實(shí)驗(yàn)名稱：位移檢測試驗(yàn)研究

測試目的：對IDEs柱狀壓電元件施加激勵(lì)信號，由于逆壓電效應(yīng)，壓電元件沿極化方向產(chǎn)生伸縮變形，位移值大小取決于激勵(lì)信號的電壓值與信號波形及激勵(lì)頻率。為了更深層次的研究IDEs柱狀壓電元件的驅(qū)動性能，將采用不同激勵(lì)信號驅(qū)動該壓電元件，提取軸向位移數(shù)據(jù)，繪制時(shí)域圖與響應(yīng)圖，確定一種最優(yōu)激勵(lì)信號及頻率。

測試設(shè)備：ATA-2041高壓放大器、函數(shù)發(fā)生器、示波器、交換機(jī)、計(jì)算機(jī)等。

圖1：位移檢測平臺（1.任意函數(shù)發(fā)生器2.計(jì)算機(jī)3.交換機(jī)4.光譜共焦控制器5.待測IDEs柱狀壓電元件6.十萬級減震臺7.探頭8.電壓放大器9.示波器）

實(shí)驗(yàn)過程：

搭建位移檢測平臺，信號激勵(lì)源采用任意函數(shù)發(fā)生器，經(jīng)過西安安泰公司的ATA-2041高壓放大器后，一端與待測IDEs柱狀壓電元件正負(fù)極電性連接，用于激勵(lì)電壓輸入，另一端連接示波器，用于觀察激勵(lì)信號的波形曲線及參數(shù)變化。

將該壓電元件置于減震臺上，正負(fù)電極與電子高壓放大器電性連接。

在電壓為0V-200V頻率為1Hz、10Hz、30Hz、50Hz、70Hz激勵(lì)下，對該壓電元件施加正弦波、方波、鋸齒波、脈沖波四種信號，如圖2所示。

圖2：施加激勵(lì)信號

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖3：各激勵(lì)信號下的位移響應(yīng)

試驗(yàn)結(jié)果多處出現(xiàn)噪音夾雜現(xiàn)象。究其原因：其一，由于柱狀壓電陶瓷在壓片、燒結(jié)、打磨等環(huán)節(jié)，因?yàn)槿斯ぴ驅(qū)е碌牧芽p、內(nèi)部氣泡等現(xiàn)象，降低了該壓電元件的致密度。電極印刷時(shí)，銀膠通過網(wǎng)孔附著在柱狀壓電陶瓷表面，撤網(wǎng)后，線徑與銀膠貼合部分出現(xiàn)凹凸不平的小山峰現(xiàn)象。這些原因間接的改變了該壓電元件自身結(jié)構(gòu)，是誘使內(nèi)部噪聲產(chǎn)生的根本。其二，位移數(shù)據(jù)量綱僅限于微米級，因此進(jìn)行數(shù)據(jù)提取時(shí)，電路電壓波動甚至是大自然的任何一種能量波都能對測量結(jié)果造成干擾，可見測量環(huán)境對數(shù)據(jù)結(jié)果也存在較大影響。

高壓放大器推薦：ATA-2041

圖：ATA-2041高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇