實驗過程：在眾多的介電彈性體材料中，如圖3.1(a)所示，選擇丙烯酸膠帶為實驗材料，該材料有著形變能力大、單位條件下的能量密度高、有著較高的介電常數(shù)等特點。并且因為該材料為日常耗材，所以比較容易獲得且價格適中。對于柔性電極，如圖3.1(b)所示，本文選擇了碳導(dǎo)電油脂846-80G作為制造材料。對于實驗所需要的高壓，圖3-1(c)所示，使用了安泰電子科技有限公司的ATA-7050高壓電源，其電壓最大輸出為10KV，可以提供多種列如常波、三角波、正弦波、方波等多種信號。有著比較高的安全性。位移傳感器使用的是BL-100NZ激光位移傳感器，其精度為0.075mm。壓力傳感器為LANRINAUMI型，其測量精度為1g，量程為1kg。位移傳感器和壓力傳感器都可以通過數(shù)據(jù)線連接電腦里面的上位機并實時采集數(shù)據(jù)。其他耗材如表3.1所示。

實驗結(jié)果：如圖4.2(a)和4.2(b)所示是介電彈性體驅(qū)動器的伸長量和驅(qū)動力測試的實物圖，在測量電壓的大小和DE驅(qū)動器位移量的關(guān)系時，可以先把驅(qū)動器不用伸長的一端固定在支架上，另一端懸空可以自由移動。其具體的步驟如下：（1）在鋁型材支架的一端固定上驅(qū)動器，另一端固定上激光位移傳感器，傳感器發(fā)射出的激光打在驅(qū)動器一端的外殼上；（2）通過高壓發(fā)生器對DE驅(qū)動器進行電壓驅(qū)動；（3）隨著驅(qū)動器接收的電壓不斷增大，驅(qū)動器的一端也在不斷的伸長，直到驅(qū)動器里面的介電彈性體薄膜被擊穿；（4）在驅(qū)動器伸長的過程中，位移傳感器不斷的記錄數(shù)據(jù)并上傳到電腦端的上位機中；（5）制作多個同一大小的驅(qū)動器樣品進行實驗，去的多組的測量數(shù)據(jù)后取平均值。在測量驅(qū)動器的驅(qū)動力時，步驟與上述一致：（1）固定住驅(qū)動器和壓力傳感器，保證驅(qū)動器只有一端可以活動；（2）將DE驅(qū)動器介入高壓發(fā)生器；（3）隨著電壓的不斷增大，壓力傳感器讀取示數(shù)后傳入電腦；（4）測量多個樣品并取其平均值。

在進行DE驅(qū)動器的性能測試之前，本文首先進了彈簧的彈力系數(shù)測試，彈簧初始為無加載狀態(tài)，壓力傳感器在電機的推動下對彈簧進行擠壓。實驗結(jié)果如圖4.3所示，因為彈簧在形變的過程中并不能一直保持垂直壓縮的狀態(tài)。可能會在彈力的作用下發(fā)生形變，所以結(jié)果并不是一條完美的直線。但是因為安裝在外殼上的彈簧有外殼的阻擋，因此可以保持單一方向的壓縮，并不會出現(xiàn)類似的情況。

DE驅(qū)動器通電后就會發(fā)生形變，如圖4.4所示，該圖為驅(qū)動器在靜止?fàn)顟B(tài)和通入4kv電壓后的驅(qū)動狀態(tài)的對比。驅(qū)動狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)的長度區(qū)別即為DE驅(qū)動器的伸長量ΔL。由于外殼上的彈簧存在，DE薄膜的恢復(fù)力與彈簧的彈力在驅(qū)動方向上維持平衡，這時驅(qū)動器處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)在DE薄膜上施加大電壓時，平衡狀態(tài)由于麥克斯韋應(yīng)力的產(chǎn)生而被打破，這時DE驅(qū)動器就會發(fā)生位移，并會在新的位置達到平衡，此時驅(qū)動器的狀態(tài)就被成為驅(qū)動狀態(tài)。

本文在測試驅(qū)動器的靜態(tài)特性時，保證電壓為4kv不變，然后選用200v/s的三角波作為DE驅(qū)動器的驅(qū)動信號。在實驗中因為200v/s三角波的壓縮量是比較小的，所以可以認(rèn)為DE薄膜在每個時刻都是相對靜態(tài)的，即發(fā)生器輸出的電壓相對不變的。如圖4.5所示為驅(qū)動器的粘連性實驗，左圖為預(yù)測模型，右圖為實驗結(jié)果，從對比圖可以看出實驗結(jié)果是比較吻合的。

放大器推薦：ATA-7050

圖：ATA-7050高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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