010-61446422
施力裝置設計：施力裝置的核心部件是力產生機構和力傳遞機構。力產生機構采用了高精度的電磁驅動裝置，通過精確控制電流大小和頻率，能夠產生穩定的低頻交變力。力傳遞機構采用了剛性好、精度高的連桿和探頭，能夠將力準確地傳遞到被測試樣上，并且保證力的作用方向垂直于試樣表面。在設計過程中，對施力裝置的各個部件進行了優化，以減小摩擦力和慣性力對力傳遞的影響，提高力的施加精度。通過對力產生機構和力傳遞機構的精心設計和調試，使得施力裝置能夠產生大小約為 0.25N、頻率約為 110Hz 的穩定交變力，滿足準靜態測量方法對施力的要求。
信號處理電路設計：信號處理電路是 ZJ-3 型測試儀的關鍵部分之一，它直接影響著測量結果的準確性和可靠性。信號處理電路主要包括電荷放大器、檢波電路和相除電路。電荷放大器采用了高輸入阻抗、低噪聲的運算放大器，能夠將微弱的電荷信號放大到適合后續處理的幅度。檢波電路采用了精密的二極管檢波電路，能夠將放大后的交流信號準確地轉換為直流信號。相除電路采用了模擬除法器，通過對標準樣品和被測試樣產生的電信號進行相除運算，消除了外界干擾因素對測量結果的影響，提高了測量的精度。在電路設計過程中，充分考慮了電路的抗干擾能力和穩定性，采用了屏蔽、濾波等措施，減少外界電磁干擾對信號處理的影響。通過對信號處理電路的優化設計，使得測試儀能夠準確地測量和處理壓電材料產生的微弱電信號，為準確測量 d33 常數提供了保障。
×1 擋：測量范圍為 10 到 2000pC/N，可升級至 20 至 4000pC/N，甚至能夠進一步升級到 10000pC/N。這一范圍能夠滿足大多數具有較大壓電常數的壓電陶瓷材料的測量需求。在實際應用中，許多常用的壓電陶瓷材料的 d33 常數都在這個范圍內，例如 PZT 系列壓電陶瓷，其 d33 常數通常在幾百到幾千 pC/N 之間，ZJ-3 型測試儀的 ×1 擋能夠對其進行準確測量。
×0.1 擋：測量范圍為 1 到 200pC/N，可擴展至 2 至 400pC/N。該擋位主要用于測量小壓電常數的壓電單晶及壓電高分子材料。一些新型的壓電單晶材料或壓電高分子材料，其 d33 常數相對較小，在幾 pC/N 到幾十 pC/N 之間，×0.1 擋能夠滿足對這類材料的精確測量要求。較寬的測量范圍使得 ZJ-3 型測試儀能夠適應不同類型、不同性能壓電材料的測量需求，具有廣泛的適用性。
×1 擋：分辨率為 1pC/N。這意味著在該擋位下，測試儀能夠精確分辨出 d33 常數的微小變化，即使 d33 常數的變化量僅為 1pC/N，測試儀也能夠準確地檢測到并在顯示面板上體現出來。這種高分辨率對于測量具有較大 d33 常數且需要精確測量其細微變化的壓電材料非常重要，例如在研究壓電陶瓷材料的性能優化過程中，可能需要觀察 d33 常數隨著制備工藝參數改變而發生的微小變化，×1 擋的高分辨率能夠滿足這一需求。
×0.1 擋：分辨率為 0.1pC/N。在測量小壓電常數的材料時，×0.1 擋的高分辨率能夠確保對微小 d33 常數的精確測量。對于那些 d33 常數在幾 pC/N 到幾十 pC/N 范圍內的壓電單晶或壓電高分子材料，0.1pC/N 的分辨率能夠提供非常準確的測量結果，為研究這類材料的壓電性能提供可靠的數據支持。高分辨率保證了測試儀能夠對壓電材料的 d33 常數進行精細測量，提高了測量結果的準確性和可靠性。
×1 擋：當 d33 在 100 到 4000pC/N 時，誤差為 ±2%±1 個數字。例如，當測量一個 d33 常數為 1000pC/N 的壓電材料試樣時，根據誤差范圍，測量結果可能在 1000×(1 - 2%) - 1 到 1000×(1 + 2%) + 1 之間，即 979 到 1021pC/N 之間。當 d33 在 10 到 200pC/N 時，誤差為 ±5%±1 個數字。這是因為在較低的 d33 常數范圍內，測量難度相對較大，外界干擾因素對測量結果的影響相對更明顯，所以誤差范圍適當放寬，但仍能保證在可接受的范圍內，以確保測量結果的可靠性。
×0.1 擋：當 d33 在 10 到 200pC/N 時，誤差為 ±2%±1 個數字。在該擋位下，對于小壓電常數材料的測量，能夠保證較高的測量精度，誤差控制在較小范圍內，為研究小壓電常數材料的性能提供了準確的數據基礎。嚴格控制的誤差范圍表明 ZJ-3 型測試儀具有較高的測量準確性，能夠為壓電材料的研究和應用提供可靠的數據支持。
尺寸：施力裝置尺寸為 Φ110×140mm，儀器本體尺寸為 240×200×80mm。這樣的尺寸設計使得儀器整體結構緊湊，既方便操作，又便于攜帶和安裝。施力裝置的尺寸設計能夠保證其穩定地施加外力，同時不會占用過多空間；儀器本體的尺寸設計兼顧了內部電子元器件的布局和散熱需求，以及操作人員對儀器操作的便捷性。
重量：施力裝置約 4 公斤，儀器本體 2 公斤。較輕的重量使得儀器在使用和搬運過程中更加方便，無論是在實驗室環境中進行常規測量，還是需要在不同地點進行現場測試，都能夠輕松移動和部署。
電源：使用 220 伏，50 赫的交流電源，功率為 20 瓦。這種常見的電源規格使得儀器能夠方便地接入各種實驗場所的供電系統，20 瓦的低功率設計既滿足了儀器正常工作的需求，又具有較低的能耗，節能環保。
儀器檢查：在使用 ZJ-3 型精密 D33 測試儀之前，首先要對儀器進行全面檢查。檢查儀器外觀是否有損壞，各部件連接是否牢固。查看施力裝置的探頭是否有磨損或變形，如有問題應及時更換或修復，以確保施力的準確性。檢查儀器的電源線是否連接正確，插頭插座是否松動。打開儀器電源，觀察儀器面板上的指示燈是否正常亮起，顯示單元是否正常顯示。如果發現儀器存在故障或異常情況，應立即停止使用，并進行維修或調試。
試樣準備：對待測試樣進行嚴格的預處理。首先，根據測量要求，選擇合適尺寸和形狀的壓電材料試樣，如圓片、圓環、圓管、方塊、長條、柱形及半球殼等均可。對試樣的表面進行清潔處理，去除表面的油污、灰塵等雜質，以保證試樣與測量探頭之間良好的電氣接觸。對于壓電陶瓷試樣，需要進行極化處理，使其具有穩定的壓電性能。在進行極化處理時，要嚴格控制極化電場強度、極化時間和極化溫度等參數，以確保極化效果的一致性。極化后的試樣應放置一段時間，使其壓電性能穩定后再進行測量。根據試樣的類型和尺寸，選擇合適的夾具將試樣固定在施力裝置的測量位置上，確保試樣安裝牢固，受力均勻。
儀器校準：為了保證測量結果的準確性，在每次測量前需要對儀器進行校準。使用已知 d33 常數的標準樣品進行校準操作。將標準樣品安裝在施力裝置上，按照正常測量步驟進行操作，記錄儀器顯示的測量值。將測量值與標準樣品的已知 d33 常數進行比較，如果測量值與標準值之間的偏差超出了儀器規定的誤差范圍，則需要對儀器進行校準調整。通過調整儀器內部的校準參數，使儀器的測量值與標準值相符。校準過程應嚴格按照儀器的操作手冊進行，確保校準的準確性。經過校準后的儀器才能進行準確的測量工作。
參數設置：根據被測試樣的估計 d33 常數大小，選擇合適的測量擋位。如果估計 d33 常數較大，在 100pC/N 以上，可選擇 ×1 擋；如果估計 d33 常數較小，在 100pC/N 以下，可選擇 ×0.1 擋。將儀器后面板上的 “d33 - 力" 選擇開關置于 “d33" 一側，確保儀器處于 d33 常數測量模式。
儀器預熱：打開儀器電源，讓儀器通電預熱 10min。在預熱過程中，儀器內部的電子元器件逐漸達到穩定工作狀態，能夠提高測量的準確性和穩定性。預熱時間結束后，儀器方可進行準確測量。
調零操作：調節儀器前面板上的調零旋鈕，使面板表指示在 “0" 與 “ - 0" 之間。調零操作是為了消除儀器的零點漂移誤差，確保測量結果的準確性。在調零過程中，要確保測量頭沒有施加外力，處于空載狀態。
試樣測量：將安裝好試樣的施力裝置放置在儀器的測量位置上，輕輕壓下測量頭的膠木板，使測量探頭與試樣緊密接觸。此時，施力裝置會向試樣施加一個約 0.25N、頻率為 110Hz 的低頻交變力。由正壓電效應產生的
當前位置：