磁致伸縮換能器基于磁致伸縮效應(yīng)工作,，當(dāng)鐵磁性材料受外加磁場作用時，其外形尺寸發(fā)生變化產(chǎn)生磁致伸縮應(yīng)變,，進而激發(fā)出應(yīng)力波,。電壓放大器在其中發(fā)揮關(guān)鍵作用，它能夠?qū)⑿盘柊l(fā)生器產(chǎn)生的低電壓,、小電流信號放大到足夠高的功率水平,，從而驅(qū)動磁致伸縮換能器產(chǎn)生所需的超聲波或其他振動形式。

　　一,、電壓放大器驅(qū)動磁致伸縮換能器可做的實驗

　?。ㄒ唬┎牧先毕輽z測實驗

圖：ATA-2000系列高壓放大器在磁致伸縮電磁超聲導(dǎo)波的孔裂紋損傷檢測中的應(yīng)用

　　電壓放大器驅(qū)動磁致伸縮換能器可用于金屬材料的無損檢測。通過在換能器兩端施加脈沖電壓,，產(chǎn)生交變磁場,，使鐵磁性材料在交變磁場作用下反復(fù)伸縮形成振動，產(chǎn)生超聲波,。這些超聲波在材料中傳播時,，遇到缺陷會產(chǎn)生反射或散射，通過分析接收到的超聲信號,，可以判斷材料中是否存在缺陷及其位置和大小,。例如，安泰電子的ATA-2000系列高壓放大器在磁致伸縮無損檢測領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,，其最大輸出電壓1600Vpp,，-3dB帶寬DC~1MHz，能夠驅(qū)動大部分磁致伸縮超聲換能器,。

　?。ǘ┏晫?dǎo)波檢測實驗

　　在超聲導(dǎo)波檢測實驗中，電壓放大器可用于驅(qū)動磁致伸縮換能器產(chǎn)生超聲導(dǎo)波,。超聲導(dǎo)波能夠沿著管道,、桿等結(jié)構(gòu)傳播，適用于檢測長距離結(jié)構(gòu)中的缺陷,。通過信號發(fā)生器產(chǎn)生正弦調(diào)制的激勵信號,，經(jīng)電壓放大器放大后驅(qū)動磁致伸縮換能器發(fā)出超聲導(dǎo)波，超聲導(dǎo)波在鐵磁材料中傳輸,，使用壓電傳感器接收信號,，通過分析接收信號判斷鐵磁材料中是否存在缺陷。

　?。ㄈ﹦討B(tài)電磁損耗測量實驗

　　在動態(tài)電磁損耗測量實驗中,，信號發(fā)生器與數(shù)字功率放大器組成動態(tài)磁場驅(qū)動單元，產(chǎn)生幅值,、頻率可調(diào)的驅(qū)動信號,。磁致伸縮材料在該驅(qū)動磁場下伸長量發(fā)生變化從而產(chǎn)生振動驅(qū)動整個換能器振動工作。電壓,、電流傳感器組成信號測量單元,，分別檢測超磁致伸縮換能器驅(qū)動線圈的驅(qū)動電流信號與探測線圈的感應(yīng)電壓信號,。調(diào)理電路將傳感器送入的信號轉(zhuǎn)換為±10V之內(nèi)的電壓信號，由DSP內(nèi)置AD采樣轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,，以計算動態(tài)電磁損耗,。

　　（四）磁致伸縮與霍爾效應(yīng)綜合實驗

　　在磁致伸縮與霍爾效應(yīng)綜合實驗中,，電壓放大器是數(shù)據(jù)采集與處理模塊的一部分,。它將代表伸縮量的電壓信號和霍爾電壓進行放大，供采集卡采集,。通過電阻應(yīng)變法測量磁致伸縮系數(shù)λ,，同時利用霍爾效應(yīng)測量磁場。這種綜合實驗儀可用于材料磁性能的測試,，也適用于教學(xué)演示,。

圖：電壓放大器基于BP-NSGA-II算法的超磁致伸縮執(zhí)行器結(jié)構(gòu)優(yōu)化的應(yīng)用

　　（五）超磁致伸縮執(zhí)行器結(jié)構(gòu)優(yōu)化實驗

　　在基于BP-NSGA-II算法的超磁致伸縮執(zhí)行器結(jié)構(gòu)優(yōu)化實驗中,，信號發(fā)生器產(chǎn)生正弦交流信號,，經(jīng)電壓放大器放大后驅(qū)動超磁致伸縮執(zhí)行器振動。激光位移傳感器,、示波器,、數(shù)據(jù)采集卡及顯示設(shè)備與PC配合，完成數(shù)據(jù)的顯示,、采集,、處理及后續(xù)分析。通過這種方式,，可以研究超磁致伸縮執(zhí)行器的位移和力輸出特性,，并優(yōu)化其結(jié)構(gòu)以提高性能。

　?。└哳l磁致伸縮換能器輸出力特性測試實驗

　　為了驗證高頻磁致伸縮換能器的機電等效模型分析結(jié)果的準確性,，可以通過改變輸入電流的大小與頻率，進行振動特性參數(shù)測試,。實驗中,，使用阻抗分析儀測量換能器諧振頻率附近的阻抗特性，得到機械阻抗參數(shù),。同時,，采用壓電式力傳感器測量不同輸入電流下的換能器輸出力，利用數(shù)據(jù)采集卡進行實時采集數(shù)據(jù)與分析,。

　?。ㄆ撸┐胖律炜s換能器自動阻抗匹配實驗

　　在磁致伸縮換能器自動阻抗匹配實驗中，阻抗匹配模塊為驅(qū)動電源和磁致伸縮換能器之間提供匹配電容,，完成電源與換能器之間的調(diào)諧,，消除換能器的無功損耗,，從而提高系統(tǒng)的工作效率。信號采集模塊采集換能器的輸入電壓,、輸入電流信號,，并將電路工作狀態(tài)實時傳送給反饋模塊。反饋模塊對采集到的信號進行放大處理后,，進行電壓電流相位超前滯后關(guān)系、電壓電流相位差大小的判斷,，并將處理,、判斷后得到的信息傳送給單片機控制模塊。單片機控制模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)定的匹配程序,，對阻抗匹配模塊進行在線控制,，自動實時地投切匹配電容，選擇最佳匹配電容值,，完成驅(qū)動電源與換能器之間的自動阻抗匹配,。

　　（八）磁致伸縮式超聲導(dǎo)波傳感器的孔裂紋損傷檢測實驗

　　在磁致伸縮式超聲導(dǎo)波傳感器的孔裂紋損傷檢測實驗中,，信號發(fā)生器輸出正弦調(diào)制的激勵信號,，經(jīng)過功率放大器進行放大，輸出180Vpp電壓,，電壓激勵磁致伸縮換能器發(fā)出超聲信號,，超聲信號在鐵磁材料中傳輸，使用壓電傳感器接收,，接收信號由傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栐谑静ㄆ魃巷@示,。通過分析接收信號判斷鐵磁材料中是否存在缺陷。驅(qū)動電磁超聲換能器后,，激勵換能器和壓電傳感器存在間隔,，發(fā)射波峰和回波波峰產(chǎn)生時間間隔，可以在示波器上觀察到明顯的發(fā)射和接收回波,。

圖：電壓放大器在超磁致伸縮換能器孔裂紋缺陷檢測中的應(yīng)用

　?。ň牛┗诔胖律炜s換能器的CFRP板孔裂紋缺陷檢測實驗

　　在基于超磁致伸縮換能器的CFRP板孔裂紋缺陷檢測實驗中，通過信號發(fā)生器產(chǎn)生激勵波形,，通過功率放大器放大,，磁致伸縮換能器產(chǎn)生高能超聲信號，將PZT-5方形貼片用于信號采集,，通過分析信號來判斷導(dǎo)波信號中包含的缺陷信息,。實驗中，掃頻可快速測試元件的頻率特性,，通過產(chǎn)生不間斷頻率連續(xù)變化的信號,，作用于換能器,，獲得不同頻率下?lián)Q能器的響應(yīng)特性。通過對信號進行短時傅里葉變換得到最終的缺陷云圖,。

　?。ㄊ┐胖律炜s換能器的振動特性研究實驗

　　可以搭建實驗平臺，使用阻抗分析儀測量換能器在一定頻率范圍內(nèi)的阻抗特性變化,，繪制阻抗圓曲線圖,，得到諧振頻率等參數(shù)。同時,，采用壓電式力傳感器測量不同輸入電流下的換能器輸出力,，利用數(shù)據(jù)采集卡進行實時采集數(shù)據(jù)與分析，研究磁致伸縮換能器的振動特性,。

圖：ATA-2000系列高壓放大器指標參數(shù)

　　以上就是電壓放大器驅(qū)動磁致伸縮換能器能做哪些實驗的內(nèi)容,，如果對于電壓放大器還有什么不了解或者想知道的，歡迎咨詢安泰電子,。