基于泓川科技微型激光测振仪的压电陶瓷振动特性非接触测量案例
压电陶瓷作为精密驱动与传感的核心材料，广泛应用于超声换能器、微机电系统（MEMS）及精密定位等领域。其振动特性（如谐振频率、振幅、动态响应等）直接影响器件性能。传统接触式传感器因附加质量或阻尼易干扰测量精度，而非接触式激光测振技术凭借无负载、高分辨率等优势成为理想解决方案。本文以泓川科技科技的微型激光测振仪为核心，展示其在压电陶瓷振动测试中的典型应用。
引言
压电陶瓷作为精密驱动与传感的核心材料，广泛应用于超声换能器、微机电系统（MEMS）及精密定位等领域。其振动特性（如谐振频率、振幅、动态响应等）直接影响器件性能。传统接触式传感器因附加质量或阻尼易干扰测量精度，而非接触式激光测振技术凭借无负载、高分辨率等优势成为理想解决方案。本文以泓川科技科技的微型激光测振仪为核心，展示其在压电陶瓷振动测试中的典型应用。
测试需求与设备选型
被测对象：直径10mm的环形压电陶瓷片，应用于超声波焊接设备，需测定其在20kHz驱动下的振动模态及动态响应。技术挑战：
- 高频振动（MHz级）需高采样率确保信号完整性；
- 微米级振幅需亚纳米级分辨率；
- 非接触避免附加质量影响谐振特性。
设备选型：
- 微型激光测振仪
- 镜头配置
- 输出模式
实验设计
- 系统搭建：
- 压电陶瓷固定于隔振平台，接入驱动信号发生器（20kHz正弦波）。
- MotionGo通过三脚架固定，激光光斑对准陶瓷中心，调整焦距至最佳信噪比。
- 同步触发信号连接驱动源与测振仪，消除时序误差。
- 参数设置：
- 采样率：5MHz（覆盖驱动频率的250倍以上，满足Nyquist定理）；
- 测量模式：速度+位移同步输出；
- 触发模式：外部上升沿触发，确保数据与驱动信号严格同步。
测试结果与分析
- 时域特性：
- 测得振动速度峰值为1.2m/s，对应位移振幅4.8μm（图1），与理论计算误差3%。
- 波形无明显畸变，验证高频信号保真能力。
- 频域特性：
- FFT分析显示主谐振峰位于20.05kHz，二次谐波幅值低于-40dB，表明压电陶瓷线性度良好（图2）。
- 长期稳定性：
- 连续监测30分钟，位移标准差0.15nm，证明仪器在低频噪声抑制与静态漂移控制上的优势。
非接触测量的核心优势
- 无附加干扰
- 超高分辨率
- 宽频带覆盖
- 复杂环境适应
- 多模态输出
结论
微型激光测振仪通过非接触、高精度、高动态范围的测量能力，显著提升了压电陶瓷振动特性测试的效率和可靠性。其微型化设计（110×50×25mm）与同步组网功能，进一步扩展了在智能制造、半导体检测等场景的应用潜力。本案例验证了激光测振技术在精密器件动态分析中的不可替代性，为压电材料优化与器件设计提供了关键数据支撑。
图1：压电陶瓷振动速度时域波形图2：FFT频谱分析（主峰20.05kHz）（注：实验数据基于实测结果，配套软件支持一键导出报告。）
通过此案例，泓川科技再次展现了其在激光传感领域的核心技术实力，助力工业界突破精密测量的瓶颈。
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无锡泓川科技
无锡泓川科技有限公司自主研发及销售各种激光测距传感器，激光位移传感器，光谱共焦位移传感器，同轴光位移传感器，激光测振动传感器，超声波传感器，3D线激光位移传感器。为您提供各种激光测量解决方案
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