CN218546882U - 一种压电系数测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压电系数测量装置，包括驱动组件、接触组件、控制组件、用于固定被测压电材料的固定组件和样品台，接触组件用于可拆卸连接测量推块或测量探头，接触组件与驱动组件之间设有力传感器，固定组件设在样品台的一侧，控制组件包括电荷转换器和电信号读取电路，电信号读取电路包括传感器信号读取电路和电荷转换信号读取电路，传感器信号读取电路与力传感器电连接，电荷转换信号读取电路与电荷转换器电连接。通过设置接触组件，该接触组件可安装用于对压电系数e31测量的测量推块或用于对压电系数d33测量的测量探头，实现在同一测量装置中可完成对压电材料的压电系数e31和压电系数d33的测量。

Description

一种压电系数测量装置

技术领域

本实用新型涉及压电系数测量领域，尤其涉及一种压电系数测量装置。

背景技术

压电材料的用途十分广泛，测量压电系数，了解材料的压电特性，无论是对材料的使用这还是研究和生产都是十分重要。其中，压电系数d33和压电系数e31(或d31)最为常用，目前对于压电材料的测量设备只能用于一种压电系数的测量，其功能较单一，无法用于对多种不同压电系数的测量使用，增大了测量设备的购置成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种简易的多功能压电系数测量装置，既可用于对压电材料压电系数d33测量，也可用于对压电材料压电系数e31的测量。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种压电系数测量装置，包括驱动组件、接触组件、控制组件、用于固定被测压电材料的固定组件和样品台，所述接触组件设在所述驱动组件的升降端，所述样品台设在所述接触组件的下方，所述接触组件用于可拆卸连接测量推块或测量探头，所述接触组件与所述驱动组件之间设有力传感器，所述固定组件设在所述样品台的一侧，所述控制组件包括电荷转换器和电信号读取电路，所述电信号读取电路包括传感器信号读取电路和电荷转换信号读取电路，所述传感器信号读取电路与所述力传感器电连接，所述电荷转换信号读取电路与所述电荷转换器电连接。

优选的，所述测量探头内设有缓冲弹簧。

优选的，所述电荷转换器的输入端分别与所述测量探头及所述样品台通过导线电连接。

优选的，所述固定组件包括固定台、夹持部件和金属条，所述固定台设在所述样品台的一侧，所述夹持部件设在所述固定台上，所述金属条的一端固定于所述夹持部件，所述金属条的另一端延伸至所述测量推块的下方，所述金属条用于放置待测压电材料和应变片。

优选的，所述电信号读取电路还包括第一应变读取电路和第二应变读取电路，所述第一应变读取电路和第二应变读取电路分别用于读取所述应变片的输出信号。

优选的，所述接触组件包括第一固定板、第二固定板和活动插板，所述第一固定板的底部设有限位凸起，所述第二固定板和所述活动插板设置在所述第一固定板的下方，所述活动插板与所述第二固定板之间形成可容纳测量推块固定端或测量探头固定端的安装空间，所述活动插板与所述第二固定板通过螺栓可拆卸相连。

优选的，所述驱动组件包括升降台、驱动电机和上下往复运动机构，所述驱动电机设在所述升降台上，所述驱动电机的转轴与所述上下往复运动机构的输入端连接，所述上下往复运动机构的升降端与所述接触组件连接。

本实用新型的有益效果为：通过设置接触组件，该接触组件可安装用于对压电系数e31测量的测量推块或用于对压电系数d33测量的测量探头，并设置固定组件和样品台用于对被测压电材料测量时的固定，实现在同一测量装置中可分别完成对压电材料的压电系数e31和压电系数d33的测量，测量时通过驱动组件带动接触组件完成测量动作，并通过控制组件获取输出信号即可计算出被测压电材料的压电系数e31或压电系数d33，由此，本实用新型的测量装置具有结构紧凑、制造成本低、测量功能全的优点。

附图说明

附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1的接触组件的内部结构示意图；

图3是本实用新型实施例2的结构示意图。

图4是本实用新型实施例2的接触组件的内部结构示意图。

其中：驱动组件320、接触组件700、控制组件400、样品台500、测量推块331、测量探头330、缓冲弹簧332、固定台100、夹持部件110、金属条200、第一固定板710、第二固定板720、活动插板730、限位凸起711、升降台321、驱动电机322、上下往复运动机构323、支撑台310、金属条的固定端210、金属条的形变端220、被测压电材料Ⅰ600、被测压电材料Ⅱ230。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

一种压电系数测量装置，参考附图1，包括驱动组件320、接触组件700、控制组件400、固定组件和样品台500，接触组件700设在驱动组件320的升降端，样品台500设在接触组件700的下方，样品台500用于放置被测压电材料Ⅰ600，接触组件700连接有d33测量探头330，接触组件700与驱动组件320之间设有力传感器；

控制组件400包括电荷转换器和电信号读取电路，电信号读取电路包括传感器信号读取电路和电荷转换信号读取电路，传感器信号读取电路与力传感器电连接，电荷转换信号读取电路与电荷转换器电连接。

优选的，测量探头330内设有缓冲弹簧332。缓冲弹簧332用于缓冲驱动组件320带动接触组件700向下运动与被测压电材料Ⅰ600接触时的冲击力，并能方便控制接触力的大小。

优选的，电荷转换器的输入端分别与测量探头330及样品台500通过导线电连接。由于被测压电材料Ⅰ600的上下两面具有电极，因此，通过被测压电材料Ⅰ600的上下两面分别与接触组件700和载物台接触即可实现电荷转换器与被测压电材料Ⅰ600的电连接，由此便于测量，对不同材料测量时无需频繁接线。

优选的，参考附图2，接触组件700包括第一固定板710、第二固定板720和活动插板730，第一固定板710的底部设有限位凸起711，第二固定板720和活动插板730设置在第一固定板710的下方，活动插板730与第二固定板720之间形成可容纳测量探头330固定端的安装空间，活动插板730与第二固定板720通过螺栓可拆卸相连。由此，通过设置限位凸起711与测量探头330固定端的第一限位凹槽对应，实现对测量探头330的周向固定，并通过活动插板730与第二固定板720通过螺栓可拆卸相连，即可实现对测量探头330的更换。

优选的，驱动组件320包括升降台321、驱动电机322和上下往复运动机构323，驱动电机322设在升降台321上，驱动电机322的转轴与上下往复运动机构323的输入端连接，上下往复运动机构323的升降端与接触组件700连接。由此，通过控制组件400控制驱动电机322的动作，进而带动测量探头330与被测压电材料Ⅰ600相接触。

电荷转换器在设计时，利用标准电荷发生装置产生一定的电荷，然后通过调整匹配转换装置中的电子元器件参数，使电荷量和输出电压之间形成一定的关系，比如对于1pC的电荷，转换输出电压为10mV。

测量时，通过控制驱动组件320的动作，进而控制测量探头330对样品台500上被测压电材料Ⅰ600的下压，并通过传感器信号读取电路和电荷转换信号读取电路分别读取测量过程中力传感器的输出信号和电荷转换器的输出信号，即可计算出被测压电材料Ⅰ600的压电系数d33。

实施例2

一种压电系数测量装置，参考附图3，包括驱动组件320、接触组件700、控制组件400、固定组件和样品台500，接触组件700设在驱动组件320的升降端，样品台500设在接触组件700的下方，固定组件设在样品台500的一侧，样品台500和固定组件分别用于放置被测压电材料Ⅱ230的两端，接触组件700连接有e31测量推块331，驱动组件320的底部设有支撑台310；

控制组件400包括电荷转换器和电信号读取电路，电信号读取电路包括传感器信号读取电路和电荷转换信号读取电路，传感器信号读取电路与力传感器电连接，电荷转换信号读取电路与电荷转换器电连接。

优选的，固定组件包括固定台100、夹持部件110和金属条200，固定台100设在样品台500的一侧，夹持部件110设在固定台100上，金属条200的固定端210固定于夹持部件110，金属条200的形变端220延伸至测量推块331的下方，待测压电材料和应变片放置于金属条200上。

优选的，电信号读取电路还包括第一应变读取电路和第二应变读取电路，第一应变读取电路和第二应变读取电路分别用于读取应变片的输出信号。

优选的，参考附图4，接触组件700包括第一固定板710、第二固定板720和活动插板730，通过设置限位凸起711与测量推头固定端的第二限位凹槽对应，实现对测量推头的周向固定，并通过活动插板730与第二固定板720通过螺栓可拆卸相连，即可实现对测量推头的更换。

测量时，通过控制驱动组件320的动作使测量推头的上下往复运动，进而使金属条200不断发生形变和恢复，并通过电荷转换信号读取电路、第一应变读取电路和第二应变读取电路分别读取测量过程中电荷转换器的输出信号和读取应变片的输出信号，即可计算出被测压电材料的压电系数e31。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种压电系数测量装置，其特征在于，包括驱动组件、接触组件、控制组件、用于固定被测压电材料的固定组件和样品台，所述接触组件设在所述驱动组件的升降端，所述样品台设在所述接触组件的下方，所述接触组件用于可拆卸连接测量推块或测量探头，所述接触组件与所述驱动组件之间设有力传感器，所述固定组件设在所述样品台的一侧，所述控制组件包括电荷转换器和电信号读取电路，所述电信号读取电路包括传感器信号读取电路和电荷转换信号读取电路，所述传感器信号读取电路与所述力传感器电连接，所述电荷转换信号读取电路与所述电荷转换器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种压电系数测量装置，其特征在于，所述测量探头内设有缓冲弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种压电系数测量装置，其特征在于，所述电荷转换器的输入端分别与所述测量探头及所述样品台通过导线电连接。

4.根据权利要求1所述的一种压电系数测量装置，其特征在于，所述固定组件包括固定台、夹持部件和金属条，所述固定台设在所述样品台的一侧，所述夹持部件设在所述固定台上，所述金属条的一端固定于所述夹持部件，所述金属条的另一端延伸至所述测量推块的下方，所述金属条用于放置待测压电材料和应变片。

5.根据权利要求4所述的一种压电系数测量装置，其特征在于，所述电信号读取电路还包括第一应变读取电路和第二应变读取电路，所述第一应变读取电路和第二应变读取电路分别用于读取所述应变片的输出信号。

6.根据权利要求1或4所述的一种压电系数测量装置，其特征在于，所述接触组件包括第一固定板、第二固定板和活动插板，所述第一固定板的底部设有限位凸起，所述第二固定板和所述活动插板设置在所述第一固定板的下方，所述活动插板与所述第二固定板之间形成可容纳测量推块固定端或测量探头固定端的安装空间，所述活动插板与所述第二固定板通过螺栓可拆卸相连。

7.根据权利要求1或4所述的一种压电系数测量装置，其特征在于，所述驱动组件包括升降台、驱动电机和上下往复运动机构，所述驱动电机设在所述升降台上，所述驱动电机的转轴与所述上下往复运动机构的输入端连接，所述上下往复运动机构的升降端与所述接触组件连接。

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