圖1：振動平臺樣機(jī)

實(shí)驗(yàn)名稱：高壓功率放大器三維超聲橢圓振動平臺的測試應(yīng)用

研究方向：三維超聲橢圓

測試設(shè)備：ATA-2082功率放大器、壓電陶瓷片、壓電疊堆、電容傳感器探頭、測振儀、數(shù)據(jù)采集卡

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：以共振頻率為約束條件設(shè)計(jì)了非共振型三維橢圓振動輔助加工平臺，實(shí)現(xiàn)了頻率、振幅、相等振動參數(shù)的可調(diào)性。以工作行程為目標(biāo)的位移放大機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，基于該位移放大機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)出大行程解耦微定位平臺，運(yùn)用理論建模與數(shù)值仿真的方法分析微定位平臺的靜動態(tài)特性，最終通過性能測試驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的振動平臺和微定位平臺的定位精度。

圖：振動平臺性能測試設(shè)置

實(shí)驗(yàn)過程：

振動平臺樣機(jī)如圖1所示，樣機(jī)柔性機(jī)構(gòu)部分采用電火花線切割慢走絲制造而成。振動平臺性能測試設(shè)置和系統(tǒng)示意圖分別如圖所示，振動平臺x、y、z三個方向分別采用1個單層壓電陶瓷片進(jìn)行驅(qū)動。利用雙通道高頻電壓放大器提供陶瓷片驅(qū)動所需的高頻電壓，放大器可產(chǎn)生的電壓范圍為-400V~400V，最大輸出頻率為150kHz(-3dB)。

圖：振動平臺性能測試系統(tǒng)示意圖

利用測振儀來檢測振動平臺的振動信號，分別在振動平臺進(jìn)行一維、二維振動時，采集裝置的輸出位移。其中測振的最大測量頻率可達(dá)2.5MHz，位移分辨率精度可達(dá)50fm。通過數(shù)據(jù)采集卡收集測振儀輸出的電壓信號，采樣率可達(dá)到1.25MS/s。

首先由信號發(fā)生器產(chǎn)生從500Hz～50kHz的頻率變化的正弦信號，然后通過ATA-2082電壓放大器施加到壓電陶瓷片上，其次采用數(shù)據(jù)采集卡采集壓電陶瓷片驅(qū)動軸的輸出位移情況，最后基于MATLAB軟件對輸出位移情況施行傅里葉變換，即可獲得該壓電陶瓷片驅(qū)動軸的共振頻率曲線。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖：實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果

測試結(jié)果如圖所示，x/y/z軸的一階固有頻率分別約為33.69kHz、33.75kHz和34.09kHz，均小于理論計(jì)算和有限元仿真結(jié)果。主要原因是三維橢圓振動加工平臺上附加了墊片(鋁板)質(zhì)量，導(dǎo)致振動平臺的等效質(zhì)量增加;其次振動平臺在整體裝配會由于整體質(zhì)量的增加，其頻率會有所降低。不過所測量的振動平臺各個軸的固有頻率相對于實(shí)際要求的工作頻率仍有較大距離，可以滿足加工的需求。

安泰ATA-2082功率放大器的指標(biāo)參數(shù)：

Aigtek安泰電子，致力于功率放大器、線束測試儀、計(jì)量源表的研發(fā)與生產(chǎn)，產(chǎn)品核心技術(shù)自主可控，多年以來我們致力于自主研發(fā)，全面助力我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展!

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安泰功率放大器儀器采用大尺寸的液晶顯示屏，測試界面一目了然，數(shù)據(jù)清晰可見。

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審核編輯：湯梓紅