實驗目的:在高振速下測試獲得大功率的機械品質因數,客觀的反應壓電元件應用時的性能。
實驗設備:信號發生器,電壓/電流探針,計算機,ATA-4052高壓放大器,數字示波器,激光測振儀,夾具與壓電陶瓷樣品等。
實驗過程:測試系統主要包括信號發生器、高壓放大器、數字示波器、電壓/電流探針、激光多普勒測速儀、計算機控制系統及軟件等。在測試中,計算機控制軟件發出指令,信號發生器獲取指令后觸發一個初始的正弦信號,經高壓放大器放大之后施加在待測樣品上,引起樣品振動。樣品振動過程中,激光多普勒振動測速儀監測其振動速度,探針采集樣品兩端的電壓或通過樣品的電流。二者測試結果經過示波器采集之后反饋到計算機終端,通過自主開發的軟件進行最后處理。測試系統的流程圖如下所示。
實驗結果:
機械品致因數機械能密度的變化及機械品致因數隨振速的變化。
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實驗結論:
研究了壓電陶瓷的大功率特性,壓電陶瓷的機械品質因數隨振速的變化曲線。研究結果表明,Qm值均隨振速的增加均減少;振動模式或振動狀態不同,曲線的變化趨勢存在差異;在低振速(<0.2m/s)區域,硬性PZT壓電陶瓷表現出較高的Qm值的穩定性,且在高振速區仍能保持較高的Qm值。無鉛壓電陶瓷在高振速區域表現出良好的穩定性。大功率特性的研究結果,對壓電陶瓷選用和器件設計(如水聲換能器的聲源級)提供有效的理論支撐和指導作用。
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審核編輯:符乾江
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