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ZJ-4型精密D33测试仪和PZT-JH30/1压电复合极化装置落地北理工
ZJ-4型精密D33测试仪和PZT-JH30/1压电复合极化装置落地北理工
一、材料
该论文的传感单元采用聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜，厚度为28μm。选择PVDF 作为压电敏感材料，主要基于其在可穿戴应用场景下的综合性能：PVDF 为柔性压电聚合物薄膜，可贴合于人体关节等曲面部位，相较于压电陶瓷等刚性压电材料具有显著的柔顺性优势；其本征压电响应具备高灵敏度、宽频响与高信噪比特性，且器件重量轻，适合长时佩戴；此外，PVDF 为自发电型材料，无需外部激励电源即可将机械形变转换为电信号。
二、器件
该论文的核心贡献在于器件结构设计层面，而非材料改性。将 PVDF 薄膜直接贴合于关节表面是柔性压电传感器的常规集成方式，但关节的反复屈伸会导致PVDF 膜承受交变弯折载荷，引起电极层与薄膜本体的疲劳损伤，最终造成器件失效。针对这一问题，研究团队借鉴人体肌腱的传力机制，提出了肌腱仿生（tendon-inspired）结构：PVDF 薄膜（25mm×5mm）不直接固定于关节活动区，而是通过弹性缝线悬挂于梯形硅胶基底两侧。关节转动时，硅胶基底随肢体运动产生相对位移，弹性缝线被拉伸，拉力经缝线传递至PVDF 薄膜，使其仅承受单向拉伸载荷，而不直接承受关节弯折。
ZJ-4A/BN+PZT-JH30型精密 D33 测试仪+复合压电极化是专用于测量压电材料压电应变常数 d33 的专用仪器，内置AI芯片直接获得材料的压电系数（单位 pC/N），是压电材料研究、生产与质量控制中的核心检测设备。其测量原理基于压电材料的正压电效应，采用准静态测量法（又称 Berlincourt 法）：仪器对试样施加一个频率远低于其谐振频率的低频交变力，使试样表面产生同频率的交变电荷，通过高阻抗电荷放大器采集微弱电荷信号，测试结果具有良好的一致性和可溯源性。目前可以应用是压电传感器、超声换能器、压电驱动器、压电能量收集装置等器件研发与质量保证的重要保障工具。对试样大小及形状无特殊要求，圆片、圆环、圆管、方块、长条、柱形及半球壳等均可测量，本仪器是从事压电材料及压电元件生产、应用与研究部门的仪器。
二、参考标准:
GB3389.4-82《压电陶瓷材料性能测试方法 纵向压电应变常数d33的静态测试》
GB/T3389.5-1995《压电陶瓷材料性能测试方法 圆片厚度伸缩振动模式》
GB000?Tj1.1/T3389.4-1982《压电陶瓷材料性能测试方法 柱体纵向长度伸缩振动模式》
GB/T 3389.7-1986《压电陶瓷材料性能测试方法 强场介电性能的测试》
GB/T3389.8-1986《压电陶瓷材料性能测试方法 热释电系数的测试
三、产品主要功能：
﹡测量压电材料的d33常数
﹡测量具有大压电常数的压电陶瓷
﹡测量小压电常数的压电单晶及压电高分子材料
﹡测量任意取向压电单晶以及某些压电器件的等效压电d’33常数
四、主要技术参数：
d33测量范围：
×1挡：10到2000pC/N，20 至6000pC/N，可以升级到10000PC/N.
×0.1挡： 1到200pC/N，2 至400pC/N。
可以配套PZT-JH10/4/8/12型压电极化装置使用
可以配套ZJ-D33-YP15压电压片机使用
误差：×1挡：±2%±1个数字，当d33在100到4000pC/N；
D31块体夹具，D15块体夹具，D15圆管夹具，D31块体夹具，薄膜拉伸夹具（新增功能）,共面电极功能（新增）
★计量标定标准样尺寸：18mm*0.8mm，老化时间：2-3年（评判压电测试仪准确性能的重要依据之一）
±5%±1个数字，当d33在10到200pC/N；
×0.1挡：±2%±1个数字，(当d33在10到200pC/N)
±5%±1个数字，当d33在10到20pC/N。
分辨率：×1挡：1 pC/N；×0.1挡：0.1 pC/N。
国际频率:110HZ
压力：0-0.25N
尺寸：施力装置：Φ110×140mm；仪器本体：240×200×80mm。
增选配套：
极化电压：0-30KV
极化方式：空气电晕+硅油+接触极化
极化样品：陶瓷+薄膜+粉末
探头：圆形多针或是单针，圆头
重量：施力装置：约4公斤；
仪器本体：2公斤。
电源：220伏，50赫，20瓦。
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