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功率放大器在壓電振動(dòng)能量收集器建模中的應(yīng)用

西安安泰測試設(shè)備有限公司 2021-04-09 11:20:28 430  瀏覽
  • 實(shí)驗(yàn)名稱:垂向動(dòng)磁式壓電振動(dòng)能量收集器建模及實(shí)驗(yàn)研究

    研究方向:為了改善單懸臂梁壓電能量收集器的性能

    實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:

    為了改善單懸臂梁壓電能量收集器的性能,設(shè)計(jì)了一種垂向動(dòng)磁式壓電振動(dòng)能量收集結(jié)構(gòu)。針對該結(jié)構(gòu)建立了集總參數(shù)壓電耦合模型并進(jìn)行數(shù)值仿真,同時(shí)搭建實(shí)驗(yàn)平臺對結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行評價(jià)。

    測試設(shè)備:示波器、能量收集電路、信號發(fā)生器、功率放大器、電磁激振器、加速度計(jì)等。

    實(shí)驗(yàn)過程:

    實(shí)驗(yàn)平臺的激勵(lì)部分是由函數(shù)發(fā)生器、功率放大器和電磁激振器組成,實(shí)驗(yàn)中通過函數(shù)發(fā)生器調(diào)節(jié)頻率進(jìn)行向上掃頻測試。測量部分由加速度測量及能量測量功能組成,加速度測量由加速度計(jì)及附加的信號調(diào)理器完成,加速度計(jì)固定在亞克力底座上,以對激勵(lì)的加速度進(jìn)行標(biāo)定與測量。


    壓電材料通過導(dǎo)線與能量收集電路連接,電路中加入電阻作為負(fù)載,以方便對能量收集裝置的性能進(jìn)行測試。負(fù)載兩端及IEPE加速度傳感器的輸出均直接接入示波器,直接記錄系統(tǒng)輸出電壓及加速度情況。

    實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

    (1)低頻排斥與咼頻吸引模式呈現(xiàn)咼峰寬頻帶特性,高頻排斥與低頻吸引呈現(xiàn)了雙峰值特性,低頻排斥模式更易于應(yīng)用。

    不同負(fù)載下的電壓和功率曲線


    (2)集總參數(shù)模型在可接受誤差范圍以內(nèi)可以有效預(yù)測結(jié)構(gòu)性質(zhì),幅值的預(yù)測誤差小于7%,可以用于VMM-PVEH的設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化。


    (3)在不同的磁感應(yīng)強(qiáng)度下均存在zui優(yōu)的磁鐵距離值,隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大,zui優(yōu)距離值變大,各zui優(yōu)值下的峰值近似。


    (4)在本文所述的zui優(yōu)化參數(shù)條件下,系統(tǒng)峰值功率可提高42.7%,帶寬可提高40. 6%。


    如需了解功率放大器更多應(yīng)用案例歡迎咨詢安泰測試。

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熱門問答

功率放大器在壓電振動(dòng)能量收集器建模中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱:垂向動(dòng)磁式壓電振動(dòng)能量收集器建模及實(shí)驗(yàn)研究

研究方向:為了改善單懸臂梁壓電能量收集器的性能

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:

為了改善單懸臂梁壓電能量收集器的性能,設(shè)計(jì)了一種垂向動(dòng)磁式壓電振動(dòng)能量收集結(jié)構(gòu)。針對該結(jié)構(gòu)建立了集總參數(shù)壓電耦合模型并進(jìn)行數(shù)值仿真,同時(shí)搭建實(shí)驗(yàn)平臺對結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行評價(jià)。

測試設(shè)備:示波器、能量收集電路、信號發(fā)生器、功率放大器、電磁激振器、加速度計(jì)等。

實(shí)驗(yàn)過程:

實(shí)驗(yàn)平臺的激勵(lì)部分是由函數(shù)發(fā)生器、功率放大器和電磁激振器組成,實(shí)驗(yàn)中通過函數(shù)發(fā)生器調(diào)節(jié)頻率進(jìn)行向上掃頻測試。測量部分由加速度測量及能量測量功能組成,加速度測量由加速度計(jì)及附加的信號調(diào)理器完成,加速度計(jì)固定在亞克力底座上,以對激勵(lì)的加速度進(jìn)行標(biāo)定與測量。


壓電材料通過導(dǎo)線與能量收集電路連接,電路中加入電阻作為負(fù)載,以方便對能量收集裝置的性能進(jìn)行測試。負(fù)載兩端及IEPE加速度傳感器的輸出均直接接入示波器,直接記錄系統(tǒng)輸出電壓及加速度情況。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

(1)低頻排斥與咼頻吸引模式呈現(xiàn)咼峰寬頻帶特性,高頻排斥與低頻吸引呈現(xiàn)了雙峰值特性,低頻排斥模式更易于應(yīng)用。

不同負(fù)載下的電壓和功率曲線


(2)集總參數(shù)模型在可接受誤差范圍以內(nèi)可以有效預(yù)測結(jié)構(gòu)性質(zhì),幅值的預(yù)測誤差小于7%,可以用于VMM-PVEH的設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化。


(3)在不同的磁感應(yīng)強(qiáng)度下均存在zui優(yōu)的磁鐵距離值,隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大,zui優(yōu)距離值變大,各zui優(yōu)值下的峰值近似。


(4)在本文所述的zui優(yōu)化參數(shù)條件下,系統(tǒng)峰值功率可提高42.7%,帶寬可提高40. 6%。


如需了解功率放大器更多應(yīng)用案例歡迎咨詢安泰測試。

2021-04-09 11:20:28 430 0
功率放大器配合信號源在超聲導(dǎo)波激勵(lì)測試中的應(yīng)用

超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)與常規(guī)的無損檢測方法相比,具有檢測距離長,檢測速度快等突出優(yōu)點(diǎn)。超聲波所用的激勵(lì)源采用大功率信號源驅(qū)動(dòng)激勵(lì)的方法,放大并傳播在管道中接收到的超聲導(dǎo)波回波信號,利于缺陷檢測的分析和處理。針對市場上常規(guī)信號源輸出電壓低,帶負(fù)載能力弱,無法驅(qū)動(dòng)超聲波探頭、換能器等大功率容性負(fù)載的實(shí)際問題,Aigtek推出了一種可輸出大功率437W,頻率DC-500KHz的功率放大器

超聲波是聲波的一部分,是人耳聽不見、頻率高于20KHZ的聲波,它和聲波有共同之處,即都是由物質(zhì)振動(dòng)而產(chǎn)生的,并且只能在介質(zhì)中傳播。功率放大器是為超聲換能器提供電能的關(guān)鍵部分,它主要用來激勵(lì)壓電超聲換能器將功率放大器提供的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。


超聲激勵(lì)源主要原理:

超聲激勵(lì)源實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)功率信號發(fā)生器,它產(chǎn)生一個(gè)與探頭、換能器、壓電陶瓷諧振頻率一致的正弦波信號,經(jīng)過功率放大器放大后,使得大功率電信號激勵(lì)探頭等產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),從而產(chǎn)生超聲波。

ATA-4052功率放大器介紹:

ATA-4052是一款理想的可放大交、直流信號的單通道高壓功率放大器。輸出310Vp-p(±155V)電壓,437W功率,可以驅(qū)動(dòng)高壓功率負(fù)載。電壓增益數(shù)控可調(diào),一鍵保存常用設(shè)置,為您提供了方便簡潔的操作選擇,可與主流的信號發(fā)生器配套使用,實(shí)現(xiàn)信號的放大。

基于Aigtek功率放大器多年的測試研究,其主要產(chǎn)品優(yōu)勢:寬頻帶·高速·高電壓、雙極性、大功率。

ATA-1000的頻帶寬度為DC~24MHz、上升速率為2000V/μs,即使對于上升迅速的脈沖信號和復(fù)雜波形信號也能夠?qū)崿F(xiàn)。

ATA-2000的頻帶寬度為DC~1MHz、輸出電壓為1600Vp-p,即使對于有高壓需求的壓電元件和顯示元器件,也能夠富富有余地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

ATA-3000的功率為810W,提供大功率的電磁場線圈驅(qū)動(dòng),同時(shí)所有的都能從直流開始輸出的, 所以能夠輕松實(shí)現(xiàn)信號發(fā)生器提供的任意波形的放大。

ATA-4000高壓功率放大器輸出功率為437W,頻率寬度為DC-1MHz,可同時(shí)滿足驅(qū)動(dòng)高壓大功率型負(fù)載,可雙極性輸出,匹配任意型號品牌的信號發(fā)生器并放大各種波形。


2020-07-06 15:38:52 496 0
安泰功率放大器在超聲電機(jī)正反向運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱:功率放大器ATA-4051在單信號激勵(lì)的彎彎復(fù)合超聲電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

研究方向:超聲電機(jī)

測試目的:驗(yàn)證基于8字形振動(dòng)軌跡的超聲電機(jī)的工作原理的可行性

測試設(shè)備:函數(shù)信號發(fā)生器,ATA-4051功率放大器,激光位移傳感器,激光轉(zhuǎn)速計(jì)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:用單路特殊激勵(lì)信號(由頻率比為1:2兩個(gè)正弦波形疊加而成)驅(qū)動(dòng)彎彎復(fù)合超聲電機(jī),測試其驅(qū)動(dòng)足的運(yùn)動(dòng)軌跡和樣機(jī)基本輸出特性

實(shí)驗(yàn)過程:

(1)測試驅(qū)動(dòng)足軌跡。用兩個(gè)激光位移傳感器分別對準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)足的上表面和右表面,用函數(shù)信號放大器產(chǎn)生信號,經(jīng)過功率放大器(ATA4051)放大后施加到超聲電機(jī)上,打開傳感器采集功能,完成振動(dòng)軌跡采集。改變激勵(lì)信號中兩種信號的相位差,從0~360度范圍內(nèi),每15度測試一次,共測24次。

實(shí)驗(yàn)裝置

(2)測試輸出特性。驅(qū)動(dòng)足處放置一個(gè)小滑輪,側(cè)面貼放光紙,撥動(dòng)滑輪每轉(zhuǎn)一周,觀察轉(zhuǎn)速計(jì)計(jì)數(shù)是否正常。之后用信號發(fā)生器和功放產(chǎn)生激勵(lì)信號并施加到超聲電機(jī)上,測試電機(jī)在不同波形(兩種頻率成分正弦的相位差)下的輸出速度。

測試結(jié)果:

1. 驅(qū)動(dòng)足處在波形相位差為165度和-15度時(shí)都可以獲得8字型軌跡,軌跡的運(yùn)動(dòng)方向相反;

2. 所提出的基于8字型軌跡的超聲電機(jī),的正反向輸出特性差異小于4%,推動(dòng)直徑為22mm轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)時(shí)ZD輸出速度為1373rpm;

3. 所提出的基于8字型軌跡的超聲電機(jī)只需單向激勵(lì)信號就能實(shí)現(xiàn)雙向輸出運(yùn)動(dòng),壓電元件無閑置,摩擦耦合效率高,在航空航天等高可靠性應(yīng)用領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

軌跡運(yùn)動(dòng)測試結(jié)果

機(jī)械輸出特性測試結(jié)果

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰整理發(fā)布,安泰功率放大器廣泛應(yīng)用于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)、超聲波測試、聲吶系統(tǒng)應(yīng)用和MEMS測試等,可提供免費(fèi)樣機(jī)SY服務(wù),如果想了解功率放大器更多應(yīng)用,歡迎訪問安泰測試網(wǎng)。


2021-08-24 14:38:56 364 0
功率放大器在壓電陶瓷的聲光模式轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱: 基于壓電陶瓷的聲光模式轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

研究方向:光纖模式

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容: 用高頻高壓信號驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷振動(dòng)光纖產(chǎn)生模式轉(zhuǎn)換

測試目的:利用功率放大器對驅(qū)動(dòng)電壓的放大實(shí)現(xiàn)壓電陶瓷的GX率振動(dòng)

測試設(shè)備: 壓電陶瓷

放大器型號: Aigtek: ATA-2022H

實(shí)驗(yàn)過程:

信號發(fā)生器產(chǎn)生的高頻正弦信號(1 MHz 附近)通過高頻電壓放大器后,幅值(峰峰值)被放大到百伏左右,能夠很好地驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片振動(dòng),產(chǎn)生我們所需要的高頻有效振動(dòng)實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)。

測試結(jié)果:

信號發(fā)生器輸出的信號電壓幅值很低,對于壓電陶瓷片的驅(qū)動(dòng)能力弱,其振動(dòng)效率很低,無法滿足我們對于模式轉(zhuǎn)換所需要的高頻GX率振動(dòng)。而加了高壓功率放大器之后,驅(qū)動(dòng)電壓大幅增加,使得壓電陶瓷片振動(dòng)強(qiáng)度大,其產(chǎn)生的聲光作用強(qiáng),模式耦合實(shí)驗(yàn)結(jié)果理想。

安泰的功率放大器廣泛應(yīng)用于MEMS 實(shí)驗(yàn)、壓電陶瓷、水聲(換能器)磁性材料的磁化特性(B-H 曲線)測量以及YL領(lǐng)域(磁場生物效應(yīng))等眾多領(lǐng)域。安泰免費(fèi)為西安本地客戶提供上門演示服務(wù),為全國客戶提供樣機(jī)演示服務(wù),如需了解更多,歡迎訪問安泰測試網(wǎng)。


2020-05-12 11:03:46 1224 0
功率放大器在磁通門傳感器測試系統(tǒng)中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱:基于MEMS工藝柔性基底磁通門傳感器性能測試與分析

本文主要搭建了一套磁通門性能測試系統(tǒng),主要測試設(shè)備有:信號發(fā)生器、功率放大器、磁強(qiáng)計(jì)、電流表、磁通門傳感器、示波器等。

磁通門傳感器測試系統(tǒng):

激勵(lì)信號由任意信號發(fā)生器33220A和功率放大器ATA-4011串聯(lián)產(chǎn)生。任意信號發(fā)生器可產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波,也可以通過程序控制產(chǎn)生特殊形狀的波形。功率放大器ATA-4011帶寬可達(dá)到1MHz,ZD提供2.82App的電流值,滿足測量需求。

為了測量激勵(lì)電流有效值,在激勵(lì)電路上串聯(lián)一個(gè)電流表,當(dāng)磁通門傳感器作為磁場傳感器時(shí),被測磁場由直流電源激勵(lì)一個(gè)螺線管產(chǎn)生,為了標(biāo)定被測磁場的大小,在螺線管前串聯(lián)一個(gè)電流表測試螺線管電流。

基于MEMS工藝的柔性基底磁通門磁場傳感器

當(dāng)磁通門作為電流傳感器時(shí),將柔性基底磁通門傳感器粘貼在一個(gè)圓柱形的支撐骨架上,使柔性基底傳感器鐵芯兩端緊挨以使磁路閉合,并將被測電流穿過支撐骨架ZX。被測電流用直流電源提供,并串聯(lián)一個(gè)電流表用于標(biāo)定被測電流值,在磁通門的感應(yīng)線圈兩端接示波器對輸出信號進(jìn)行分析。

基于MEMS工藝的柔性基底磁通門電流傳感器

ATA-4011高壓功率放大器產(chǎn)品介紹:

如需了解ATA-4011高壓功率放大器詳細(xì)產(chǎn)品資料歡迎訪問安泰測試網(wǎng)。


2021-04-13 11:52:47 413 0
功率放大器在超磁致伸縮換能器孔裂紋缺陷檢測中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱: 功率放大器基于超磁致伸縮換能器的CFRP板孔裂紋缺陷檢測中的應(yīng)用

研究方向:無損檢測

測試目的:驗(yàn)證磁致伸縮換能器在CFRP板孔缺陷識別的有效性

測試設(shè)備: ATA-2021H功率放大器,信號源,示波器,換能器等

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:對換能器施加掃頻信號確定換能器的最佳工作頻段,對換能器施加激勵(lì)信號,利用超聲導(dǎo)波檢測CFRP孔缺陷,并進(jìn)行信號處理,確定缺陷位置。

實(shí)驗(yàn)過程:

實(shí)驗(yàn)板材為CFRP材質(zhì),邊長500mm,厚度2mm,通過信號發(fā)生器產(chǎn)生激勵(lì)波形,通過功率放大器放大,磁致伸縮換能器產(chǎn)生高能超聲信號,將PZT-5方形貼片用于信號采集,通過分析信號來判斷導(dǎo)波信號中包含的缺陷信息。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

(1)掃頻可快速測試元件的頻率特性, 通過產(chǎn)生不間斷頻率連續(xù)變化的信號,作用于換能器,獲得不同頻率下?lián)Q能器的響應(yīng)特性。由于超磁致伸縮材料其工作頻率不超過100KHz,因此掃頻范圍為40-100kHz.激勵(lì)端響應(yīng)信號幅度隨頻率逐漸提升呈線性增大。掃頻信號通過復(fù)合板傳播后到達(dá)接收端,由圖中課件在頻率70,80,92kHz處,信號幅值為局部峰值,為換能器的相對優(yōu)選激勵(lì)頻率。

(2)通過對信號進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換的得到的最終的缺陷云圖。

放大器在該實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的效能:驅(qū)動(dòng)換能器、激勵(lì)超聲導(dǎo)波信號

選擇功率放大器ATA-2021H的原因:放大器可以很好的驅(qū)動(dòng)電感線圈,給電感線圈施加穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)電流。

實(shí)驗(yàn)中用到的功率放大器ATA-2021H參數(shù)指標(biāo):

最大輸出電壓200Vp-p(±100Vp,輸出電流 500mAp,帶寬(-3dB)高達(dá)DC~1MHz

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰整理發(fā)布,安泰功率放大器廣泛應(yīng)用于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)、超聲波測試、聲吶系統(tǒng)應(yīng)用和MEMS測試等,可提供免費(fèi)樣機(jī)試用服務(wù),如果想了解功率放大器更多應(yīng)用,歡迎訪問安泰測試網(wǎng)www.agitek.com.cn。


2021-10-14 10:35:30 386 0
質(zhì)譜法的收集器
 
2018-12-03 13:45:35 383 0
安泰功率放大器在超磁致伸縮換能器孔裂紋缺陷檢測中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱: 功率放大器基于超磁致伸縮換能器的CFRP板孔裂紋缺陷檢測中的應(yīng)用

研究方向:無損檢測

測試目的:驗(yàn)證磁致伸縮換能器在CFRP板孔缺陷識別的有效性

測試設(shè)備: ATA-2021H功率放大器,信號源,示波器,換能器等

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:對換能器施加掃頻信號確定換能器的Z佳工作頻段,對換能器施加激勵(lì)信號,利用超聲導(dǎo)波檢測CFRP孔缺陷,并進(jìn)行信號處理,確定缺陷位置。

實(shí)驗(yàn)過程:

實(shí)驗(yàn)板材為CFRP材質(zhì),邊長500mm,厚度2mm,通過信號發(fā)生器產(chǎn)生激勵(lì)波形,通過功率放大器放大,磁致伸縮換能器產(chǎn)生高能超聲信號,將PZT-5方形貼片用于信號采集,通過分析信號來判斷導(dǎo)波信號中包含的缺陷信息。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

(1)掃頻可快速測試元件的頻率特性, 通過產(chǎn)生不間斷頻率連續(xù)變化的信號,作用于換能器,獲得不同頻率下?lián)Q能器的響應(yīng)特性。由于超磁致伸縮材料其工作頻率不超過100KHz,因此掃頻范圍為40-100kHz.激勵(lì)端響應(yīng)信號幅度隨頻率逐漸提升呈線性增大。掃頻信號通過復(fù)合板傳播后到達(dá)接收端,由圖中課件在頻率70,80,92kHz處,信號幅值為局部峰值,為換能器的相對優(yōu)選激勵(lì)頻率。

(2)通過對信號進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換的得到的Z終的缺陷云圖。

放大器在該實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的效能:驅(qū)動(dòng)換能器、激勵(lì)超聲導(dǎo)波信號

選擇功率放大器ATA-2021H的原因:放大器可以很好的驅(qū)動(dòng)電感線圈,給電感線圈施加穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)電流。

實(shí)驗(yàn)中用到的功率放大器ATA-2021H參數(shù)指標(biāo):

Z大輸出電壓200Vp-p(±100Vp,輸出電流 500mAp,帶寬(-3dB)高達(dá)DC~1MHz

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰整理發(fā)布,安泰功率放大器廣泛應(yīng)用于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)、超聲波測試、聲吶系統(tǒng)應(yīng)用和MEMS測試等,可提供免費(fèi)樣機(jī)試用服務(wù),如果想了解功率放大器更多應(yīng)用,歡迎訪問安泰測試網(wǎng)www.agitek.com.cn。


2021-12-10 15:11:56 307 0
壓電式傳感器振動(dòng)實(shí)驗(yàn)壓電傳感器在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出什么特性
 
2017-06-16 03:54:20 470 1
壓電薄膜傳感器振動(dòng)特性應(yīng)用于哪些場景?

壓電薄膜傳感器振動(dòng)特性

壓電薄膜傳感器因其的靈敏度和廣泛的應(yīng)用前景,已成為現(xiàn)代傳感技術(shù)中不可或缺的一部分。尤其在振動(dòng)檢測領(lǐng)域,壓電薄膜傳感器的優(yōu)異性能使其成為研究與工業(yè)應(yīng)用中的熱門選擇。本文將深入探討壓電薄膜傳感器的振動(dòng)特性,包括其工作原理、主要參數(shù)以及在振動(dòng)檢測中的應(yīng)用,為廣大科研人員和工程師提供一份具有指導(dǎo)意義的技術(shù)分析。

壓電薄膜傳感器利用壓電效應(yīng)原理,將外界的機(jī)械應(yīng)力或振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號。與傳統(tǒng)的傳感器相比,壓電薄膜傳感器的結(jié)構(gòu)更加緊湊,能夠在微小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的振動(dòng)感知。這種傳感器的核心材料通常采用具有良好壓電性能的薄膜,如PVDF(聚偏二氟乙烯)和PZT(鉛鈦酸鈉),這些材料能夠在受力時(shí)產(chǎn)生電荷,進(jìn)而被測量系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為可用的電信號。

在振動(dòng)特性方面,壓電薄膜傳感器的響應(yīng)速度快、頻響寬廣,是其大的優(yōu)勢之一。不同于傳統(tǒng)的應(yīng)變式傳感器,壓電薄膜傳感器能夠?qū)Ω咚?、高頻的振動(dòng)信號做出靈敏反應(yīng),特別適用于對微小振動(dòng)和高頻信號的檢測。通過調(diào)整壓電薄膜的厚度和材料特性,可以實(shí)現(xiàn)對不同頻率范圍的振動(dòng)信號的準(zhǔn)確感知。具體而言,薄膜的厚度與其自然頻率密切相關(guān),合理的設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)能夠確保傳感器在特定頻率范圍內(nèi)的性能。

壓電薄膜傳感器的振動(dòng)響應(yīng)還受到其內(nèi)部電學(xué)特性以及外部環(huán)境的影響。其電學(xué)特性包括電容值和電極材料的選擇,直接影響信號的輸出質(zhì)量和穩(wěn)定性。在高頻振動(dòng)測試中,傳感器的電容值需要與振動(dòng)頻率匹配,以確保良好的信號傳遞效果。環(huán)境因素如溫度、濕度和外界磁場也可能對傳感器的表現(xiàn)產(chǎn)生一定影響。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,往往需要對傳感器的環(huán)境進(jìn)行有效的控制與校準(zhǔn),以避免外界因素的干擾。

在應(yīng)用領(lǐng)域方面,壓電薄膜傳感器廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、智能制造等多個(gè)行業(yè)。在航空航天領(lǐng)域,壓電薄膜傳感器能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,為飛行器的健康管理提供可靠數(shù)據(jù);在汽車工業(yè)中,它被用于檢測發(fā)動(dòng)機(jī)或車身的振動(dòng)情況,從而提高車輛的性能和安全性;在智能制造中,壓電薄膜傳感器還被應(yīng)用于生產(chǎn)線的振動(dòng)檢測,用于預(yù)測設(shè)備故障或優(yōu)化生產(chǎn)工藝。

壓電薄膜傳感器憑借其在振動(dòng)檢測中的優(yōu)異性能,已成為眾多工業(yè)領(lǐng)域的重要工具。隨著材料科學(xué)和傳感技術(shù)的不斷進(jìn)步,壓電薄膜傳感器的應(yīng)用前景將更加廣闊。通過對其振動(dòng)特性及工作原理的深入研究,能夠更好地推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,并為實(shí)現(xiàn)更高精度的振動(dòng)監(jiān)測提供技術(shù)支持。

2025-03-24 13:30:14 261 0
泰克示波器和安泰功率放大器在高頻MEMS驅(qū)動(dòng)測試的應(yīng)用

高頻MEMS測試

近期,某實(shí)驗(yàn)室咨詢高頻MEMS測試,需要實(shí)現(xiàn)正弦波和方波驅(qū)動(dòng),信號帶寬高達(dá)7MHz,驅(qū)動(dòng)電平需要達(dá)到50Vp-p,需要具備掃頻功能和DC+AC工作模式,目前市面上的標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器輸出電壓低,電壓小于10Vp-p帶負(fù)載能力弱,輸出電流是mA級別,無法解決高壓大功率驅(qū)動(dòng)問題。

如何解決高頻MEMS測試問題

通過和客戶技術(shù)交流,了解到高頻MEMS核心器件主要是一種壓電控制器件,主要是利用其壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)換,可以通過將壓電控制器件在高頻電信號的激勵(lì)下產(chǎn)生高頻振動(dòng),激發(fā)出超聲波,可以通過壓電控制器件接收超聲波轉(zhuǎn)換成電信號,從而實(shí)現(xiàn)超聲信號轉(zhuǎn)換。

高頻MEMS驅(qū)動(dòng)方式一般為激振蕩式驅(qū)動(dòng),利用方波(或脈沖)振蕩器來激勵(lì)發(fā)聲。高頻MEMS主要工作在1MHz以上的頻率上,電壓需要30Vp-p左右,要求大輸出功率,市場上常規(guī)的信號發(fā)生器輸出電壓低,帶負(fù)載能力弱,功率放大器和信號發(fā)生器都需要具有高性能和高品質(zhì)的輸出波形:一方面是良好的穩(wěn)定性能,輸出波形失真小,并且信號發(fā)生器還需要能產(chǎn)生多種波形信號;另一方面是良好的動(dòng)態(tài)性能,調(diào)幅調(diào)頻方便,負(fù)載適應(yīng)性好,此外有些測試除了需要信號發(fā)生器提供輸出電壓外,還需要功率輸出。

針對以上測試問題,提供信號發(fā)生器+功率放大器+泰克示波器的測試方案,并為他們提供了現(xiàn)場演示。

測試方案

客戶做測試實(shí)驗(yàn)需要的是高電壓信號,方波,頻率在7MHz左右,電壓在70Vp-p左右。信號發(fā)生器和放大器推薦的是泰克的AFG3000系列加功率放大器,信號發(fā)生器輸出電壓幅度只有5Vp-p,接上功率放大器,輸出電壓達(dá)到了50Vpp,功率大10W,頻率范圍是DC-20MHz,具備掃頻功能和DC+AC工作模式,具備單端輸出和差分輸出信號,輸出阻抗可調(diào)整,可驅(qū)動(dòng)各種阻性、容性、感性負(fù)載,完全滿足驅(qū)動(dòng)測試需求,功放輸出信號直接加載到高頻MEMS器件上面,同時(shí)使用泰克示波器進(jìn)行整個(gè)鏈路信號分析測試。

擴(kuò)展應(yīng)用

信號發(fā)生器+功率放大器+泰克示波器測試方案還可以應(yīng)用在壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)、傳感器測試、超聲波換能器驅(qū)動(dòng)和無損檢測、電磁閥和繼電器驅(qū)動(dòng)、MEMS控制驅(qū)動(dòng)、無線充電測試等。

總結(jié)

高頻MEMS驅(qū)動(dòng)測試要求

· 高電壓、高帶寬功率信息驅(qū)動(dòng)各種高頻MEMS器件。

· 多種功率和激勵(lì)波形選擇,可跟進(jìn)應(yīng)用需求進(jìn)行定制。

· 具備掃頻功能,AC+DC差分信號輸出模式等驅(qū)動(dòng)要求。

· 多通道組合,可以開展不同的測試選擇。

· 精密數(shù)控增益,以及良好的幅頻及相頻特性要求。

· 輸入輸出阻抗匹配可調(diào),配合用戶信號源及負(fù)載(阻性、容性、感性負(fù)載)。

系統(tǒng)配置參考

西安安泰測試為西安本地客戶提供免費(fèi)樣機(jī)支持及上門演示服務(wù),為全國客戶提供功率放大器樣機(jī)SY服務(wù),如需了解更多應(yīng)用,歡迎咨詢安泰測試網(wǎng)。


2020-07-03 11:32:16 419 0
手持式壓電等離子技術(shù)在3D打印領(lǐng)域應(yīng)用的潛力巨大


為牢固粘合塑料部件,表面處理是必不可少的工序。使用北京中海時(shí)代科技有限公司代理的德國冷等離子活化塑料表面是一種簡單有效的解決方案。為此,RP等離子公司專門開發(fā)了piezo手持式等離子設(shè)備。基于CeraPlas壓電式等離子發(fā)生器的便捷式等離子源。3D打?。ㄓ址Q增材制造)技術(shù)已廣泛用于工業(yè)及個(gè)人制造應(yīng)用。隨著增材制造工藝的重要性日漸普及,對質(zhì)量、材料多樣性和產(chǎn)品堅(jiān)固性的要求也在不斷提高。

RP Plasma長期致力于研究在各種應(yīng)用中使用冷等離子進(jìn)行表面活化處理,包括3D打印等應(yīng)用。而3D打印服務(wù)提供商Creabis則一直致力于生產(chǎn)尺寸超過600毫米的大型復(fù)雜零件。為將3D打印技術(shù)用于生產(chǎn)這些較大的零部件,先打印一個(gè)個(gè)獨(dú)立部件,然后將其粘合在一起。在實(shí)踐中,預(yù)先確定Z大粘合區(qū)域的接合形狀,以及如何實(shí)現(xiàn)牢固粘合便成了難以克服的挑戰(zhàn)。尤其是表面很小的窄長形部件,確保粘合強(qiáng)度至關(guān)重要。在涂抹粘合劑之前,通過冷等離子對粘合表面進(jìn)行表面活化可提升粘合強(qiáng)度。

使用等離子進(jìn)行表面活化處理主要有兩大效果:深度清潔粘合表面的有機(jī)污染物,以及通過提高表面能改善粘合劑對粘合表面的浸潤性。piezo等離子一款GX緊湊的手持式等離子設(shè)備,無需特殊的技能知識要求或復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施,非常適用于預(yù)處理待粘合的3D打印部件。這款手持式等離子設(shè)備的核心是CeraPlas壓電式等離子發(fā)生器,后者是一種用于產(chǎn)生常壓冷等離子的高壓放電裝置。通過等離子活化單個(gè)部件以提高粘合強(qiáng)度。

應(yīng)用充分展現(xiàn)了使用北京中海時(shí)代科技的壓電手持式等離子設(shè)備處理3D打印部件的潛力。采用選擇性激光燒結(jié)技術(shù) (SLS) 并以無填料PA12為原料打印四個(gè)獨(dú)立部件,用于生產(chǎn)創(chuàng)新的小型電動(dòng)車輛的內(nèi)門飾板。然后,用冷等離子活化這些部件并用氰基丙烯酸酯(QL膠)點(diǎn)膠。當(dāng)部件仍然處于活化狀態(tài)時(shí),使用一種雙組分粘合劑將它們粘合成一個(gè)整體結(jié)構(gòu),從而完成整個(gè)粘合工作。

等離子技術(shù)的使用帶來了優(yōu)勢,壓電手持式等離子設(shè)備帶來了無限的可能性,可粘合以前無法想象的獨(dú)立部件。應(yīng)用中,比賽摩托車的內(nèi)飾由12個(gè)單獨(dú)的部件組成,這12個(gè)部件均采用3D打印技術(shù)制造,經(jīng)piezo壓電等離子預(yù)處理之后粘合成一個(gè)整體。超佳的粘合強(qiáng)度使安裝在摩托車上的內(nèi)飾甚至能承受超過200 km / h的高速。內(nèi)部測試表明,采用等離子技術(shù)處理部件后,粘合強(qiáng)度是未處理時(shí)的三倍。

2020-05-20 14:29:17 582 0
JSM-7800F選擇電子能量的應(yīng)用

       JEOL 的場發(fā)射掃描電子顯微鏡JSM-7800F采用了新開發(fā)的檢測器系統(tǒng),因此,即使在1kV以下的低加速電壓范圍內(nèi),也能夠有選擇地檢測樣品中產(chǎn)生的電子能量帶。下面介紹這種新型檢測器系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例:

新型檢測器的原理圖

       通過調(diào)整UED 過濾器 偏壓,能夠同時(shí)獲得以二次電子為主的圖像和以背散射電子為主的圖像 樣品:氧化鈦負(fù)載的金顆粒、加速電壓: 2 kV、 UED 過濾器 偏壓 :-0.5 kV


2020-02-03 17:13:05 367 0
我想測量主軸的振動(dòng),采用壓電傳感器如何安裝?
 
2011-06-03 10:17:18 486 2
壓電加速度傳感器一般情況是用于測振動(dòng)還是故障診斷
 
2011-06-16 17:18:30 552 2
ADP 轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP需要的能量是不是ADP+Pi+能量=ATP中的能量
 
2016-02-11 22:50:01 595 1
測量振動(dòng)時(shí),磁電式速度傳感器與壓電加速度計(jì)的區(qū)別?謝謝
 
2007-05-01 07:00:17 543 2

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