圖1：振動(dòng)平臺(tái)樣機(jī)

　　實(shí)驗(yàn)名稱：高頻電壓放大器三維超聲橢圓振動(dòng)平臺(tái)的測(cè)試應(yīng)用

　　研究方向：三維超聲橢圓

　　測(cè)試設(shè)備：ATA-2082高壓放大器、壓電陶瓷片、壓電疊堆、電容傳感器探頭、測(cè)振儀、數(shù)據(jù)采集卡

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：以共振頻率為約束條件設(shè)計(jì)了非共振型三維橢圓振動(dòng)輔助加工平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了頻率、振幅、相等振動(dòng)參數(shù)的可調(diào)性。以工作行程為目標(biāo)的位移放大機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，基于該位移放大機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)出大行程解耦微定位平臺(tái)，運(yùn)用理論建模與數(shù)值仿真的方法分析微定位平臺(tái)的靜動(dòng)態(tài)特性，最終通過性能測(cè)試驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的振動(dòng)平臺(tái)和微定位平臺(tái)的定位精度。

圖：振動(dòng)平臺(tái)性能測(cè)試設(shè)置

　　實(shí)驗(yàn)過程：

　　振動(dòng)平臺(tái)樣機(jī)如圖1所示，樣機(jī)柔性機(jī)構(gòu)部分采用電火花線切割慢走絲制造而成。振動(dòng)平臺(tái)性能測(cè)試設(shè)置和系統(tǒng)示意圖分別如圖所示，振動(dòng)平臺(tái)x、y、z三個(gè)方向分別采用1個(gè)單層壓電陶瓷片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。利用雙通道電壓放大器提供陶瓷片驅(qū)動(dòng)所需的高頻電壓，放大器可產(chǎn)生的電壓范圍為-400V~400V，最大輸出頻率為150kHz(-3dB)。

圖：振動(dòng)平臺(tái)性能測(cè)試系統(tǒng)示意圖

　　利用測(cè)振儀來檢測(cè)振動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)，分別在振動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行一維、二維振動(dòng)時(shí)，采集裝置的輸出位移。其中測(cè)振的最大測(cè)量頻率可達(dá)2.5MHz，位移分辨率精度可達(dá)50fm。通過數(shù)據(jù)采集卡收集測(cè)振儀輸出的電壓信號(hào)，采樣率可達(dá)到1.25MS/s。

　　首先由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生從500Hz～50kHz的頻率變化的正弦信號(hào)，然后通過ATA-2082電壓放大器施加到壓電陶瓷片上，其次采用數(shù)據(jù)采集卡采集壓電陶瓷片驅(qū)動(dòng)軸的輸出位移情況，最后基于MATLAB軟件對(duì)輸出位移情況施行傅里葉變換，即可獲得該壓電陶瓷片驅(qū)動(dòng)軸的共振頻率曲線。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖：實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

　　測(cè)試結(jié)果如圖所示，x/y/z軸的一階固有頻率分別約為33.69kHz、33.75kHz和34.09kHz，均小于理論計(jì)算和有限元仿真結(jié)果。主要原因是三維橢圓振動(dòng)加工平臺(tái)上附加了墊片（鋁板）質(zhì)量，導(dǎo)致振動(dòng)平臺(tái)的等效質(zhì)量增加；其次振動(dòng)平臺(tái)在整體裝配會(huì)由于整體質(zhì)量的增加，其頻率會(huì)有所降低。不過所測(cè)量的振動(dòng)平臺(tái)各個(gè)軸的固有頻率相對(duì)于實(shí)際要求的工作頻率仍有較大距離，可以滿足加工的需求。

　　安泰ATA-2082功率放大器的指標(biāo)參數(shù)：

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