實驗名稱：DEMES驅(qū)動器性能測試

實驗?zāi)康模涸O(shè)計了一種新型DEMES驅(qū)動器，并針對該驅(qū)動器進行了理論建模和實驗測試，對比分析了軟體驅(qū)動器相關(guān)參數(shù)對軟體驅(qū)動器性能的影響規(guī)律，接下來分別介紹實驗材料及裝置、DEMES驅(qū)動器的設(shè)計和制作、DEMES驅(qū)動器的理論建模和相關(guān)的實驗研究。

測試設(shè)備：高壓放大器、信號發(fā)生器、激光位移傳感器、力傳感器和計算機等。

實驗過程：

圖1：DEMES驅(qū)動器伸長量和阻抗力測試原理

如圖2所示是DEMES驅(qū)動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，我們把DE驅(qū)動器一端固定，使另一端可在離型紙上自由滑動。具體步驟如下：（1）在DE驅(qū)動器自由端安裝“L”型紙板，將激光束打在紙板上；（2）通過信號源和高壓放大器對DE驅(qū)動器施加電壓；（3）隨著電壓的不斷增大，直至DE薄膜擊穿時停止測試；（4）將測試過程中的激光位移傳感器所采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號之后傳輸至計算機；（5）測量同一批制作的其他樣品，多次測量后取其平均值。

實驗結(jié)果：

圖2：DEMES驅(qū)動器變形前后對比

如圖2所示為DE驅(qū)動器在5kV電壓下驅(qū)動器的變形狀態(tài)和參考狀態(tài)對比，二者長度之差即為驅(qū)動器的伸長量（位移）。在參考狀態(tài)時，由于柔性框架的限制，DE膜在驅(qū)動方向上保持一定的初始長度。當(dāng)在DE膜上施加電壓時，驅(qū)動器的初始平衡狀態(tài)由于Maxwell應(yīng)力而打破，此時驅(qū)動器產(chǎn)生一定的驅(qū)動位移以達到新的平衡狀態(tài)，該狀態(tài)也稱為驅(qū)動狀態(tài)。

圖3：DEMES驅(qū)動器粘彈性測試

在測試DE驅(qū)動器靜態(tài)特性時，選用伸壓縮率為100V/s的三角波作為驅(qū)動信號，在實驗過程中，認(rèn)為當(dāng)三角波伸壓縮較小時，對應(yīng)每個時刻都是一個準(zhǔn)靜態(tài)，即電壓近似恒定。如圖3所示為DE驅(qū)動器粘彈性實驗和模型預(yù)測對比，從圖中可以明顯看出，模型計算計算和試驗測試結(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