高壓功率放大器在壓電傳感器測(cè)試中的應(yīng)用
壓電式傳感器是基于壓電效應(yīng)的傳感器。在實(shí)際測(cè)試應(yīng)用中需要大功率電源來(lái)驅(qū)動(dòng)，這就需要使用功率放大器來(lái)驅(qū)動(dòng)壓電器件和傳感器。傳感器作為人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界重要的媒介，將電、磁、聲音等物理量轉(zhuǎn)換為人們可認(rèn)知的實(shí)體，新興的MEMS工藝能夠在硅基片上利用IC后處理工藝制作各種傳感器，使傳感器與傳感器信號(hào)處理電路的片上集成成為可能，并最終實(shí)現(xiàn)傳感器與傳感器檢測(cè)電路的單芯片集成。
壓電傳感器是一種自發(fā)電式和機(jī)電轉(zhuǎn)換式傳感器。它的敏感元件由壓電材料制成。壓電材料受力后表面產(chǎn)生電荷。按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。壓電式傳感器大多是利用正壓電效應(yīng)制成的。逆壓電效應(yīng)是指對(duì)晶體施加交變電磁場(chǎng)引起晶體機(jī)械變形的現(xiàn)象。
傳感器無(wú)損檢測(cè)的基本原理是：信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)，經(jīng)功率放大器后，由激勵(lì)線圈對(duì)鐵磁性構(gòu)件施加瞬間的激勵(lì)磁場(chǎng)，由于磁致伸縮效應(yīng)，激發(fā)構(gòu)件產(chǎn)生機(jī)械波，機(jī)械波將沿構(gòu)件軸向傳播，如有缺陷信號(hào)，機(jī)械波反射回來(lái)，再由逆磁致伸縮效應(yīng)接收線圈獲得反射波信號(hào)，通過(guò)信號(hào)分析獲得被測(cè)構(gòu)件各處的損傷狀況。用合適的功率放大器提供一定的能量驅(qū)動(dòng)激勵(lì)線圈，是實(shí)現(xiàn)基于磁致伸縮效應(yīng)的無(wú)損檢測(cè)的一個(gè)非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。頻率為100KHz，電流峰值為2A的正弦波信號(hào)驅(qū)動(dòng)激勵(lì)線圈，在被測(cè)構(gòu)件中激勵(lì)出磁致伸縮效應(yīng)的機(jī)械波。
高壓功率放大器介紹：
ATA-4000系列高壓功率放大器是 Aigtek公司生產(chǎn)的寬頻電源電壓范圍（160Vpp-310Vpp）的高壓功率放大器，具有低漂移、低噪聲特性，高轉(zhuǎn)換率等特點(diǎn)。頻率范圍DC-1MHz，該類(lèi)放大器具有過(guò)流過(guò)壓保護(hù)功能，具有直流偏置功能，可雙極性輸出。
ATA-4000系列高壓功率放大器產(chǎn)品基本參數(shù)如圖所示：
高壓功率放大器內(nèi)部混合集成電路結(jié)構(gòu)采用氧化鈹襯底厚膜電路、陶瓷電容和半導(dǎo)體芯片使其可靠性得到大大地提高。超聲焊接的鋁線使其內(nèi)部連接非常可靠，在常溫下，外殼封裝使其得到很好的密封和電絕緣。由于高壓功率放大器的電源電壓幅值較高，因此在應(yīng)用中需注意以下幾方面：過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流限制、輸出保護(hù)、放大器的安裝和機(jī)械考慮等。
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