實驗名稱：位移檢測試驗研究

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

測試設備：ATA-2041高壓放大器、函數發生器、示波器、交換機、計算機等。

圖1：位移檢測平臺（1.任意函數發生器2.計算機3.交換機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）

實驗過程：

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

將該壓電元件置于減震臺上，正負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：施加激勵信號

實驗結果：

圖3：各激勵信號下的位移響應

試驗結果多處出現噪音夾雜現象。究其原因：其一，由于柱狀壓電陶瓷在壓片、燒結、打磨等環節，因為人工原因導致的裂縫、內部氣泡等現象，降低了該壓電元件的致密度。電極印刷時，銀膠通過網孔附著在柱狀壓電陶瓷表面，撤網后，線徑與銀膠貼合部分出現凹凸不平的小山峰現象。這些原因間接的改變了該壓電元件自身結構，是誘使內部噪聲產生的根本。其二，位移數據量綱僅限于微米級，因此進行數據提取時，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果造成干擾，可見測量環境對數據結果也存在較大影響。

高壓放大器推薦：ATA-2041

圖：ATA-2041高壓放大器指標參數

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審核編輯 黃宇