功率放大器的應用場景十分廣泛，從超聲聲學、水聲測試到生物醫療、材料測試，它都在實驗系統中起到了重要作用，除了上述領域，功率放大器在壓電陶瓷驅動中應用更加廣泛，當然，我們除了功率放大器，還需要其他測試儀器儀表配合，才能更好地幫助實驗進行。本期Aigtek安泰電子將要(yao)給(gei)大家分享的就是，功率(lv)放大器+振(zhen)動測(ce)振(zhen)儀，在壓電陶瓷振(zhen)動幅(fu)度頻率(lv)監測(ce)中的應用(yong)，我們(men)接著往下(xia)看吧~

　　在之前的內容(rong)中，我們給大家有介(jie)紹(shao)功率放大器驅(qu)動(dong)壓(ya)(ya)電(dian)陶瓷(ci)，換能(neng)器震動(dong)等實驗(yan)，可是壓(ya)(ya)電(dian)陶瓷(ci)的振(zhen)動(dong)幅(fu)度和(he)頻率如何(he)來(lai)進行監(jian)測呢？今天給大家介(jie)紹(shao)的就是一(yi)套(tao)可以實時監(jian)測壓(ya)(ya)電(dian)陶瓷(ci)振(zhen)動(dong)幅(fu)度和(he)頻率的系統。

　　首先，壓電陶瓷的(de)振動頻率是(shi)怎樣的(de)？

　　壓電(dian)陶瓷(ci)(ci)是一(yi)種特(te)(te)殊的(de)陶瓷(ci)(ci)材料，它具有(you)壓電(dian)效應，即當(dang)施加(jia)壓力或電(dian)場(chang)時會產生機械振動(dong)或電(dian)荷分離(li)。壓電(dian)陶瓷(ci)(ci)的(de)振動(dong)頻率取快于其物理性質和結(jie)構在振動(dong)頻率方面，壓電(dian)陶瓷(ci)(ci)的(de)特(te)(te)性主要由兩個因素決定:壓電(dian)常數(shu)&機械諧振頻率

　　壓電常數

　　描(miao)述壓(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)體的(de)(de)力學(xue)量和電(dian)(dian)(dian)(dian)學(xue)量之(zhi)間的(de)(de)線性響應關系(xi)的(de)(de)比例常(chang)數稱為壓(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)常(chang)數。壓(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)常(chang)數是壓(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)體所特有的(de)(de)一組參數，是三階張(zhang)量，它反映了(le)壓(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)體的(de)(de)力學(xue)性質(zhi)與介電(dian)(dian)(dian)(dian)性質(zhi)之(zhi)間的(de)(de)耦合關系(xi)。

　　諧振頻率

　　諧振(zhen)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)是指某個系統在受到周(zhou)期性外力作用時達到最大振(zhen)幅所(suo)對應(ying)的(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)。在壓電(dian)陶瓷片中，諧振(zhen)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)通(tong)常指其(qi)固(gu)有(you)模式下的(de)共振(zhen)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)。

　　壓電陶瓷的(de)振動頻(pin)率(lv)(lv)通常在幾赫(he)茲(zi)到(dao)數(shu)(shu)百千赫(he)茲(zi)之間。具(ju)體(ti)的(de)振動頻(pin)率(lv)(lv)取決(jue)于材(cai)料(liao)的(de)類型(xing)、尺(chi)寸(cun)和形(xing)狀。一些常見的(de)壓電陶瓷材(cai)料(liao)，如PZT陶瓷，其機(ji)械諧振頻(pin)率(lv)(lv)可以在數(shu)(shu)千赫(he)茲(zi)到(dao)幾十(shi)千赫(he)茲(zi)范圍內。

　　需要注(zhu)意(yi)的(de)是，振動頻(pin)率(lv)還可(ke)以(yi)通過(guo)改變外部條件來調(diao)節。例(li)如，施加不(bu)同的(de)電場或機(ji)械(xie)應力，可(ke)以(yi)改變壓電陶瓷的(de)振動頻(pin)率(lv)。此外，設(she)計和(he)制造過(guo)程(cheng)中的(de)參數選擇(ze)也可(ke)以(yi)影響振動頻(pin)率(lv)的(de)范圍和(he)特性(xing)。

　　系統主要由(you)4大部分組成：

　　1、信號(hao)發(fa)生器：用來(lai)提供激勵信號(hao)

　　2、功(gong)率放(fang)大器：用(yong)來放(fang)大激勵(li)信號，驅(qu)動壓電(dian)陶瓷(ci)高效(xiao)率振動。

　　3、示波器：監測(ce)負載兩端電信號。

　　4、振(zhen)動測(ce)試(shi)儀：用來實時(shi)監測(ce)壓電陶瓷振(zhen)動幅值頻率等數據。由探頭，支(zhi)架，軟件硬(ying)件等構成。

　　5、負載：壓(ya)電(dian)陶瓷、換能器等。

　　接下來，我們來進行(xing)演示實驗。準備(bei)負(fu)載、連接系統、測試前準備(bei)微調。

　　大家可(ke)(ke)以(yi)看到我們的系統已經準備就緒(xu)，接下來就可(ke)(ke)以(yi)開始測(ce)試了。我們設置驅(qu)動頻率5Khz，電壓1Vpp，放大50倍，輸出(chu)。

　　此(ci)時我們可(ke)以聽(ting)到壓電(dian)陶瓷已經開始振動(dong)，我們振動(dong)測(ce)試儀(yi)軟(ruan)件(jian)設置參數(shu)，就可(ke)以看到此(ci)時壓電(dian)陶瓷振動(dong)頻率為4.5kHz，振動(dong)幅值為31.9554mm/s，速度為1.13μm。該系統測(ce)試精度最(zui)高可(ke)達1pm。

　　本次實驗所用到的功率放大器為：ATA-2021B高壓放大器

　　最大輸(shu)出電壓1600Vp-p（±800Vp）

　　帶寬（-3dB）DC~1MHz

　　最大輸出電流500mAp

　　輸出電壓軌(gui)三檔(dang)可調

　　直流(liu)偏置連續可調(diao)

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