静电悬浮位置控制系统原理介绍

静电悬浮是一种利用静电场中带电样品库仑力抵消样品重力从而实现样品无容器状态的方法，由于悬浮时不对样品产生额外的能量输入，也不对材料凝固过程带来额外的干扰因素，易于结合其他非接触测量设备实现材料的热物性测量，更适合进行空间材料科学实验，静电悬浮装置有可能成为中国未来空间材料科学的重要实验装置之一。高压放大器在静电悬浮装置中有着重要作用。

静电悬浮基本原理：

带电物体在静电场中会受到电场力的作用，如果电场力的大小能够克服其自身重力，带电物体就会悬浮起来。

带电小球悬浮基本条件公式：

静电小球悬浮系统组成及原理：

静电悬浮位置控制系统结构如图所示，该系统由电极、位置检测与控制系统和高压放大器等组成。以PSD 为位置测量传感器，平行激光光源作为PSD的照明光源当平行光通过悬浮样品照射到PSD的感光面上时会留下悬浮样品的阴影，PSD会输出同阴影的二维位置(z, x)相关联的电压信号，控制单元根据PSD测量到的(z,x)二维位置信号，分别进行控制算法运算，将控制信号输出给高压放大器，由高压放大器对电压控制信号进行放大，再分别施加控制高压到上下电极和水平电极上，即通过调整静电场的大小调整带电样品所受到的电场力，实现对悬浮样品在垂直方向和水平方向上的位置控制。

静电悬浮位置控制系统结构

高压放大器不仅在静电悬浮装置中有着重要作用，还被广泛的应用于水声通信，MEMS传感器的驱动，压电陶瓷驱动，超声波，微粒分选，超声电机驱动等多个领域。ATA-7000系列是一款理想的可放大交、直流信号的高压放大器。单端输出6kVp-p（±3kVp）高压，可以驱动高压型负载。