ATA-2041高压放大器在叉指形电极管状压电元件电极制备中的应用

实验名称：叉指形电极管状压电元件电极制备与极化研究

测试目的：目前，已有学者对叉指形电极的管状压电元件进行了一系列研究，通过静力学方程完成理论推导，建立有限元分析模型，对该压电元件的静态驱动性能进行仿真分析，结果表明，该压电元件沿轴向自由应变可达普通模型的1.55倍，能实现大位移输出。本文将在已有研究基础上，对该压电元件的电极制备与极化工艺展开实验研究，验证该压电元件结构的合理性和先进性。

测试设备：ATA-2041高压放大器、函数发生器、示波器、交换机、计算机等。

图1：位移检测平台

实验过程：

搭建位移检测平台，信号激励源采用任意函数发生器，经过西安安泰公司的ATA-2041高压放大器后，一端与试样的正负极电性连接，用于激励电压输入；另一端连接示波器，用于观察激励信号的波形曲线及参数变化。数据采集端通过交换机同频连接计算机与光谱共焦控制器。松紧可调螺栓将位移传感器配套测量探头固定在支撑架上，光源对准试样。通过软件实时监测位移变化值，对结果进行提取。

实验结果：

图2：轴向位移响应图

在激励电压达200V时，各曲线基本达到位移峰值。极化时间为40min、60min时，位移峰值较明显。由图2可知，极化时间为20min、30min、50min时，位移结果在200V处未达到峰值，而是在200V附近某点处达到峰值。这是由于不良信号夹杂导致的，其原因可能是电极烧结过程中产生了塌缩现象。

搭建位移检测平台分析了极化时间对元件位移的影响规律。结果表明，随着极化时间延长位移峰值不断增大，设定极化电压500V和极化温度110℃，当极化时间为60min时，位移峰值为0.3μm。该研究结果为进一步对叉指形电极管状压电元件的探究提供了参考。

高压放大器推荐：ATA-2041

图：ATA-2041高压放大器指标参数

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审核编辑 黄宇