電壓放大器在壓電噴墨打印單元驅(qū)動中的應(yīng)用

實驗名稱：壓電噴墨打印單元驅(qū)動

實驗原理：由于壓電式噴墨打印頭是基于逆壓電效應(yīng)工作的，對壓電驅(qū)動器進行振動測試一方面可以對不同尺寸參數(shù)的壓電驅(qū)動器振幅進行實際測量，另一方面也可以從測量結(jié)果中分析其他振動信息來對壓電噴墨波形的設(shè)計進行指導(dǎo)。一般的接觸式振動測試方法需要在被測物體上加裝各式傳感器，不適用于微小物體、微小振動的測量，而激光多普勒振動測試技術(shù)是一種高精度、高分辨率、非接觸式無損測量的方法。當激光器發(fā)出一束激光照射到振動物體的表面，反射回來的激光會攜帶振動物體的運動信息，激光的頻率會發(fā)生變化，這就是多普勒頻移現(xiàn)象。

測試設(shè)備：信號發(fā)生器、ATA-2021高壓放大器、激光多普勒測振儀、示波器

圖：激光多普勒測振實驗系統(tǒng)圖

實驗過程：通過多普勒振動測試一方面可以獲得振動板的振動方向，另一方面可以獲得其固有頻率和階躍響應(yīng)時間。首先在噴墨打印單元驅(qū)動器上下電極之間加載正向單梯形波(本文以上電極電位高于下電極電位為正向驅(qū)動波)上升時間=5us，電壓保持時間=35us，下降時間=5us，驅(qū)動電壓U=10Vpp，頻率=10kHz，從激光多普勒振動測試系統(tǒng)得到壓電振動板中心的位移---時間圖（下圖）。

圖：單極性梯形波驅(qū)動下壓電驅(qū)動器的位移變化實驗曲線

實驗結(jié)果：根據(jù)上圖，結(jié)合多普勒測振儀的位移方向標定方式，可以判斷振動板的振動方向：在電壓上升時間內(nèi)，振動板向腔室外側(cè)運動，腔室體積擴大，產(chǎn)生負壓，將墨水從供液池經(jīng)限流部吸入壓力腔室;電壓保持時間內(nèi)，振動板在平衡位置附近振動，位置基本不變，不產(chǎn)生壓力波，電壓上升沿產(chǎn)生的壓力波在腔室內(nèi)傳播，電壓下降時間內(nèi)，振動板恢復(fù)原位，腔室體積縮小，產(chǎn)生正壓，將墨水擠出噴孔。

選擇該功率放大器的原因：帶寬高、電壓精準度高、輸出波形好、操作簡單。