功率放大器在橢圓超聲輔助機(jī)械拋光中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱:

功率放大器在橢圓超聲輔助機(jī)械拋光研究中的應(yīng)用

測(cè)試設(shè)備:

壓電陶瓷、電極材料Ag、功率放大器、頻率特性分析儀等。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:

通過(guò)在一大塊壓電陶瓷上分割電極，實(shí)際上起到四片壓電陶瓷并列排放的效果，電極的材料為Ag，功率放大器驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷通過(guò)鍍膜的方法鍍?cè)趬弘娞沾杀砻?，壓電陶瓷?04不銹鋼基體通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠粘接，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的傳遞。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程:

諧振特性分析所用的電路圖如圖所示，頻率特性分析儀提供掃頻的輸出信號(hào)，并可以測(cè)量壓電陶瓷振子兩端的電壓和通過(guò)壓電陶瓷振子的電流，功率放大器（ATA-4052)將輸入信號(hào)放大后加到振子電路中，壓電陶瓷振子串聯(lián)一歐姆標(biāo)準(zhǔn)電阻。掃頻范圍為20k—30kHz。其中當(dāng)只有間隔的兩個(gè)電極通電時(shí)，振子的B4模態(tài)被激勵(lì)，當(dāng)四個(gè)電極同時(shí)通電時(shí)，振子的L1模態(tài)被激勵(lì)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

01

從圖中可以看出，振子B4模態(tài)的諧振頻率為24.10kHz，反諧振頻率為24.22kHz，L1模態(tài)的諧振頻率為24.01kHz，反諧振頻率為24.24kHz。兩種振動(dòng)模式的諧振頻率之間的差異約為0.09kHz，在使用該超聲振子時(shí)這種程度的誤差在允許范圍內(nèi)。此外，由于兩個(gè)振蕩模式之間的共振頻率差較小，因此對(duì)于縱向和彎曲振動(dòng)都可以在同一頻率下獲得最大振幅，此時(shí)合成的橢圓振動(dòng)的振幅將是最大的。

L1模態(tài)的阻抗特性曲線

B4模態(tài)的阻抗特性曲線

02

振子在24.22kHz的頻率下激勵(lì)時(shí)會(huì)產(chǎn)最優(yōu)的超聲橢圓軌跡。

L1模態(tài)和B4模態(tài)的阻抗特性對(duì)比

實(shí)驗(yàn)中使用到的ATA-4052 功率放大器指標(biāo)參數(shù)：

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