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功率放大器基于二維橢圓超聲振子的制作和振動(dòng)特性測試應用 實(shí)驗目的：檢測并驗證所制作的壓電陶瓷振子的實(shí)際諧振頻率是否和設計相同 實(shí)驗內容： 通過(guò)在一大塊壓電陶瓷上分割電極，實(shí)際上起到四片壓電陶瓷并列排放的效果，電極的材料為Ag，通過(guò)鍍膜的方法鍍在壓電陶瓷表面，壓電陶瓷和304不銹鋼基體通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠粘接，實(shí)現振動(dòng)的傳遞。 實(shí)驗過(guò)程： 功率放大器（ATA-4052)將輸入信號放大后加到振子電路中，壓電陶瓷振子串聯(lián)一歐姆標準電阻。掃頻范圍為20k—30kHz。其中當只有間隔的兩個(gè)電極通電時(shí)，振子的B4模態(tài)被激勵，當四個(gè)電極同時(shí)通電時(shí)，振子的L1模態(tài)被激勵。 橢圓超聲振子諧振特性分析電路圖 實(shí)驗結果： 從圖中可以看出，振子B4模態(tài)的諧振頻率為24.10kHz，反諧振頻率為24.22kHz，L1模態(tài)的諧振頻率為24.01kHz，反諧振頻率為24.24kHz。兩種振動(dòng)模式的諧振頻率之間的差異約為0.09kHz，在使用該超聲振子時(shí)這種程度的誤差在允許范圍內。此外，由于兩個(gè)振蕩模式之間的共振頻率差較小，因此對于縱向和彎曲振動(dòng)都可以在同一頻率下獲得最大振幅，此時(shí)合成的橢圓振動(dòng)的振幅將是最大的。 另一方面，兩種振動(dòng)模式中的反共振點(diǎn)之間的差異約為0.02kHz，差異很小。因為當超聲振子在共振點(diǎn)被激勵時(shí)，雖然阻抗很小并且振幅最大。但是，如果使用接近共振點(diǎn)的頻率，對壓電陶瓷會(huì )施加比較大的負荷，這可能導致壓電陶瓷材料的破裂或破裂。而當在反共振點(diǎn)處激勵時(shí)，阻抗增加并且功耗最小化。因此，激勵信號的頻率通常位于反共振點(diǎn)，0.02kHz的差異符合要求。因此可知，圖所示的振子在24.22kHz的頻率下激勵時(shí)會(huì )產(chǎn)最優(yōu)的超聲橢圓軌跡。 L1模態(tài)的阻抗特性曲線(xiàn) B4模態(tài)的阻抗特性曲線(xiàn) aigtek.com） L1模態(tài)和B4模態(tài)的阻抗特性對比 |
