實(shí)驗(yàn)名稱：高壓放大器基于壓電驅(qū)動器的機(jī)翼除冰方法研究

研究方向：壓電效應(yīng)、多普勒激光測振

實(shí)驗(yàn)原理：多普勒激光測振儀是基于多普勒激光測振原理工作的，當(dāng)四邊固支的矩形板通過驅(qū)動器激振起來時(shí)，通過激光掃描鋁板上的各個(gè)點(diǎn)，可以得出振動模態(tài)、振動位移和振動速度等。

測試設(shè)備：ATA-2021B高壓放大器、多普勒激光測振儀、控制系統(tǒng)、壓電片、鋁板

圖：測振實(shí)驗(yàn)工作原理

實(shí)驗(yàn)過程：

兩個(gè)壓電片和結(jié)冰面不是同一面。矩形板四支用兩塊10m厚的鋁板夾持并用螺栓固定。夾持的固支件重量遠(yuǎn)大于矩形鋁板的重量，能夠保持鋁板四邊的固定。由測振儀的控制盒發(fā)出的信號經(jīng)過功率放大器，激勵兩個(gè)壓電片，激勵的電壓峰峰值達(dá)到50V。測振實(shí)驗(yàn)的工作原理如上圖所示，對四邊固支的矩形板進(jìn)行測振實(shí)驗(yàn)，多普勒激光位移測振系統(tǒng)通過電腦控制，控制盒發(fā)出0-2kHz的掃頻信號，通過功率放大器，測振實(shí)驗(yàn)中電壓不用很高，放大為50V的峰峰值，信號驅(qū)動位于矩形板上的壓電片，引起矩形板的振動，多普勒激光測振儀采集了振動模態(tài)、振動位移和振動速度等信息，并通過軟件處理可以以圖形的形式表示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

對薄板的振動通過多普勒激光測振儀采集，經(jīng)過處理后可以得到薄板在兩個(gè)壓電驅(qū)動器作用下的頻響曲線，如下圖所示。

圖：驅(qū)動器作用下薄板的頻響曲線

上圖的曲線顯示的是鋁板在0-2KHZ的頻響曲線，從上面的曲線取峰值點(diǎn)，可以得出矩形板的共振頻率點(diǎn)。由于矩形板的振動是個(gè)三維的振動，比較復(fù)雜，本文中只分析了對除冰較為重要的面外振動。將分析得到的共振頻率值和仿真、理論計(jì)算得到的對比如下圖所示。觀察壓電片的布片位置和第三階固有振型可以看到，當(dāng)兩個(gè)壓電片輸入同樣的激振信號，激起的第二階模態(tài)因?yàn)橄辔徊畹木壒收穹鶗嗷サ窒?，即第二階振型的峰值因相互抵消而消失，所以在測振實(shí)驗(yàn)中無法觀測到第二階的共振頻率。

圖：不同振型的數(shù)值

安泰ATA-2021B高壓放大器：

圖：ATA-2021B高壓放大器的指標(biāo)參數(shù)

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布，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(fèi)試用。