高压放大器在压电陶瓷电场趣化电滞回线实验研究中的应用

实验名称：压电陶瓷电场趣化电滞回线实验

测试目的：

对压电陶瓷的电场-极化产生迟滞现象的实验平台的搭建进行了详细讲解，内容包括实验装置搭建、实验原理、实验过程。在获取实验数据之后，又对所获取的实验数据进行了滤波处理，以便得到准确的输入、输出数据以应用于之后的宽频动态迟滞模型的建立中。

测试设备：高压放大器、任意函数发生器、数字示波器、PZT压电陶瓷等。

实验过程：

压电陶瓷的极化与电场（P-E）非线性迟滞数据是通过搭建的实验装置间接获得的，该实验装置由片状压电陶瓷、任意函数发生器、数字示波器和高压放大器组成，然后连接好实验设备后，设置函数发生器的输出信号为正弦信号幅值为9Vpp，由任意函数发生器生成的信号输入到高压放大器，经高压放大器放大1000倍后施加于压电陶瓷相对的两表面上，压电陶瓷由于受到外界电场的作用，其内部电畴结构在电场力作用下发生变化的同时也会有新的铁电畴畴核的生成，最终导致内部电畴极化方向与外界电场强度方向一致，两表面出现等量异种电荷。在连接导线构成闭合回路后，同种电荷将发生定向移动从而产生输出电流。通过调节任意函数发生器生成的输入信号的频率大小，便可获取压电陶瓷在不同频率下的输入电压和输出电流的多组实验数据。

实验结果：

图1：处理前后实验数据的比较

以0.2Hz、1Hz、20Hz和150Hz为例，将滤波前后的数据进行对比，如图1所示。在得到多组不同频率输入信号下的输入电压-输出电流实验数据之后，首先进行滤波处理，然后进行积分运算得到电荷值的变化，从而得出极化强度。最后，可以绘制出不同频率下的电滞回线图像。

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审核编辑 黄宇