應用案例

【概述】

某研究團隊使用功率放大器，搭建PZT-5H陶瓷實驗系統。

近年來，高功率壓電換能器得到了快速發展，并廣泛應用于聲納、超聲波焊接、超聲波檢測和聲驅動天線等領域。這些換能器通常追求高性能，如大帶寬和良好的靈敏度。因此，其核心壓電材料必須具備優良的壓電性能，例如壓電系數d31和機械品質因數Qm。盡管已開發出多種新型壓電材料用于高功率換能器，但將改進后的材料直接應用于高功率換能器設計卻十分困難，因為現有的小信號測量結果難以直接應用到高功率換能器的設計中。

ATA-3000/4000/2000系列等高壓功率放大器基于采用AB類放大電路，具有低失真、高穩定的特點。其最大帶寬可達3MHz，最大輸出電壓可達1600Vpp，廣泛應用于各類壓電材料測試及性能評估。

實驗名稱：基于PZT-5H的高壓壓電特性測量方法及功率與溫度效應的解耦研究

實驗原理：PZT-5H陶瓷由于其Qm值較低，在高功率下容易發熱，因此適合研究振動器性能的溫度依賴性。溫度變化會影PZT-5H的壓電常數、介電常數等參數，從而影響其壓電性能。在實驗中，可以通過控制溫度變量，測量不同溫度下的壓電特性參數，以研究溫度對壓電特性的影響。功率變化可能導致壓電陶瓷的發熱和溫度變化，進而影響其壓電性能。在實驗中，可以通過控制輸入功率變量，測量不同功率下的壓電特性參數，以研究功率對壓電特性的影響。

實驗框圖：

實驗實拍圖：

實驗過程：實驗中，兩根鋼針夾在振動器的幾何中心，使其在自由邊界條件下水平振動并提供電氣連接。結合阻抗法和瞬態法均使用多普勒激光振動儀進行實時振動速度測量。紅外熱像儀用于實時表面溫度測量。使用信號發生器和ATA-3080功率放大器作為恒壓源,信號發生器產生激勵信號通過功率放大器無失真放大。此外，還使用了一個電流探頭來記錄接近截止頻率的頻譜。組合點的位置設定為阻抗為最大功率時諧振阻抗的1.6倍，且頻率介于截止頻率和截止頻率之間。這一規則確保了恒壓法施加的電壓保持在一個合理的范圍內。

應用方向：科學研究、工業生產、醫學診斷、航空航天、能源領域

應用場景：壓高功率特性、壓電換能器、壓電陶瓷、材料參數、瞬態法

安泰放大器在此應用中的產品優勢：

一、大功率與高電流輸出能力——驅動PZT-5H進入高功率工作區，誘發可測量的自發熱與非線性效應

二、寬頻帶與平坦響應——精準匹配諧振頻率區間，保障阻抗法測試精度

三、低失真與高輸出穩定性——保障功率效應與溫度效應解耦分析的數據可靠性

【推薦產品】：ATA-300/3000系列功率放大器

圖：ATA-3000系列功率放大器指標參數

圖：ATA-300系列功率放大器指標參數

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