實驗名稱:

功率放大器在壓電陶瓷大功率測試系統(tǒng)中的應用

測試目的:

在高振速下測試獲得大功率的機械品質(zhì)因數(shù)，客觀的反應壓電元件應用時的性能。

測試設備:

信號發(fā)生器，電壓/電流探針，計算機，ATA-4052功率放大器，數(shù)字示波器，激光測振儀，夾具與壓電陶瓷樣品等。

實驗過程:

在測試中，計算機控制軟件發(fā)出指令，信號發(fā)生器獲取指令后觸發(fā)一個初始的正弦信號，經(jīng)功率放大器放大之后施加在待測樣品上，引起樣品振動。樣品振動過程中，激光多普勒振動測速儀監(jiān)測其振動速度，探針采集樣品兩端的電壓或通過樣品的電流。二者測試結果經(jīng)過示波器采集之后反饋到計算機終端，通過自主開發(fā)的軟件進行最后處理。測試系統(tǒng)的流程圖如下所示。

實驗結果:

機械品質(zhì)因數(shù)機械能密度的變化及機械品質(zhì)因數(shù)隨振速的變化。

研究結果表明，Qm值均隨振速的增加均減少;振動模式或振動狀態(tài)不同，曲線的變化趨勢存在差異;在低振速(<0.2m/s)區(qū)域，硬性PZT壓電陶瓷表現(xiàn)出較高的Qm值的穩(wěn)定性，且在高振速區(qū)仍能保持較高的Qm值。無鉛壓電陶瓷在高振速區(qū)域表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。大功率特性的研究結果，對壓電陶瓷選用和器件設計(如水聲換能器的聲源級)提供有效的理論支撐和指導作用。

實驗中用到的功率放大器ATA-4052參數(shù)指標：