原创 高压功率放大器在压电传感器测试中的应用

传感器无损检测的基本原理是：信号发生器产生信号，经功率放大器后，由激励线圈对铁磁性构件施加瞬间的激励磁场，由于磁致伸缩效应，激发构件产生机械波，机械波将沿构件轴向传播，如有缺陷信号，机械波反射回来，再由逆磁致伸缩效应接收线圈获得反射波信号，通过信号分析获得被测构件各处的损伤状况。用合适的功率放大器提供一定的能量驱动激励线圈，是实现基于磁致伸缩效应的无损检测的一个非常关键的一个环节。频率为100KHz，电流峰值为2A的正弦波信号驱动激励线圈，在被测构件中激励出磁致伸缩效应的机械波。

压电式传感器是基于压电效应的传感器。在实际测试应用中需要大功率电源来驱动，这就需要使用功率放大器来驱动压电器件和传感器。传感器作为人类认识世界重要的媒介，将电、磁、声音等物理量转换为人们可认知的实体，新兴的MEMS工艺能够在硅基片上利用IC后处理工艺制作各种传感器，使传感器与传感器信号处理电路的片上集成成为可能，并最终实现传感器与传感器检测电路的单芯片集成。

压电传感器是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。逆压电效应是指对晶体施加交变电磁场引起晶体机械变形的现象。

高压功率放大器介绍：

ATA-4000系列高压功率放大器是 宽频电源电压范围（160Vpp-310Vpp）的高压功率放大器，具有低漂移、低噪声特性，高转换率等特点。频率范围DC-1MHz，该类放大器具有过流过压保护功能，具有直流偏置功能，可双极性输出。

ATA-4000系列高压功率放大器产品基本参数如图所示：

高压功率放大器内部混合集成电路结构采用氧化铍衬底厚膜电路、陶瓷电容和半导体芯片使其可靠性得到大大地提高。超声焊接的铝线使其内部连接非常可靠，在常温下，外壳封装使其得到很好的密封和电绝缘。由于高压功率放大器的电源电压幅值较高，因此在应用中需注意以下几方面：过压保护、过流限制、输出保护、放大器的安装和机械考虑等。