實(shí)驗(yàn)名稱：基于壓電疊堆的大力矩微位移平臺(tái)研究

研究方向：微位移平臺(tái)的性能測試

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

為了掌握微位移平臺(tái)的工作特性，必須通過實(shí)驗(yàn)去進(jìn)一步分析和驗(yàn)證其工作特性，運(yùn)用了高速高精度的激光測試方式，對平臺(tái)進(jìn)行靜態(tài)測試。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：信號發(fā)生器、示波器、功率放大器、激光測試儀

實(shí)驗(yàn)過程：

為了對微位移平臺(tái)進(jìn)行測試，首先需要通過波形發(fā)生器和功率放大器為微位移放大機(jī)構(gòu)中的壓電疊堆施加正向電壓，使其輸出相應(yīng)的位移量，其次通過連接有電腦的激光測試儀對微位移平臺(tái)的位移進(jìn)行實(shí)測。

測試系統(tǒng)組成為：

信號發(fā)生器是Tektronix的AFG320，示波器是Tektronix的TDS1012，功率放大器是Aigtek的ATA-4052高壓功率放大器，激光測試儀是Keyence的高速高精度激光位移傳感器（傳感頭LK-H020，控制器是LK-G5001V，電源是MS2-H50）。

微位移平臺(tái)測試系統(tǒng)如圖：

靜態(tài)位移特性測試：

靜態(tài)位移輸出測試是用來測定平臺(tái)輸出位移隨電壓變化的靜態(tài)變化性能。測試中，在固定鉸鏈固定的情況下，對其中一個(gè)壓電疊堆施加電壓，然后用激光測試儀測試相對應(yīng)的平臺(tái)位移量，驅(qū)動(dòng)電壓范圍是0-200V，每隔40V做一次測量，每次測量時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓加載時(shí)間為30s，得到平臺(tái)隨驅(qū)動(dòng)電壓變化的電壓位移關(guān)系。

為了掌握平臺(tái)隨電壓變化時(shí)的遲滯特性，做如下測量：設(shè)置驅(qū)動(dòng)電壓范圍是0-100V，首先從0V逐步生壓到100V，然后再逐步減小電壓至零。每隔5V記錄一個(gè)位移量，重復(fù)測試并進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總處理后，得出平臺(tái)的電壓-位移變化曲線。

穩(wěn)定性測試：

穩(wěn)定性測試就是用來測試微位移平臺(tái)的蠕變特性的，測試時(shí)，取7種電壓值，當(dāng)施加某一電壓后，每隔30s記錄平臺(tái)對應(yīng)的位移量。

反復(fù)精度測試：

由于微位移平臺(tái)的移動(dòng)嗯號定位是由加載或撤除電壓的壓電疊堆形變產(chǎn)生，所以壓電疊堆的特性也就影響了平臺(tái)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性。通過微位移平臺(tái)在不同輸入電壓下，反復(fù)多次不清零的情況下平臺(tái)的位移情況進(jìn)行測試，分別取50V和100V對平臺(tái)在加載和撤除電壓的情況下，其位移變化曲線如下：

關(guān)于ATA-4052功率放大器介紹：

ATA-4052是一款理想的可放大交、直流信號的單通道高壓功率放大器。最大輸出310Vp-p(±155Vp)電壓，437Wp功率，可以驅(qū)動(dòng)高壓功率型負(fù)載。電壓增益數(shù)控可調(diào)，一鍵保存常用設(shè)置，為您提供了方便簡潔的操作選擇，可與主流的信號發(fā)生器配套使用，實(shí)現(xiàn)信號的完美放大。

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