壓電陶瓷是一種能夠?qū)?a href="http://m.makelele.cn/v/tag/1472/" target="_blank">機(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料。它的工作原理主要基于壓電效應(yīng)，這是一種特殊的物理現(xiàn)象，使得壓電陶瓷在受到外力作用時(shí)能夠產(chǎn)生電位差，反之施加電壓也能引起機(jī)械形變。

壓電陶瓷的主要參數(shù)指標(biāo)之一就是諧振頻率，而只用信號(hào)發(fā)生器無(wú)法滿足壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的要求，此時(shí)需要用到高壓放大器進(jìn)行測(cè)試。

Pintech品致HA-8202A的頻寬為DC-300kHz，最高單端輸出可達(dá)800Vp-p，差分輸出1600Vp-p，滿足市面上大部分壓電陶瓷的性能測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)框圖

實(shí)驗(yàn)設(shè)備

壓電陶瓷、HA-8202A高壓放大器、DG 5200函數(shù)波形發(fā)生器、MDO 7500A示波器

實(shí)驗(yàn)過(guò)程

在正式實(shí)驗(yàn)前，先測(cè)量壓電陶瓷的電容，設(shè)置高壓放大器和波形發(fā)生器的參數(shù)，在不確定壓電陶瓷具體參數(shù)的情況下，應(yīng)將高壓放大器的輸出阻抗設(shè)置為5kΩ，設(shè)置的電壓不宜過(guò)高，以免損傷儀器。可先調(diào)整放大后的電壓為5V，頻率設(shè)為1kHz。

函數(shù)波形發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)輸入到高壓放大器，高壓放大器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大，經(jīng)放大后的電壓加在壓電陶瓷上，同時(shí)高壓放大器的Monitor連接示波器觀察輸出。

初步測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)觀察電流值、電壓波形來(lái)判斷是否在正常范圍內(nèi)，可以根據(jù)電容值、頻率、電壓值計(jì)算預(yù)估峰值電流來(lái)進(jìn)行判斷。若在正常范圍內(nèi)，后續(xù)便可以將高壓放大器的阻抗設(shè)置為10Ω進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)，需在調(diào)整頻率的同時(shí)觀察電壓、電流的變化。

測(cè)試數(shù)據(jù)

當(dāng)系統(tǒng)處于諧振點(diǎn)時(shí)，此時(shí)壓電陶瓷上流過(guò)的電流達(dá)到最大值，增大或減小電信號(hào)的頻率時(shí)，峰值電流均變小，由此可推斷出本樣品的諧振頻率為65kHz。

應(yīng)用領(lǐng)域

壓電陶瓷、換能器、電光調(diào)制器、生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)、介電彈性體驅(qū)動(dòng)等。