功率放大器在柔顺阀压电泵的流量测试的应用
实验名称：功率放大器在柔顺阀压电泵的流量测试的应用
研究方向：电子学
测试目的：柔顺阀压电泵所用的压电振子的振幅变化，根据理论分析，振幅发生变化必然导致泵腔容积也发生变化，并且振幅和容积变化量的关系呈正相关。同时，泵腔的容积变化量的改变也会使泵的输出流量发生改变，所以流量特性对于压电泵也是一个重要指标，研究压电泵的最佳驱动。
测试设备：信号发生器、ATA-308功率放大器、监测输入信号的示波器、柔顺阀压电泵样机、盛装流体的烧杯、测量质量的电子天平。
实验过程：用针筒往硅胶管和样泵注满水，排出内部空气;如果泵腔、流道或硅胶管内有气泡难以排出，那么可以先用酒精清洗内部再注水。实验时，为了降低虹吸效应带的影响，选择大直径的烧杯，并且尽量控制两个烧杯内的液体水平面在同一高度。此外，尽量缩短测试时间，以减小实验的带来不必要的误差。
实验结果：实验中样泵的流量-电压-频率的关系。在电压为40V、60V、80V和100V时，最大流量分别为22.03mL/min55.78mL/min89.02mL/min和119.61mL/min。这些峰值都在频率为25Hz时出现。图1可以看出，在不同电压下，流量随频率的变化曲线呈现了相似的规律。一方面，在10~25Hz的频率范围内，频率与流量的关系几乎呈正相关，流量随频率的提高而变大。另一方面，在25~40Hz范围内，伴随着频率的提高，流量逐渐变小。频率在10~40Hz的范围内，流量先上升后下降的主要原因是压电振子的振幅也随频率而变化。在所选择的输入信号中，电压为100V且频率为25Hz时，流量最大。电压低于60V且频率低于15Hz时，流量几乎都小于5mL/min。从图2可以看出，不管频率是20Hz、25Hz还是30Hz，电压越大，流量也越大。总而言之，在40~100V之间的输入电压中，电压与泵送流量的关系几乎是正相关的。流量随着电压增加而增大，而且流量随频率变化的总体趋势与振幅变化趋势基本一致。
图1：不同电压下的流量-频率特性 图2：不同电压下的流量-电压特性
威尼斯ATA-308功率放大器的指标参数：
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