實驗名稱：壓電陶瓷電場趣化電滯回線實驗

測試目的：

對壓電陶瓷的電場-極化產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象的實驗平臺的搭建進行了詳細講解，內(nèi)容包括實驗裝置搭建、實驗原理、實驗過程。在獲取實驗數(shù)據(jù)之后，又對所獲取的實驗數(shù)據(jù)進行了濾波處理，以便得到準確的輸入、輸出數(shù)據(jù)以應用于之后的寬頻動態(tài)遲滯模型的建立中。

測試設(shè)備：高壓放大器、任意函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字示波器、PZT壓電陶瓷等。

實驗過程：

壓電陶瓷的極化與電場（P-E）非線性遲滯數(shù)據(jù)是通過搭建的實驗裝置間接獲得的，該實驗裝置由片狀壓電陶瓷、任意函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字示波器和高壓放大器組成，然后連接好實驗設(shè)備后，設(shè)置函數(shù)發(fā)生器的輸出信號為正弦信號幅值為9Vpp，由任意函數(shù)發(fā)生器生成的信號輸入到高壓放大器，經(jīng)高壓放大器放大1000倍后施加于壓電陶瓷相對的兩表面上，壓電陶瓷由于受到外界電場的作用，其內(nèi)部電疇結(jié)構(gòu)在電場力作用下發(fā)生變化的同時也會有新的鐵電疇疇核的生成，最終導致內(nèi)部電疇極化方向與外界電場強度方向一致，兩表面出現(xiàn)等量異種電荷。在連接導線構(gòu)成閉合回路后，同種電荷將發(fā)生定向移動從而產(chǎn)生輸出電流。通過調(diào)節(jié)任意函數(shù)發(fā)生器生成的輸入信號的頻率大小，便可獲取壓電陶瓷在不同頻率下的輸入電壓和輸出電流的多組實驗數(shù)據(jù)。

實驗結(jié)果：

圖1：處理前后實驗數(shù)據(jù)的比較

以0.2Hz、1Hz、20Hz和150Hz為例，將濾波前后的數(shù)據(jù)進行對比，如圖1所示。在得到多組不同頻率輸入信號下的輸入電壓-輸出電流實驗數(shù)據(jù)之后，首先進行濾波處理，然后進行積分運算得到電荷值的變化，從而得出極化強度。最后，可以繪制出不同頻率下的電滯回線圖像。

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圖：ATA-7050高壓放大器指標參數(shù)

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審核編輯 黃宇