實(shí)驗名稱(chēng)：斜錐型超聲波傳感器的性能研究
測試目的：FBG超聲波傳感器性能主要有三個(gè)指標，分別是頻率分辨特性、頻率響應特性、線(xiàn)性度特性。由于超聲波清洗機為整體振動(dòng)，且機身每點(diǎn)的振幅不同，而雙斜錐傳感器需要有兩個(gè)面接觸被測物體，會(huì )影響傳感器性能的驗證。故采用信號發(fā)生器連接壓電陶瓷片單點(diǎn)產(chǎn)生超聲信號，用以驗證雙斜錐傳感器的性能。
測試設備：ATA-2021B高壓放大器、信號發(fā)生器、示波器、壓電陶瓷片、筆記本電腦、雙斜錐超聲波傳感器、光電探測器等。
實(shí)驗過(guò)程：
搭建如圖1所示的FBG窄帶光源解調系統，高靈敏度窄帶光源解調硬件系統主要包括接收和激勵兩部分，其中激勵部分由信號發(fā)生器、安泰高壓放大器示波器、壓電陶瓷片、筆記本電腦構成；接收部分由可調諧窄線(xiàn)寬激光器、光環(huán)形器、雙斜錐超聲波傳感器、光電探測器組成。
激勵部分工作的原理是信號發(fā)生器產(chǎn)生的激勵信號經(jīng)ATA-2021B高壓放大器放大后，激勵PZT產(chǎn)生超聲波并垂直耦合進(jìn)入到待測結構中傳播。
功率放大器的主要作用是放大信號發(fā)生器發(fā)出的微弱電壓信號，提高PZT振動(dòng)的幅度。本實(shí)驗使用的是安泰ATA-2021B高壓放大器（圖2），是一款單通道高壓放大器，可放大交直流信號。它的輸出電壓范圍最大為200Vp-p，輸出電壓范圍可根據輸出軌調節；直流偏置電壓三檔可調，連續變化最大可輸出±160V，可以實(shí)現輸出非對稱(chēng)信號需求，驅動(dòng)高壓型負載。
實(shí)驗結果：
實(shí)驗中固定激勵源與傳感器位置，研究了雙斜錐超聲波傳感器的頻率分辨特性和頻率響應特性。
圖3：FBG檢測超高頻正弦信號（a）4MHz（b）6MHz
圖4：雙斜錐FBG傳感器檢測到的20～130kHz正弦信號
高壓放大器推薦：ATA-2021B
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