高压放大器在高温压电陶瓷在多场耦合实验中的应用
【概述】
2025年西安交通大学研究团队发布论文《高性能锰掺杂BiScO₃–PbTiO₃压电陶瓷：兼具增强热稳定性与耐电场特性》；研究中使用Aigtek安泰ATA-7030高压放大器，搭建高温和高电场实验系统。为满足压电材料在极端环境下的应用需求，本研究系统评估了硬特性锰掺杂34BiScO₃-66PbTiO₃（BS-66PT-1Mn）、软特性铌掺杂36BiScO₃-64PbTiO₃（BS-64PT-0.125Nb）以及商用PZT-5A陶瓷在高温与强电场条件下的性能。介电性能表征结果表明，BS-66PT-1Mn在高温（300 °C）与强电场（100 V/mm）耦合条件下仍表现出良好的介电性能。
实验名称：高温压电陶瓷在多场耦合下的振速测试
研究方向：高温压电陶瓷的强场测试及在高温换能器中的应用
实验内容：在高温和高电场下测试高温压电陶瓷的振速。信号由PSM3750频率响应分析仪进行激励信号输出，通过ATA-7030高压放大器进行电压放大，施加在样品的两端，通过频响仪器的软件进行恒压扫频信号输出，同时通过激光测振仪进行振速测试和信号采集。
测试设备：阻抗分析仪，计算机，ATA-7030高压放大器，激光测振仪，高温炉，夹具与压电陶瓷样品等。
实验过程：测试系统主要包括阻抗分析仪（内置信号发生源）、高压放大器、激光多普勒测速仪、高温炉和计算机控制系统及软件等。将样品至于高温炉中，温度通过程序控制热电偶贴近样品以保证样品的温度，在测试中，计算机控制软件发出指令，阻抗分析仪获取指令后触发扫频的正弦信号，经高压放大器放大之后施加在待测样品上，引起样品振动。样品振动过程中，激光多普勒振动测速仪监测其振动速度，测试结果经过阻抗分析仪的软件采集之后反馈到计算机终端，通过测振仪器的软件进行最后处理，测试系统如下图所示。
图：实验测试系统示意图
实验结果：
图：实验结果
BS-66PT-1Mn表现出较高的振动速度和较低的频率偏移，在300℃下仍然能保持较高的振速。在200℃和20V/mm条件下，BS-66PT-1Mn表现的性能明显优于传统商用PZT-5A压电材料和BS-PT-0.125Nb压电材料。该实验结果对高温压电换能器的压电元件材料选用和器件设计提供了有效的理论支撑和指导。
安泰放大器在此应用中的产品优势：
1.6kVp-p超高电压输出——产生驱动压电材料所必需的高强电场
2.精准的低频扫频响应——适配压电材料的谐振特性测试
3.高稳定性与四象限驱动能力——保障多场耦合极端环境下的数据可靠性
【文献】高性能锰掺杂BiScO₃–PbTiO₃压电陶瓷：兼具增强热稳定性与耐电场特性
【推荐产品】：ATA-7030高压放大器
图：ATA-7030高压放大器指标参数
本文实验素材由西安安泰电子整理发布。Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免费试用。西安安泰电子是专业从事功率放大器、高压放大器、功率信号源、前置微小信号放大器、高精度电压源、高精度电流源等电子测试仪器研发、生产和销售的高科技企业。如想了解更多功率放大器等产品，请持续关注安泰电子官网www.aigtek.com或拨打029-88865020。