou)連接(jie)正(zheng)確(que)，插頭插(cha)座是(shi)否(fou)松動。打開儀器(qi)電源，觀察(cha)儀(yi)器(qi)面板(ban)上(shang)的(de)指(zhi)示燈(deng)是(shi)否(fou)正(zheng)常亮起，顯示單元(yuan)是(shi)否(fou)正(zheng)常顯示。如果(guo)發(fa)現儀器(qi)存(cun)在故(gu)障或異(yi)常情(qing)況(kuang)，應立(li)即(ji)停止使用，並進行維修或調(tiao)試(shi)。
試(shi)樣(yang)準(zhun)備(bei)：對待測試樣(yang)進行嚴格(ge)的(de)預(yu)處(chu)理(li)。首(shou)先，根據測量要(yao)求，選(xuan)擇合(he)適尺寸和形狀(zhuang)的(de)壓(ya)電材(cai)料(liao)試(shi)樣(yang)，如圓(yuan)片(pian)、圓(yuan)環(huan)、圓管(guan)、方(fang)塊(kuai)、長條、柱形及(ji)半(ban)球殼等(deng)均可。對試樣(yang)的(de)表面進(jin)行清(qing)潔(jie)處(chu)理(li)，去除(chu)表面的(de)油汙(wu)、灰(hui)塵等(deng)雜質(zhi)，以保證(zheng)試樣(yang)與測(ce)量(liang)探(tan)頭之(zhi)間良(liang)好(hao)的(de)電氣接(jie)觸(chu)。對於(yu)壓(ya)電陶瓷試樣(yang)，需要(yao)進行極(ji)化處(chu)理(li)，使(shi)其具(ju)有(you)穩定(ding)的(de)壓(ya)電性(xing)能(neng)。在進行極(ji)化處(chu)理(li)時(shi)，要(yao)嚴格(ge)控制極(ji)化電場強度、極(ji)化時(shi)間和極(ji)化溫(wen)度等(deng)參(can)數(shu)，以確(que)保極(ji)化效(xiao)果(guo)的(de)壹(yi)致(zhi)性(xing)。極(ji)化後(hou)的(de)試(shi)樣(yang)應放置(zhi)壹(yi)段(duan)時間，使(shi)其(qi)壓(ya)電性(xing)能(neng)穩定(ding)後(hou)再進行測(ce)量(liang)。根據試樣(yang)的(de)類(lei)型和尺寸，選(xuan)擇合(he)適的(de)夾具(ju)將試(shi)樣(yang)固定(ding)在施(shi)力(li)裝置的(de)測(ce)量位置上，確(que)保試(shi)樣(yang)安(an)裝牢固，受力(li)均勻(yun)。
儀(yi)器(qi)校準(zhun)：為(wei)了保證測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)，在每(mei)次(ci)測量(liang)前需要(yao)對儀(yi)器(qi)進行校(xiao)準(zhun)。使(shi)用已知 d33 常(chang)數(shu)的(de)標(biao)準(zhun)樣(yang)品進行校(xiao)準(zhun)操(cao)作。將標(biao)準(zhun)樣(yang)品安(an)裝在施(shi)力(li)裝置上，按(an)照(zhao)正(zheng)常測量步驟(zhou)進行操(cao)作，記(ji)錄儀(yi)器(qi)顯示的(de)測(ce)量值(zhi)。將測(ce)量值(zhi)與標(biao)準(zhun)樣(yang)品的(de)已知 d33 常(chang)數(shu)進(jin)行比(bi)較(jiao)，如(ru)果(guo)測(ce)量(liang)值(zhi)與標(biao)準(zhun)值(zhi)之間的(de)偏(pian)差(cha)超(chao)出(chu)了儀器(qi)規定的(de)誤(wu)差範圍(wei)，則需要(yao)對儀(yi)器(qi)進行校(xiao)準(zhun)調(tiao)整。通過調(tiao)整儀器(qi)內部的(de)校(xiao)準(zhun)參(can)數(shu)，使儀器(qi)的(de)測(ce)量值(zhi)與標(biao)準(zhun)值(zhi)相符(fu)。校準(zhun)過(guo)程應嚴格(ge)按(an)照(zhao)儀(yi)器(qi)的(de)操(cao)作手冊(ce)進(jin)行，確(que)保校(xiao)準(zhun)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)。經過(guo)校(xiao)準(zhun)後(hou)的(de)儀(yi)器(qi)才能進行準(zhun)確(que)的(de)測(ce)量工(gong)作(zuo)。
參(can)數(shu)設(she)置(zhi)：根據被(bei)測(ce)試樣(yang)的(de)估計 d33 常(chang)數大(da)小，選(xuan)擇合(he)適的(de)測(ce)量擋位。如果(guo)估計 d33 常(chang)數較(jiao)大(da)，在 100pC/N 以上，可選(xuan)擇 ×1 擋；如果(guo)估計 d33 常(chang)數較(jiao)小，在 100pC/N 以下，可選(xuan)擇 ×0.1 擋。將儀(yi)器(qi)後(hou)面板(ban)上(shang)的(de) “d33 - 力(li)" 選(xuan)擇開(kai)關(guan)置(zhi)於(yu) “d33" 壹側(ce)，確(que)保儀(yi)器(qi)處於(yu) d33 常數(shu)測量(liang)模式。
儀器(qi)預(yu)熱(re)：打開(kai)儀(yi)器(qi)電源，讓儀器(qi)通電預(yu)熱(re) 10min。在預(yu)熱(re)過程(cheng)中，儀(yi)器(qi)內部的(de)電子元(yuan)器(qi)件(jian)逐漸達到穩定(ding)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)，能(neng)夠提(ti)高測量的(de)準(zhun)確(que)性(xing)和穩定(ding)性(xing)。預(yu)熱(re)時間結(jie)束(shu)後(hou)，儀器(qi)方(fang)可進行準(zhun)確(que)測量(liang)。
調零(ling)操(cao)作：調(tiao)節(jie)儀(yi)器(qi)前面板(ban)上(shang)的(de)調(tiao)零(ling)旋(xuan)鈕，使面板(ban)表指示在 “0" 與 “ - 0" 之間。調(tiao)零(ling)操(cao)作是(shi)為(wei)了(le)消(xiao)除(chu)儀器(qi)的(de)零(ling)點(dian)漂(piao)移(yi)誤(wu)差，確(que)保測(ce)量結(jie)果(guo)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)。在調零(ling)過(guo)程中，要(yao)確(que)保測(ce)量頭沒(mei)有(you)施(shi)加(jia)外力(li)，處於(yu)空(kong)載(zai)狀態。
試(shi)樣(yang)測量(liang)：將安(an)裝好(hao)試(shi)樣(yang)的(de)施(shi)力(li)裝置放置(zhi)在儀器(qi)的(de)測(ce)量位置上，輕輕(qing)壓(ya)下測量(liang)頭的(de)膠(jiao)木板，使測(ce)量(liang)探(tan)頭與(yu)試(shi)樣(yang)緊(jin)密(mi)接(jie)觸(chu)。此時(shi)，施(shi)力(li)裝置會向試樣(yang)施(shi)加(jia)壹個約 0.25N、頻率(lv)為 110Hz 的(de)低(di)頻交(jiao)變(bian)力(li)。由正(zheng)壓(ya)電效(xiao)應產(chan)生的(de)
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