功率放大器基于LabVIEW壓電陶瓷阻抗測(cè)試

實(shí)驗(yàn)名稱：功率放大器基于LabVIEW的工作電壓下壓電陶瓷阻抗測(cè)試

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：LabVIEW程序，信號(hào)發(fā)生器，功率放大器ATA-4052，數(shù)據(jù)采集卡。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

本文利用最基本的大電阻并聯(lián)及小電阻串聯(lián)式電壓電流表原理,基于LabVIEW程序和配套的NIPXI模塊化儀器設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)壓電陶瓷定子進(jìn)行了不同激勵(lì)電壓幅值下的掃頻阻抗測(cè)定，分析了其諧振點(diǎn)和反諧振點(diǎn)頻率，以及不同激勵(lì)電壓幅值下的圖像偏移。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

1.測(cè)試系統(tǒng)的搭建

測(cè)試器的基本構(gòu)成

由計(jì)算機(jī)程序控制信號(hào)發(fā)生器掃頻的起止頻率、電壓幅值等，再由功率放大器ATA-4052將電壓按照指定的比例放大至所需的電壓幅值，加到待測(cè)阻抗上，再由調(diào)理分壓電路將電壓和電流線性放大或縮小至采集卡的量程以內(nèi)，由數(shù)據(jù)采集卡采集電壓電流等數(shù)據(jù)，并在LabVIEW內(nèi)部處理數(shù)據(jù)。

2.調(diào)理分壓電路

由于數(shù)據(jù)采集卡的采集電壓和電流范圍有限，無(wú)法測(cè)量過(guò)大的電流或電壓，因此壓電陶瓷處于工作電壓條件下時(shí)，需要利用外部電路進(jìn)行分壓處理。

外部調(diào)理分壓電路的設(shè)計(jì)

3.調(diào)理分壓電路的誤差驗(yàn)證

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

從測(cè)定圖像中可以看出，在20V低電壓和較高的120V工作電壓下，阻抗模值圖像均反映出了諧振點(diǎn)和反諧振點(diǎn)，諧振點(diǎn)處阻抗模值最小，反諧振點(diǎn)處最大。阻抗角在諧振頻率和反諧振頻率之間產(chǎn)生了跳變，其余頻段始終處于-90°左右。

根據(jù)電路基本定理可知，在諧振頻率和反諧振頻率之間，壓電陶瓷為阻容或阻感特性，對(duì)外界做機(jī)械有功，其他頻率段時(shí)始終為–90°的純?nèi)菪蕴匦裕粚?duì)外做功。