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實(shí)驗名稱(chēng)：靜電懸浮位置檢測與控制技術(shù) 測試目的：根據Earnshaw定理，靜電場(chǎng)不存在最小三維靜電勢，所以要實(shí)現樣品的穩定必須結合負反饋控制系統。要進(jìn)行材料特性研究，還需要對材料樣品進(jìn)行加熱與測溫，因此還需配備加熱和測溫設備。所以，下文對靜電懸浮實(shí)驗裝置中位置檢測與控制、加熱與溫度檢測技術(shù)進(jìn)行介紹。 測試設備：高壓放大器、位置控制器、探測器等。 實(shí)驗過(guò)程： 圖1：靜電懸浮位置檢測與控制結構圖 靜電懸浮位置檢測與控制結構如圖1所示。系統包括位置檢測單元、處理控制單元、高壓放大器及電極結構。位置檢測單元使用PSD作為傳感器，獲得懸浮樣品的位置信號。處理控制單元對測量到的位置信號進(jìn)行濾波處理并根據處理后的位置信號進(jìn)行PID控制運算，將輸出的控制信號傳給高壓放大器，高壓放大器根據輸入的信號控制輸出高壓，輸出的高壓加載到電極板上下電極，通過(guò)改變帶電樣品所受到的電場(chǎng)力調整懸浮樣品的運動(dòng)，實(shí)現對懸浮樣品的懸浮控制。 位置檢測單元采用陰影法實(shí)現懸浮樣品的位置測量，使用能量均勻的平行光照射到整個(gè)PSD的感光面上，若被測物體在PSD的前方，那么被測物體的陰影就會(huì )留在PSD上。如果光斑能量分布均勻，那么光斑重心位置同陰影位置線(xiàn)性相關(guān)，對PSD的測量信號進(jìn)行反向放大即可得到懸浮小球的位置信息。要獲得懸浮樣品的三維位置信息，需要兩片PSD平行z軸擺放并相互垂直。如圖2所示，其中一片PSD檢測懸浮材料的（x，z）坐標，另一片檢測懸浮材料的（y，z）坐標，當兩片PSD同時(shí)檢測時(shí)即可獲得懸浮材料的（x，y，z）坐標。 圖2：位置檢測結構示意圖 實(shí)驗結果： 重點(diǎn)分析介紹了靜電懸浮實(shí)驗裝置中懸浮樣品位置檢測與控制技術(shù)，靜電懸浮實(shí)驗樣品的位置檢測與控制是懸浮實(shí)驗的關(guān)鍵，實(shí)驗裝置中使用位置敏感探測器(PSD)進(jìn)行樣品位置的測量，使用PID控制算法對加載到電極板上的高壓進(jìn)行調節實(shí)現實(shí)驗樣品的穩定懸��；根據懸浮材料實(shí)驗情況及空間實(shí)驗情況介紹了使用PSD進(jìn)行位置測量時(shí)存在的缺陷，并提出了使用CCD進(jìn)行樣品位置測量的方法。 高壓放大器推薦：ATA-7050 圖：ATA-7050高壓放大器指標參數 本資料由Aigtek安泰電子整理發(fā)布，更多案例及產(chǎn)品詳情請持續關(guān)注我們。西安安泰電子Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線(xiàn)，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。高壓放大器https://www.aigtek.com/products/bk-gyfdq.html |
