實(shí)驗(yàn)名稱:DEMES驅(qū)動(dòng)器性能測試
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸O(shè)計(jì)了一種新型DEMES驅(qū)動(dòng)器,并針對該驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了理論建模和實(shí)驗(yàn)測試,對比分析了軟體驅(qū)動(dòng)器相關(guān)參數(shù)對軟體驅(qū)動(dòng)器性能的影響規(guī)律,接下來分別介紹實(shí)驗(yàn)材料及裝置、DEMES驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)和制作、DEMES驅(qū)動(dòng)器的理論建模和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。
測試設(shè)備:高壓放大器、信號(hào)發(fā)生器、激光位移傳感器、力傳感器和計(jì)算機(jī)等。
實(shí)驗(yàn)過程:
圖1:DEMES驅(qū)動(dòng)器伸長量和阻抗力測試原理
如圖2所示是DEMES驅(qū)動(dòng)器伸長量和阻抗力的測試原理示意圖。在測量位移和電壓關(guān)系時(shí),我們把DE驅(qū)動(dòng)器一端固定,使另一端可在離型紙上自由滑動(dòng)。具體步驟如下:(1)在DE驅(qū)動(dòng)器自由端安裝“L”型紙板,將激光束打在紙板上;(2)通過信號(hào)源和高壓放大器對DE驅(qū)動(dòng)器施加電壓;(3)隨著電壓的不斷增大,直至DE薄膜擊穿時(shí)停止測試;(4)將測試過程中的激光位移傳感器所采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)之后傳輸至計(jì)算機(jī);(5)測量同一批制作的其他樣品,多次測量后取其平均值。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
圖2:DEMES驅(qū)動(dòng)器變形前后對比
如圖2所示為DE驅(qū)動(dòng)器在5kV電壓下驅(qū)動(dòng)器的變形狀態(tài)和參考狀態(tài)對比,二者長度之差即為驅(qū)動(dòng)器的伸長量(位移)。在參考狀態(tài)時(shí),由于柔性框架的限制,DE膜在驅(qū)動(dòng)方向上保持一定的初始長度。當(dāng)在DE膜上施加電壓時(shí),驅(qū)動(dòng)器的初始平衡狀態(tài)由于Maxwell應(yīng)力而打破,此時(shí)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生一定的驅(qū)動(dòng)位移以達(dá)到新的平衡狀態(tài),該狀態(tài)也稱為驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
圖3:DEMES驅(qū)動(dòng)器粘彈性測試
在測試DE驅(qū)動(dòng)器靜態(tài)特性時(shí),選用伸壓縮率為100V/s的三角波作為驅(qū)動(dòng)信號(hào),在實(shí)驗(yàn)過程中,認(rèn)為當(dāng)三角波伸壓縮較小時(shí),對應(yīng)每個(gè)時(shí)刻都是一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài),即電壓近似恒定。如圖3所示為DE驅(qū)動(dòng)器粘彈性實(shí)驗(yàn)和模型預(yù)測對比,從圖中可以明顯看出,模型計(jì)算計(jì)算和試驗(yàn)測試結(jié)果吻合較好。
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圖:ATA-67100高壓放大器規(guī)格參數(shù)
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審核編輯 黃宇
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