高压放大器在交变电场作用下骨表面温升的实验研究.pdf

高压放大器在交变电场作用下骨表面温升的实验研究 实验名称：高压放大器交变电场作用下骨表面温升的实验研究 研究方向：交变电场 测试目的：骨的微观结构十分复杂,到目前为止对骨的力电性质尚未完全了解 ﹐这是利用电信 号影响骨生长的研究进展相对缓慢的主要原因。要解决此问题,唯有从多方面研究骨的力电性 质,直至完全了解,因此本文意在从骨在交变电场作用下,自身温度的变化方面进行探索。 测试设备：新鲜牛胫骨骨干，波形发生器，ATA-2081高压放大器，数字式视频显微镜，红外 测温仪。 实验过程： 本实验共取5个干骨试样在同一牛胫骨上沿厚度方向平行取出两个试样(4号、5号试样)， 其余3个试样取自不同牛胫骨(沿厚度方向的取样位置随机)。 实验过程中,将骨试样底端固定在夹具上,顶端自由,形成悬臂梁。通过电极对试样施加交 变电场。波形发生器输出频率可调的正弦交变电压,高压放大器将输出电压的幅值放大至设定 的值。数字式视频显微镜的镜头聚焦于试样上表一个区域。基于数字图像相关方法(DIC)测量 试样自由端截面的弯曲挠度。采用红外测温仪测量骨试样在加载时间内表面温度随时间的变 化,温度测量的分辨率为0.1℃,误差范围是0.5℃。整个实验装置放置在光学防震平台上。 实验装置实验图 测试结果： （1）电压70V、不同频率下骨试样温度变化； （2）对比经典电介质的温度变化和变形可知,经典电介质在交变电场作用下,温升很低,在测 温仪的测量误差之内,虽然外加电场既引起骨的温升又引起弯曲变形,但是 ﹐所引起的相对高 温升是其特有的性质。与直流电场下的骨试样对比可知,在相同电压值下,骨在直流电场下的 温升与变形明显小于交流电场 ﹐所以骨材料的温升反映的主要是其交流性质 ﹐而并非是简单 的电阻性发热,并且骨的温升源于有机成分胶原纤维。拟合实验数据可知,骨试样在交变电场 下,表面温升与加载电压的平方成正比,这是电介质的经典性质。 ATA-2081功率放大器参数指标：