圖1：振動平臺樣機(jī)

實驗名稱：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

實驗內(nèi)容：以共振頻率為約束條件設(shè)計了非共振型三維橢圓振動輔助加工平臺，實現(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，基于該位移放大機(jī)構(gòu)，設(shè)計出大行程解耦微定位平臺，運用理論建模與數(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證所設(shè)計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

實驗過程：

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。

實驗結(jié)果：

圖：實驗測試結(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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本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布，西安安泰電子科技有限公司(Aigtek)是國內(nèi)專業(yè)從事測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。公司致力于功率放大器、計量校準(zhǔn)產(chǎn)品、線束測試儀等產(chǎn)品為核心的相關(guān)行業(yè)測試解決方案的研究，為用戶提供具有競爭力的測試方案，Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費試用。如想了解更多實驗方案，請持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)。

審核編輯：湯梓紅