功率放大器賦能：PZT-5H高壓壓電特性測(cè)量方法研究中的創(chuàng)新應(yīng)用

　　近年來，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)用于各類壓電材料測(cè)試及性能評(píng)估。

　　實(shí)驗(yàn)名稱：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)通過功率放大器無失真放大。此外，還使用了一個(gè)電流探頭來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-300/3000系列功率放大器指標(biāo)參數(shù)

　　西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)，為用戶提供具有競爭力的測(cè)試方案。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。