CN109541331A - 一种用于测定压电材料性能的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于测定压电材料性能的实验装置，有效的解决了现有的压电材料测试中人力劳动太大，误差太大，变量不好控制，偶然性太大，实验结果不准确的问题；其解决的技术方案是，包括水平的平板，平板上方有转盘，转盘上端面上有T型槽，T型槽内有螺杆，双头螺杆左右两端均套装一个滑筒，转盘上方有活动块，滑筒上端固定有竖轴，圆柱块下端有盲孔，平板上有一个立板，转体两侧均有一个竖板，竖板相互远离的一侧上有横杆，横杆远离竖板的一端上套装有圆柱形壳体，立板上有定位孔；本发明构思新颖，结构巧妙，用电机代替了人工，大大减小了人力劳动，提高了工作效率，易于控制变量，调节施力大小和挤压周期，使实验结果更有说服力。
Description
技术领域
本发明涉及压电材料实验技术领域，特别是一种用于测定压电材料性能的实验装置。
背景技术
1880年，居里兄弟发现了石英晶体存在压电效应后使得压电学成为现代科学与技术的一个新兴领域，而材料学及物理学的快速发展使得压电学在理论和应用上都取得了长足的进展。压电材料是指具有压电效应的材料，是一种能够实现电能与机械能相互转化的材料，是一类重要的、国际竞争极为激烈的高新技术新材料，由于压电材料的这一性能以及制作简单、成本低和换能效率高等优点，压电材料被广泛应用于信息激光、导航和生物等高技术领域。其作为机电转换的功能材料在高新技术领域扮演着重要的角色。材料的压电效应是指材料晶体由于机械应力的作用而使介质极化，并使晶体表面产生电荷的效应。而外加电场于晶体上时，晶体产生形变的效应称为逆压电效应。压电材料经历了从自然界存在的简单单晶材料到结构复杂的复合材料的发展历程，到目前被人们大量使用。
压电材料的主要特性参数有压电常数、弹性常数和介电常数等，传统的测定方法通常是借助人工，此方法需大量重复的进行，不仅浪费人力，而且还浪费大量的财力。由于传统的人工作业，不能保证每次测定时的条件都一样，容易导致实验结果误差偏大。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种用于测定压电材料性能的实验装置，有效的解决了现有的压电材料测试中人力劳动太大，误差太大，变量不好控制，偶然性太大，实验结果不准确的问题。
其解决的技术方案是，包括水平的平板，平板上方有水平且能主动转动的转盘，转盘上端面上有沿圆盘径向开设的T型槽，T型槽内有能转动的双头螺杆，双头螺杆左右两端均套装一个滑筒，滑筒与螺杆经螺纹连接，滑筒能在T型槽内滑动，滑筒在T型槽内不能转动，双头螺栓转动能时两个滑筒同时做相向或者向背运动，转盘上方有与滑筒一一对应的活动块，活动块的横截面为半圆状，两个活动块紧密贴合能形成转体，当两个活动块轴心重合时形成的转体呈圆柱状，滑筒上端固定有竖直的竖轴，圆柱块下端有与竖轴对应的盲孔，竖轴上端置于盲孔内，滑动块能绕着竖轴转动；平板左右两端上侧均有一个立板，转体两侧均有一个与立板平行且能左右移动的竖板，竖板相互远离的一侧上有与其垂直的横杆，横杆远离竖板的一端上套装有圆柱形壳体，壳体能在横杆上滑动，立板上有开口向内的定位孔。
本发明构思新颖，结构巧妙，用电机代替了人工，大大减小了人力劳动，提高了工作效率，易于控制变量，调节施力大小和挤压周期，保证实验结果的准确性，利于多次试验，利于不同样品之间的对比，减小实验误差，使实验结果更有说服力。
附图说明
图1为本发明主视图。
图2为本发明俯视剖视图。
图3为本发明使用状态图。
图4为本发明中的活动块6主视图。
图5为本发明中的活动块6侧视剖视图。
图6为本发明中的活动块6的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做出进一步详细说明。
由图1至图6给出，本发明包括水平的平板1，平板1上方有水平且能主动转动的转盘2，转盘2上端面上有沿圆盘径向开设的T型槽3，T型槽3内有能转动的双头螺杆4，双头螺杆4左右两端均套装一个滑筒5，滑筒5与螺杆4经螺纹连接，滑筒5能在T型槽3内滑动，滑筒5在T型槽3内不能转动，双头螺栓转动能时两个滑筒5同时做相向或者向背运动，转盘2上方有与滑筒5一一对应的活动块6，活动块6的横截面为半圆状，两个活动块6紧密贴合能形成转体，当两个活动块6轴心重合时形成的转体呈圆柱状，滑筒5上端固定有竖直的竖轴7，圆柱块下端有与竖轴7对应的盲孔，竖轴7上端置于盲孔内，滑动块能绕着竖轴7转动；平板1左右两端上侧均有一个立板11，转体两侧均有一个与立板11平行且能左右移动的竖板8，竖板8相互远离的一侧上有与其垂直的横杆9，横杆9远离竖板8的一端上套装有圆柱形壳体10，壳体10能在横杆9上滑动，立板11上有开口向内的定位孔。
为了实现将待试验的样品固定在定位孔内，所述的定位孔内侧壁上有多个开口向内的盲孔，盲孔内有销钉，销钉与盲孔底部之间连接有压簧，压簧另一端伸出盲孔。
为了实现螺杆4在转动过程中不会左右移动，所述的螺杆4两端贯穿T型槽3两端侧壁且置于转盘2外侧，螺杆4端部上有环形凸起。
为了实现在实验过程中保证对样品的压力的最大值不变，所述的活动块6上端相互靠近的一侧上方固定有长条板12，长条板12上开设有沿前后方向开设且贯穿长条板12左右端面，长条板12之间经螺栓固定，螺栓经滑槽贯穿长条板12，螺栓上套装有螺母，螺栓与螺母配合能使两个活动块6紧贴。
为了实现竖板8的左右移动，所述的转体的前后两侧均由多个水平状的导杆13，竖板8前后两端均固定有多个套装在导杆13上的套筒，套筒能在导杆13上左右滑动，导杆13两端与立板11固定。
为了实现转盘2的主动转动，所述的平板1上端固定有开口向下的U形板14，U形板14内固定有电机，转盘2置于U形板14上方，电机的输出轴与转盘2下端同轴固定。
为了使得长条板12能恢复原位，两个长条板12之间连接有多个拉簧，拉簧使得长条板12与转体保持接触，也使长条板12能恢复原状，保证每次对样品施加的力大小相等。
值得注意的是，所述的定位孔底端安装有压力传感器，进行对压力的测定；所述的定位孔有多个，方便同时对多个相同或者不同的样品进行测试实验，进行全方位对比；为了扩大对样品的施加的力大小的调整范围，所述的横杆9上套装有压簧，压簧一端与壳体10连接，压簧另一端与竖板8连接；所述的螺栓上安装有相应的垫片，其一可以防止螺栓对长条板12的损坏，其二能有效保证两个活动块6紧密贴合；滑筒5的纵截面为外方内圆状；为了防止两个活动块6合起之后的转体在转盘2转动过程中发生相对位移，影响实验结果，所述的活动块6上下端面均有长条板12，与其配合的螺栓也有多个。
使用时，先将待测样品分别固定在定位孔内，此时将转体从插轴上拆下，将两个活动块6错位并将螺栓安装上，使得两个活动块6紧密贴合，此时活动块6上的两个盲孔之间的距离增大，所以转体不能安装在转盘2上，此时需要转动螺杆4，螺杆4使得两个滑筒5带着竖轴7向相互远离的一侧移动，当两个竖轴7之间的距离与两个盲孔之间的距离相等时，停止转动螺杆4，然后将盲孔对准竖轴7，使得竖轴7插入盲孔中，此时再次确认螺栓及其上的螺母不会出现晃动，最后可以接通电机电源，电机带动转盘2转动，转盘2转动经竖轴7带动其上方的转体转动，由于转体是由两个错位固定的活动块6组成，所以转体起到凸轮的作用，再结合长条板12上的拉簧，实现了长条板12水平往复移动，长条板12往复移动带动横杆9往复移动，横杆9顶着壳体10向样品施压，而且每次施加的力的大小相同；若是需要增加对样品的施力，可以再次将转体卸下，然后拆卸螺栓，使得两个活动块6进一步错位，此时，长条板12来回移动的距离会增大，所以压簧进一步压缩，样品受力也相应增大。
上述过程中，错位时，应该保证两个活动块6的轴线保持平行。
本发明的突出优点及显著进步：
1.本发明中采用两个能组成圆柱状的活动块6，两个活动块6能调整错位程度，错位程度决定了壳体10对样品的施力的大小，电机匀速转动使得第二壳体10能保持一定的频率，且对同一个样品的施力的最大值保持恒定，施力的大小的具体数值由压力传感器测得。
2.本发明中的螺杆4为双头螺杆4，能有效保证两个竖杆中心连线的中点一直保持在转盘2的轴心上，间接保证转体的转动中心与转盘2同轴，使得两个长条板12在左右方向上的移动距离保持相等，以此实现了在同一个周期内对不同样品上施加力的大小保持相等，有利于实验的结果的对比。
3.本发明构思新颖，结构巧妙，用电机代替了人工，大大减小了人力劳动，提高了工作效率，易于控制变量，调节施力大小和挤压周期，保证实验结果的准确性，利于多次试验，利于不同样品之间的对比，减小实验误差，使实验结果更有说服力。
Claims (7)
1.一种用于测定压电材料性能的实验装置，其特征在于，包括水平的平板（1），平板（1）上方有水平且能主动转动的转盘（2），转盘（2）上端面上有沿圆盘径向开设的T型槽（3），T型槽（3）内有能转动的双头螺杆（4），双头螺杆（4）左右两端均套装一个滑筒（5），滑筒（5）与螺杆（4）经螺纹连接，滑筒（5）能在T型槽（3）内滑动，滑筒（5）在T型槽（3）内不能转动，双头螺栓转动能时两个滑筒（5）同时做相向或者向背运动，转盘（2）上方有与滑筒（5）一一对应的活动块（6），活动块（6）的横截面为半圆状，两个活动块（6）紧密贴合能形成转体，当两个活动块（6）轴心重合时形成的转体呈圆柱状，滑筒（5）上端固定有竖直的竖轴（7），圆柱块下端有与竖轴（7）对应的盲孔，竖轴（7）上端置于盲孔内，滑动块能绕着竖轴（7）转动；平板（1）左右两端上侧均有一个立板（11），转体两侧均有一个与立板（11）平行且能左右移动的竖板（8），竖板（8）相互远离的一侧上有与其垂直的横杆（9），横杆（9）远离竖板（8）的一端上套装有圆柱形壳体（10），壳体（10）能在横杆（9）上滑动，立板（11）上有开口向内的定位孔。
2.根据权利要求1所述的一种用于测定压电材料性能的实验装置，其特征在于，所述的定位孔内侧壁上有多个开口向内的盲孔，盲孔内有销钉，销钉与盲孔底部之间连接有压簧，压簧另一端伸出盲孔。
3.根据权利要求1所述的一种用于测定压电材料性能的实验装置，其特征在于，所述的螺杆（4）两端贯穿T型槽（3）两端侧壁且置于转盘（2）外侧，螺杆（4）端部上有环形凸起。
4.根据权利要求1所述的一种用于测定压电材料性能的实验装置，其特征在于，所述的活动块（6）上端相互靠近的一侧上方固定有长条板（12），长条板（12）上开设有沿前后方向开设且贯穿长条板（12）左右端面，长条板（12）之间经螺栓固定，螺栓经滑槽贯穿长条板（12），螺栓上套装有螺母，螺栓与螺母配合能使两个活动块（6）紧贴。
5.根据权利要求1所述的一种用于测定压电材料性能的实验装置，其特征在于，所述的转体的前后两侧均由多个水平状的导杆（13），竖板（8）前后两端均固定有多个套装在导杆（13）上的套筒，套筒能在导杆（13）上左右滑动，导杆（13）两端与立板（11）固定。
6.根据权利要求1所述的一种用于测定压电材料性能的实验装置，其特征在于，所述的平板（1）上端固定有开口向下的U形板（14），U形板（14）内固定有电机，转盘（2）置于U形板（14）上方，电机的输出轴与转盘（2）下端同轴固定。
7.根据权利要求1所述的一种用于测定压电材料性能的实验装置，其特征在于，两个长条板（12）之间连接有多个拉簧，拉簧使得长条板（12）与转体保持接触，也使长条板（12）能恢复原状，保证每次对样品施加的力大小相等。
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