功率放大器基于PZT-5H的高壓壓電特性測(cè)量方法研究中的應(yīng)用
近年來(lái),高功率壓電換能器得到了快速發(fā)展,并廣泛應(yīng)用于聲納、超聲波焊接、超聲波檢測(cè)和聲驅(qū)動(dòng)天線(xiàn)等領(lǐng)域。這些換能器通常追求高性能,如大帶寬和良好的靈敏度。因此,其核心壓電材料必須具備優(yōu)良的壓電性能,例如壓電系數(shù)d31和機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm。盡管已開(kāi)發(fā)出多種新型壓電材料用于高功率換能器,但將改進(jìn)后的材料直接應(yīng)用于高功率換能器設(shè)計(jì)卻十分困難,因?yàn)楝F(xiàn)有的小信號(hào)測(cè)量結(jié)果難以直接應(yīng)用到高功率換能器的設(shè)計(jì)中。
ATA-3000/4000/2000系列等高壓功率放大器基于采用AB類(lèi)放大電路,具有低失真、高穩(wěn)定的特點(diǎn)。其最大帶寬可達(dá)3MHz,最大輸出電壓可達(dá)1600Vpp,廣泛應(yīng)用于各類(lèi)壓電材料測(cè)試及性能評(píng)估。
實(shí)驗(yàn)名稱(chēng):基于PZT-5H的高壓壓電特性測(cè)量方法及功率與溫度效應(yīng)的解耦研究
實(shí)驗(yàn)原理:PZT-5H陶瓷由于其Qm值較低,在高功率下容易發(fā)熱,因此適合研究振動(dòng)器性能的溫度依賴(lài)性。溫度變化會(huì)影PZT-5H的壓電常數(shù)、介電常數(shù)等參數(shù),從而影響其壓電性能。在實(shí)驗(yàn)中,可以通過(guò)控制溫度變量,測(cè)量不同溫度下的壓電特性參數(shù),以研究溫度對(duì)壓電特性的影響。功率變化可能導(dǎo)致壓電陶瓷的發(fā)熱和溫度變化,進(jìn)而影響其壓電性能。在實(shí)驗(yàn)中,可以通過(guò)控制輸入功率變量,測(cè)量不同功率下的壓電特性參數(shù),以研究功率對(duì)壓電特性的影響。
實(shí)驗(yàn)框圖:
實(shí)驗(yàn)實(shí)拍圖:
實(shí)驗(yàn)過(guò)程:實(shí)驗(yàn)中,兩根鋼針夾在振動(dòng)器的幾何中心,使其在自由邊界條件下水平振動(dòng)并提供電氣連接。結(jié)合阻抗法和瞬態(tài)法均使用多普勒激光振動(dòng)儀進(jìn)行實(shí)時(shí)振動(dòng)速度測(cè)量。紅外熱像儀用于實(shí)時(shí)表面溫度測(cè)量。使用信號(hào)發(fā)生器和ATA-3080功率放大器作為恒壓源,信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)通過(guò)功率放大器無(wú)失真放大。此外,還使用了一個(gè)電流探頭來(lái)記錄接近截止頻率的頻譜。組合點(diǎn)的位置設(shè)定為阻抗為最大功率時(shí)諧振阻抗的1.6倍,且頻率介于截止頻率和截止頻率之間。這一規(guī)則確保了恒壓法施加的電壓保持在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。
應(yīng)用方向:科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)診斷、航空航天、能源領(lǐng)域
應(yīng)用場(chǎng)景:壓高功率特性、壓電換能器、壓電陶瓷、材料參數(shù)、瞬態(tài)法
產(chǎn)品推薦:ATA-300/3000系列功率放大器
圖:ATA-3000系列功率放大器指標(biāo)參數(shù)
圖:ATA-300系列功率放大器指標(biāo)參數(shù)
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