實驗名稱：高壓放大器在液態(tài)金屬微型馬達的運動控制中的應用

實驗目的：利用兼具“液態(tài)”和“金屬”屬性的家基液態(tài)金屬，制備成家基液態(tài)金屬微型馬達，分別采用磁場和電場的驅(qū)動方式來操控馬達實現(xiàn)二維/三維的運動，分析微型馬達的運動形式和驅(qū)動機制。

實驗設(shè)備：原子力顯微鏡，告訴光學相機，ATA-2082高壓放大器，X射線光電子能譜儀，穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀，高功率超聲波清洗器等。

實驗過程：

主要利用銅制的球形(~2mm）正極微電極系統(tǒng)來驅(qū)動和引導家基液態(tài)金屬微型馬達。實驗中，通過在微電極上施加一個電壓（10kV)，家基液態(tài)金屬微型馬達可以在垂直于木質(zhì)板子上面的紙基面上進行三維跳動。

其次,為了進一步提高家基液態(tài)金屬微型馬達的三維運動的靈活性和可靠性。設(shè)計了一個控制平臺。通過控制平臺來實現(xiàn)對家基液態(tài)金屬微型馬達點對點的精準操控。馬達控制平臺系統(tǒng)由輸入指令的互動媒體端、可以產(chǎn)生模擬信號的電源端、放大信號的電壓放大器端以及接收放大信號的操控芯片組成。

如圖所示。輸入指令的互動媒體端主要是由預先裝好指令程序的計算機組成的。在指令程序中預先設(shè)定好指令信號串,指令信號串通過轉(zhuǎn)換電源轉(zhuǎn)換成模擬信號，模擬信號通過高壓放大器放大信號脈沖,放大后的信號脈沖傳輸?shù)浇邮芊糯笮盘柕牟倏匦酒稀ｑR達就會按著預先設(shè)計好的指令信號串實現(xiàn)沿著固定軌道的三維跳躍運動。操控芯片上的延時電路使脈沖信號傳輸?shù)胶笠粋€微電極上，導致前一個微電極局部電場消失，后一個微電極上產(chǎn)生局部電場從而將馬達拉到后端微電極與可觸摸壓力感應基底之間跳動。可觸摸壓力感應基底通過感應馬達跳動過程中對其底部產(chǎn)生的壓力來向信號轉(zhuǎn)化器傳輸壓力信號,信號轉(zhuǎn)換器將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給能將電信號轉(zhuǎn)換為音樂音符的音響設(shè)備。音響設(shè)備就會發(fā)出我們輸入設(shè)備輸入的那個音符。就仿佛像是在我們操控家基金屬微型馬達在彈奏鋼琴。

實驗結(jié)果：

通過對家基液態(tài)金屬微米馬達的運動控制和形態(tài)重塑及的研究，有助于對其的驅(qū)動性能進行優(yōu)化，推動其在包括化學傳感、負載貨物運輸、材料科學甚至人工智能等領(lǐng)域進行應用。

實驗中所用到的ATA-2082高壓放大器參數(shù)指標：

本實驗素材由西安安泰電子發(fā)布，如想了解更多有關(guān)高壓放大器應用，請持續(xù)關(guān)注安泰電子。

審核編輯：湯梓紅