功率放大器在超聲電機正反向運動中的應用

實驗名稱：功率放大器在單信號激勵的彎彎復合超聲電機的正反向運動實驗中的應用

研究方向：超聲電機

測試目的：驗證基于8字形振動軌跡的超聲電機的工作原理的可行性

測試設備：函數信號發生器，ATA-4051功率放大器，激光位移傳感器，激光轉速計。

實驗內容：用單路特殊激勵信號（由頻率比為1:2兩個正弦波形疊加而成）驅動彎彎復合超聲電機，測試其驅動足的運動軌跡和樣機基本輸出特性

實驗過程:

（1）測試驅動足軌跡。用兩個激光位移傳感器分別對準驅動足的上表面和右表面，用函數信號放大器產生信號，經過功率放大器（ATA4051）放大后施加到超聲電機上，打開傳感器采集功能，完成振動軌跡采集。改變激勵信號中兩種信號的相位差，從0~360度范圍內，每15度測試一次，共測24次。

實驗裝置

（2）測試輸出特性。驅動足處放置一個小滑輪，側面貼放光紙，撥動滑輪每轉一周，觀察轉速計計數是否正常。之后用信號發生器和功放產生激勵信號并施加到超聲電機上，測試電機在不同波形（兩種頻率成分正弦的相位差）下的輸出速度。

測試結果:

1. 驅動足處在波形相位差為165度和-15度時都可以獲得8字型軌跡，軌跡的運動方向相反；

2. 所提出的基于8字型軌跡的超聲電機，的正反向輸出特性差異小于4%，推動直徑為22mm轉子運動時最大輸出速度為1373rpm；

3. 所提出的基于8字型軌跡的超聲電機只需單向激勵信號就能實現雙向輸出運動，壓電元件無閑置，摩擦耦合效率高，在航空航天等高可靠性應用領域具有潛在應用價值。

軌跡運動測試結果

機械輸出特性測試結果