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校内讲义 《水声换能器设计与制作工艺》 实验指导书 水声工程学院 王文芝 目录 实验一 压电陶瓷材料主要参数测试…………………………1 实验二 环氧树脂粘结与灌封工艺实验………………………4 实验三 薄壁圆管换能器的制作………………………………6 实验四 复合棒换能器的制作…………………………………10 实验五 聚氨酯橡胶的灌封工艺………………………………13 实验六 薄圆片径向振动换能器的制作………………………15 实验七 薄长片长度振动换能器的设计与制作………………18 实验八 水声换能器电声性能参数测量实验…………………20 实验九 氯丁橡胶硫化工艺实验………………………………26 实验十 超声应用实验…………………………………………27 实验一、压电陶瓷材料主要参数测试 一、实验目的：掌握压电陶瓷材料性能参数的测试方法，了解主要参数的计算方法。 二、实验内容： 1.学习实验仪器的使用； 2.用“谐振-反谐振”法测试PZT-4、PZT-5的主要参数； 3.电容电桥测量，； 4.用NW1232低频频率特性测试仪测量； 5.用ZJ-3A型准静态测量仪测量各元件的值。 三、实验仪器： 信号源 GFG——8250A 一台 毫伏表 DF2175 二台 型网络转接器 自制 一个 低频频率特性测试仪 NW1232 一台 准静态测量仪 ZJ-3A 一台 电容电桥 一台 四、实验原理：通过“谐振-反谐振”方法，测试压电陶瓷材料的串联谐振频率、并联谐振频率等，计算出各主要参数。 实验仪器： 五、仪器连接： 六：实验方法： 1.按图连接好仪器。 2.打开仪器开关，将样品夹到夹持架两顶尖处，注意夹持力要尽量小，以样品不掉下来即可，夹持点应选在样品的中心处。 3.调节输入电压，测量薄圆片和薄长条片材料时，使V=1V，测量长圆柱试样时，使V=3V。 4.调节信号频率，按测量参数的需要测出试样的，时，将转接器开关拨到，测量时将转接器开关拨到，注意观察输出电压，当输出电压出现第一个峰值时，此时的信号频率即为，继续调节输入信号频率，当输出电压出现第一个谷值时，此时频率为，当输出电压出现第二个峰值时，此时的输入信号频率为。 5.用NW1232低频频率特性测试仪测量时，选扫频方式为“线性”，检波方式为“线性”，调节扫频宽度可观测到频率特性曲线，再将扫频方式改为“手动”，可在相应位置测出。 6.ZJ-3A静态测量仪使用方法见附页。 七、实验步骤： 1、用薄圆片试样（PZT-4，PZT-5二种）测试材料的 2、用薄长方片试样（PZT-4，PZT-5二种）测试材料的 3、用长圆柱试样（PZT-4）测试材料的，测量仪操作方法 一般手续 下面的一般手续适用于试样电容值小于0.01(对×1档)或小于0.001(对×0.1档)的情况。 1.用两根多芯电缆把测量头和仪器本体连接好。 2.把附件盒内的塑料片插入测量头的上下两探头之间，调节测量头顶端的手轮，使塑料片刚好压住为止。 3.把仪器后面板上的“”选择开关置“”一侧。（如置“力”一侧，则面板表上显示的低频交变力值，应为“250”左右，这是低频交变力0.25N的对应值）。 4.使仪器后面板上的量程选择开关，按被测试样的估计值，处于适当位置，如无法确定估计值，则从大量程开始。（量程选择开关置×1一侧）。 5.在仪器通电预热10分钟后，调节仪器前面板上的调零旋钮使面板表指示在“0”与“-0”之间。 6.去掉塑料圆片，插入待测试样于上下两探头之间（参考图1），调节手轮使探头与样品刚好夹持好住，静压力应尽量小，使面板表指示值不跳动即可。静压力不宜过大，如力过大，会引起压电非线性，甚至损坏测量头。但也不能过小，以致试样松动，指示值不稳定。待指示值稳定后，即可读取的数值和极性。当测量大量同样厚度的试样时，则可轻轻压下测量头的胶木板，取出已测试样，插入一个待测样品后，松开胶木板即可；不必再调节测量头上方的调节手轮，这样既方便，且还使静压力保持一致。 7.为减小测量误差，零点如有变化或换档时，需重新调零。 实验二 环氧树脂粘结与灌封工艺实验 实验目的： 学习环氧树脂粘结与灌封工艺，掌握粘结与灌封用环氧树脂的配方与调制方法。 实验内容： 1、配制粘结与灌封用环氧树脂胶； 2、用环氧树脂胶粘结金属片。 实验仪器及材料： 电子天平