高压放大器ATA-4052在压电陶瓷大功率测试系统中的应用

实验名称：高压放大器在压电陶瓷大功率测试系统中的应用

实验目的：在高振速下测试获得大功率的机械品质因数，客观的反应压电元件应用时的性能。

实验设备：信号发生器，电压/电流探针，计算机，ATA-4052高压放大器，数字示波器，激光测振仪，夹具与压电陶瓷样品等。

实验过程：测试系统主要包括信号发生器、高压放大器、数字示波器、电压/电流探针、激光多普勒测速仪、计算机控制系统及软件等。在测试中，计算机控制软件发出指令，信号发生器获取指令后触发一个初始的正弦信号，经高压放大器放大之后施加在待测样品上，引起样品振动。样品振动过程中，激光多普勒振动测速仪监测其振动速度，探针采集样品两端的电压或通过样品的电流。二者测试结果经过示波器采集之后反馈到计算机终端，通过自主开发的软件进行最后处理。测试系统的流程图如下所示。

实验结果：

机械品致因数机械能密度的变化及机械品致因数随振速的变化。

实验结论：

研究了压电陶瓷的大功率特性，压电陶瓷的机械品质因数随振速的变化曲线。研究结果表明，Qm值均随振速的增加均减少;振动模式或振动状态不同，曲线的变化趋势存在差异;在低振速(<0.2m/s)区域，硬性PZT压电陶瓷表现出较高的Qm值的稳定性，且在高振速区仍能保持较高的Qm值。无铅压电陶瓷在高振速区域表现出良好的稳定性。大功率特性的研究结果，对压电陶瓷选用和器件设计(如水声换能器的声源级)提供有效的理论支撑和指导作用。

实验中用到的高压放大器ATA-4052：