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一粒金砂(中级)

西安功率放大器驱动压电双晶片测试研究 [复制链接]

实验名称:压电双晶片动力学特性试验研究(功率放大器

研究方向:轴向预压缩双晶片动力学建模及其应用

实验内容:

(1)不同轴向力下的静态挠度实验:

利用激光位移传感器测试双晶片在不同电压、不同轴向力的最大挠度,测试其静态位移输出特性。双晶片的静态特性只与其刚度特性有关,包括其几何尺寸、基体与压电陶瓷的弹性模量等。

(2)不同轴向力下的模态实验:

双晶片是靠压电陶瓷的逆压电效应使其发生弯曲变形,双晶片应用于舵机上要求其具有较高的带宽,因此有必要测试其模态。双晶片的模态实验主要测试其一阶弯振频率、幅频特性等。利用激光测振仪测出双晶片在不同轴向力下的幅频特性曲线。双晶片的模态属性主要与其质量属性(包括基体与压电陶瓷的密度)、刚度属性、阻尼属性(阻尼比)等有关。

(3)不同轴向力下的瞬态特性实验。

双晶片的瞬态特性是指其在上电与关断过程中所表现的特性。响应快(毫秒级)是双晶片的重要特性之一,双晶片的响应时间是其重要的性能指标之一。为了分析轴向力对双晶片响应时间的影响,有必要进行压电双晶片的瞬态试验。

测试目的:研究轴向预压缩压电双晶片的性能,除了理论的方法外,还必须对双晶片进行实验研究,通过实验对模型进行验证。

测试设备:QDA60-20-0.7型压电双晶片、上位机系统、数据采集及保存软件、任意波形发生器、功率放大器(ATA-2032)

功率放大器型号:ATA-2032

实验过程:

1、根据压电梁不同的边界条件设计相应的试验夹具;

功率放大器                功率放大器

2、用夹具将压电双晶片固定好。    

3、将激光位移传感器调节到适当位置,并将电路连接好;

4、通过试验测试双晶片挠度,并对数据进行处理和分析;

测试结果:

1、不同电压、轴向力下悬臂双晶片最大挠度实验结果

2、不同轴向力下悬臂双晶片的幅频特性

3.png   

功率放大器

功率放大器在该实验中发挥的效能: 驱动压电双晶片,功率放大,电路匹配。

您选择该放大器的原因:对多种功率放大器进行过了解,最终选择ATA-2032,其性能满足要求(VPP300V,带宽500KHz,功率18W),本试验用到的压电双晶片的驱动频率要求为:0~300Hz,电压要求为0~100V,同时要保证在低频下信号不失真,一般的功率放大器很难满足低频驱动的要求,在低频下波形往往会失真,同时价格方面我们也可以接受,因此通过考察我们决定选用该功率放大器

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