準靜態d33壓電系數測試儀的校準需綜合考慮參考標準器選擇、標定方法、環境控制與系統調整等多方面因素,以下是具體校準方法:
一、參考標準器的選擇與標定
選擇高精度參考壓電樣品:參考標準器的精度直接影響校準效果,需選用穩定性好、已知d33值的壓電樣品(如PZT-5H)。
標定方法:
互易法:通過將兩個壓電元件相互作為激勵源和傳感器,消除部分系統誤差,適用于低成本且對精度要求適中的場景。
激光多普勒vibrometer(LDV)法:利用非接觸式激光測量技術直接獲取壓電材料的振動位移,進而計算d33系數,適合高精度需求。
二、環境控制與系統調整
溫度控制:使用恒溫箱保持實驗環境溫度穩定,避免熱膨脹效應影響測量結果。
濕度管理:通過除濕機或加濕器調節濕度,防止濕氣對壓電材料性能的影響。
信號放大器增益校正:設計專用夾具或力傳感器,確保每次測量中探頭施加的壓力一致,避免信號放大器增益偏差導致輸出信號失真。
探頭接觸壓力標準化:探頭與壓電材料之間的接觸壓力不穩定會直接影響測量結果,需通過標準化操作確保接觸壓力一致。
三、校準流程
選擇高精度參考壓電樣品:根據實際應用場景和設備條件選擇合適的標定方法。
執行標定:
若采用互易法,則執行互易法標定流程。
若采用LDV法,則執行LDV法標定流程。
調整實驗環境條件:按照上述環境控制與系統調整措施,確保溫度、濕度、信號放大器增益和探頭接觸壓力等條件穩定。
完成校準并記錄數據:在校準完成后,記錄校準數據并進行分析,確保校準結果的準確性和可靠性。
四、校準規范與標準
遵循校準規范:如JJF1732-2018《準靜態d33測量儀校準規范》,該規范明確了校準項目、校準方法、校準結果表達等要求。
使用標準樣品:在校準過程中,使用標準樣品對設備進行標定,確保校準結果的準確性。
定期復校:根據使用頻率和儀器穩定性,定期對測試儀進行復校,確保儀器長期處于準確可靠的狀態。