靜電懸浮位置控制系統(tǒng)原理介紹

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

靜電懸浮基本原理：

帶電物體在靜電場中會受到電場力的作用，如果電場力的大小能夠克服其自身重力，帶電物體就會懸浮起來。

帶電小球懸浮基本條件公式：

靜電小球懸浮系統(tǒng)組成及原理：

靜電懸浮位置控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，該系統(tǒng)由電極、位置檢測與控制系統(tǒng)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懸浮樣品照射到PSD的感光面上時會留下懸浮樣品的陰影，PSD會輸出同陰影的二維位置(z, x)相關聯(lián)的電壓信號，控制單元根據(jù)PSD測量到的(z,x)二維位置信號，分別進行控制算法運算，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，即通過調(diào)整靜電場的大小調(diào)整帶電樣品所受到的電場力，實現(xiàn)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(tǒng)結(jié)構(gòu)

高壓放大器不僅在靜電懸浮裝置中有著重要作用，還被廣泛的應用于水聲通信，MEMS傳感器的驅(qū)動，壓電陶瓷驅(qū)動，超聲波，微粒分選，超聲電機驅(qū)動等多個領域。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(qū)動高壓型負載。