測試設(shè)備：信號發(fā)生器、ATA-3080功率放大器、溫度監(jiān)測設(shè)備、材料參數(shù)測量設(shè)備（阻抗分析儀和測量儀）等。

實驗過程：目前，大功率測試系統(tǒng)主要有恒壓法、恒流法和瞬態(tài)脈沖法三種。本研究采用基于改進恒壓法的測試方法。通過改進觸發(fā)機制，壓電單晶無需長時間在高電場激勵下工作，減少了自熱現(xiàn)象，防止壓電材料退極化。圖1展示了基于改進恒壓法的測試系統(tǒng)流程圖。如圖1所示，信號發(fā)生器產(chǎn)生掃頻信號，經(jīng)高壓放大器（西安安泰ATA-3080）放大后輸入壓電材料。壓電材料在中心點被夾持，周圍保持自由狀態(tài)。示波器連接電壓和電流探頭，用于監(jiān)測電路的電壓和電流，收集的數(shù)據(jù)輸出到計算機進行分析。掃頻法記錄壓電換能器兩端的電流和電壓。由于材料的阻抗特性，阻抗與電流值成比例關(guān)系。因此，相應(yīng)的電流曲線可用于繪制阻抗曲線，進而確定材料的諧振和反諧振頻率。這些頻率對于進一步計算材料參數(shù)至關(guān)重要。

圖1恒壓法測試系統(tǒng)

實驗結(jié)果：結(jié)果表明，PT含量的增加顯著改變了壓電材料的性能，導致相變。PT含量為26%的PMN-PT單晶在8W功率激勵下，壓電系數(shù)增加25%，柔順系數(shù)增加12%，機電耦合系數(shù)增加17%，機械品質(zhì)因數(shù)降低73%。PT含量為29%的PMN-PT單晶在4.49W功率激勵下，壓電系數(shù)增加33%，柔順系數(shù)增加20%，機電耦合系數(shù)增加21%，機械品質(zhì)因數(shù)降低78%。PT含量為33%的PMN-PT單晶在1.24W功率激勵下，壓電系數(shù)增加20%，柔順系數(shù)增加30%，機電耦合系數(shù)增加20%，機械品質(zhì)因數(shù)降低55%。這些結(jié)果表明，較高的PT含量使PMN-PT單晶在大功率應(yīng)用中對溫度效應(yīng)更敏感，從而降低了功率耐受性，增加了退極化的風險。本研究首次詳細闡述了不同PT含量的PMN-PT單晶在大功率應(yīng)用中的性能，與以往研究有顯著差異，填補了文獻中的空白。

圖2不同PT含量的PMN-PT單晶的彈性柔順系數(shù)，壓電系數(shù)，機電耦合系數(shù)以及機械品質(zhì)因數(shù)

產(chǎn)品推薦：ATA-3080C功率放大器

圖：ATA-3080C功率放大器指標參數(shù)

西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)，為用戶提供具有競爭力的測試方案。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機都支持免費試用。

審核編輯 黃宇