實驗名稱:壓電噴墨打印單元驅(qū)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(qū)動器進行振動測試一方面可以對不同尺寸參數(shù)的壓電驅(qū)動器振幅進行實際測量,另一方面也可以從測量結(jié)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(fā)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(fā)生變化,這就是多普勒頻移現(xiàn)象。
測試設備:信號發(fā)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(tǒng)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(qū)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(qū)動波)上升時間=5us,電壓保持時間=35us,下降時間=5us,驅(qū)動電壓U=10Vpp,頻率=10kHz,從激光多普勒振動測試系統(tǒng)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(qū)動下壓電驅(qū)動器的位移變化實驗曲線
實驗結(jié)果:根據(jù)上圖,結(jié)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(nèi),振動板向腔室外側(cè)運動,腔室體積擴大,產(chǎn)生負壓,將墨水從供液池經(jīng)限流部吸入壓力腔室;電壓保持時間內(nèi),振動板在平衡位置附近振動,位置基本不變,不產(chǎn)生壓力波,電壓上升沿產(chǎn)生的壓力波在腔室內(nèi)傳播,電壓下降時間內(nèi),振動板恢復原位,腔室體積縮小,產(chǎn)生正壓,將墨水擠出噴孔。
選擇該功率放大器的原因:帶寬高、電壓精準度高、輸出波形好、操作簡單。

圖:ATA-2021B高壓放大器指標參數(shù)
產(chǎn)品推薦:ATA-2000系列

圖:ATA-2000系列高壓放大器指標參數(shù)
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審核編輯 黃宇
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