ATA-2041高压放大器在IDEs柱状压电元件研究中的应用

　　实验名称：位移检测试验研究

　　测试目的：对IDEs柱状压电元件施加激励信号，由于逆压电效应，压电元件沿极化方向产生伸缩变形，位移值大小取决于激励信号的电压值与信号波形及激励频率。为了更深层次的研究IDEs柱状压电元件的驱动性能，将采用不同激励信号驱动该压电元件，提取轴向位移数据，绘制时域图与响应图，确定一种最优激励信号及频率。

　　测试设备：ATA-2041高压放大器、函数发生器、示波器、交换机、计算机等。

　　图1：位移检测平台（1.任意函数发生器2.计算机3.交换机4.光谱共焦控制器5.待测IDEs柱状压电元件6.十万级减震台7.探头8.电压放大器9.示波器）

　　实验过程：

　　搭建位移检测平台，信号激励源采用任意函数发生器，经过西安安泰公司的ATA-2041高压放大器后，一端与待测IDEs柱状压电元件正负极电性连接，用于激励电压输入，另一端连接示波器，用于观察激励信号的波形曲线及参数变化。

　　将该压电元件置于减震台上，正负电极与电子高压放大器电性连接。

　　在电压为0V-200V频率为1Hz、10Hz、30Hz、50Hz、70Hz激励下，对该压电元件施加正弦波、方波、锯齿波、脉冲波四种信号，如图2所示。

　　图2：施加激励信号

　　实验结果：

　　图3：各激励信号下的位移响应

　　试验结果多处出现噪音夹杂现象。究其原因：其一，由于柱状压电陶瓷在压片、烧结、打磨等环节，因为人工原因导致的裂缝、内部气泡等现象，降低了该压电元件的致密度。电极印刷时，银胶通过网孔附着在柱状压电陶瓷表面，撤网后，线径与银胶贴合部分出现凹凸不平的小山峰现象。这些原因间接的改变了该压电元件自身结构，是诱使内部噪声产生的根本。其二，位移数据量纲仅限于微米级，因此进行数据提取时，电路电压波动甚至是大自然的任何一种能量波都能对测量结果造成干扰，可见测量环境对数据结果也存在较大影响。

　　高压放大器推荐：ATA-2041

　　图：ATA-2041高压放大器指标参数

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