靜電懸浮位置控制系統原理介紹

靜電懸浮是一種利用靜電場(chǎng)中帶電樣品庫侖力抵消樣品重力從而實(shí)現樣品無(wú)容器狀態(tài)的方法，由于懸浮時(shí)不對樣品產(chǎn)生額外的能量輸入，也不對材料凝固過(guò)程帶來(lái)額外的干擾因素，易于結合其他非接觸測量設備實(shí)現材料的熱物性測量，更適合進(jìn)行空間材料科學(xué)實(shí)驗，靜電懸浮裝置有可能成為中國未來(lái)空間材料科學(xué)的重要實(shí)驗裝置之一。高壓放大器在靜電懸浮裝置中有著(zhù)重要作用。

靜電懸浮基本原理：

帶電物體在靜電場(chǎng)中會(huì )受到電場(chǎng)力的作用，如果電場(chǎng)力的大小能夠克服其自身重力，帶電物體就會(huì )懸浮起來(lái)。

帶電小球懸浮基本條件公式：

靜電小球懸浮系統組成及原理：

靜電懸浮位置控制系統結構如圖所示，該系統由電極、位置檢測與控制系統和高壓放大器等組成。以PSD 為位置測量傳感器，平行激光光源作為PSD的照明光源當平行光通過(guò)懸浮樣品照射到PSD的感光面上時(shí)會(huì )留下懸浮樣品的陰影，PSD會(huì )輸出同陰影的二維位置(z, x)相關(guān)聯(lián)的電壓信號，控制單元根據PSD測量到的(z,x)二維位置信號，分別進(jìn)行控制算法運算，將控制信號輸出給高壓放大器，由高壓放大器對電壓控制信號進(jìn)行放大，再分別施加控制高壓到上下電極和水平電極上，即通過(guò)調整靜電場(chǎng)的大小調整帶電樣品所受到的電場(chǎng)力，實(shí)現對懸浮樣品在垂直方向和水平方向上的位置控制。

靜電懸浮位置控制系統結構

高壓放大器不僅在靜電懸浮裝置中有著(zhù)重要作用，還被廣泛的應用于水聲通信，MEMS傳感器的驅動(dòng)，壓電陶瓷驅動(dòng)，超聲波，微粒分選，超聲電機驅動(dòng)等多個(gè)領(lǐng)域。ATA-7000系列是一款理想的可放大交、直流信號的高壓放大器。單端輸出6kVp-p（±3kVp）高壓，可以驅動(dòng)高壓型負載。