电压放大器在流体散热温度测量实验中的应用

实验名称：流体散热温度测量实验

研究方向：射流高度对散热器散热性能的影响验证、均热板尺寸对散热器散热性能的影响验证、实验方法优化与数据可靠性保障

实验目的：验证射流高度和均热板尺寸对压电射流散热器散热效果的实际影响，确认仿真中“射流高度越大、均热板尺寸越大，散热效果越优”的结论；对比仿真与实验数据，验证仿真规律的可靠性；同时通过“温差”指标、标准化实验平台等控制干扰，保障数据可比与准确，为散热器结构优化提供实验依据。

测试设备：信号发生器（UNI-TUTG2025A）、功率放大器(AigtekATA-214)、直流电源（MAISHENGMS-3010DS）、多路温度测试仪（UNI-TUT3216+）、发热块与支撑底座、均热板。

实验过程：

搭建由信号发生器、功率放大器、压电射流泵样机、直流电源、多路温度测试仪等组成的标准化实验平台，确定固定热源功率、均热板厚度及流道基准参数，选取变量；进行射流高度实验时，按不同高度组装散热器并校准设备，在5个工作电压下，每个工况稳定运行10分钟后采集芯片与室温温差，每个工况重复3次取均值，再将实验与仿真对比；开展均热板尺寸实验时，更换不同尺寸均热板并固定射流高度，按相同电压工况采集温差；最后通过温差消除室温干扰，确保单次数据偏差≤3%，实验与仿真偏差均在15%内，完成对射流高度和均热板尺寸影响散热效果的验证。

图1流体散热温度测量实验原理图

图2流体散热温度测量实验平台搭建图

实验结果：

1、射流高度对散热效果影响显著，射流高度为5mm和8mm的散热器芯片与室温温差显著低于1mm，散热效果更优，且实验与仿真温差偏差均在15%以内，与仿真结论一致。

2、均热板平面尺寸对散热效果影响明显，在研究尺寸范围内，50mm×50mm均热板的散热器芯片温度低于15mm×15mm，实验与仿真温差偏差可低至6.7%，与仿真结论一致。

3、实验采用“芯片温度-室温”温差作为核心指标消除室温干扰，每个工况重复测量3次且单次数据偏差≤3%，结合与仿真数据的一致性，验证了实验方法的可靠性与数据准确性。

图3均热板散热器实验温度对比

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图：ATA-214高压放大器指标参数

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审核编辑 黄宇