電壓放大器在壓電噴墨打印單元驅動中的應用

　　實驗名稱：壓電噴墨打印單元驅動

　　實驗原理：由于壓電式噴墨打印頭是基于逆壓電效應工作的，對壓電驅動器進行振動測試一方面可以對不同尺寸參數的壓電驅動器振幅進行實際測量，另一方面也可以從測量結果中分析其他振動信息來對壓電噴墨波形的設計進行指導。一般的接觸式振動測試方法需要在被測物體上加裝各式傳感器，不適用于微小物體、微小振動的測量，而激光多普勒振動測試技術是一種高精度、高分辨率、非接觸式無損測量的方法。當激光器發出一束激光照射到振動物體的表面，反射回來的激光會攜帶振動物體的運動信息，激光的頻率會發生變化，這就是多普勒頻移現象。

　　測試設備：信號發生器、ATA-2021高壓放大器、激光多普勒測振儀、示波器

圖：激光多普勒測振實驗系統圖

　　實驗過程：通過多普勒振動測試一方面可以獲得振動板的振動方向，另一方面可以獲得其固有頻率和階躍響應時間。首先在噴墨打印單元驅動器上下電極之間加載正向單梯形波(本文以上電極電位高于下電極電位為正向驅動波)上升時間=5us，電壓保持時間=35us，下降時間=5us，驅動電壓U=10Vpp，頻率=10kHz，從激光多普勒振動測試系統得到壓電振動板中心的位移---時間圖（下圖）。

圖：單極性梯形波驅動下壓電驅動器的位移變化實驗曲線

　　實驗結果：根據上圖，結合多普勒測振儀的位移方向標定方式，可以判斷振動板的振動方向：在電壓上升時間內，振動板向腔室外側運動，腔室體積擴大，產生負壓，將墨水從供液池經限流部吸入壓力腔室;電壓保持時間內，振動板在平衡位置附近振動，位置基本不變，不產生壓力波，電壓上升沿產生的壓力波在腔室內傳播，電壓下降時間內，振動板恢復原位，腔室體積縮小，產生正壓，將墨水擠出噴孔。

圖：ATA-2021B高壓放大器指標參數

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